第7章圖像壓縮(1)(已修改)
2024-10-17 16:14 本頁面
【正文】 第 7章 圖像壓縮 ? 概述 ? 信息理論基礎 (回顧信息論與編碼課程 ) ? 統(tǒng)計編碼 (夏 p103108) ? Huffman編碼 (夏 p103106) ? Shanonfano編碼 (夏 p106108) ? 預測編碼 (夏 p9496,章 p158162) ? 無損預測編碼 (章 p158159) ? 有損預測編碼 (夏 p9496,章 p160162) ? 變換編碼 (夏 p99101,章 166171) ? 變換編碼 (夏 p99100,章 166) ? 變換選擇 (章 p166168) ? 子圖像尺寸分配 (章 p168169) ? 比特分配 (夏 p100102,章 169172) ? 二值圖像編碼 (夏 p111119) 概述 數(shù)字圖象通常要求很大的比特數(shù)，這給圖象的傳輸和存儲帶來相當大的困難。要占用很多的資源，花很高的費用。 如一幅 512x512的黑白圖象的比特數(shù)為 512x512x8=2,097,152 bit=256k字節(jié) 。 再如一部 90分鐘的彩色電影，每秒放映24幀。把它數(shù)字化，每幀 512x512象素，每象素的 R、 G、 B三分量分別占 8 bit，總比特數(shù)為 90x60x24x3x512x512x8bit=97,200M。 如一張 CD光盤可存 600兆字節(jié)數(shù)據(jù)，這部電影光圖象（還有聲音）就需要 160張CD光盤用來存儲。 對圖象數(shù)據(jù)進行 壓縮顯得非常必要。 本章討論的問題：在滿足一定條件下，能否減小圖象 bit數(shù)，以及用什么樣的編碼方法使之減少。 概述－圖像數(shù)據(jù)的冗余 一般來說 ， 圖像數(shù)據(jù)中存在以下幾種冗余： 空間冗余：規(guī)則物體 /背景 ， 其物理特性相關 時間冗余：序列圖像 (電視 ) 結構冗余：紋理結構 (墻紙 ) 信息熵冗余：數(shù)據(jù)量 信息熵 (英文字母 ) 知識冗余：先驗知識 (人臉 ) 視覺冗余：灰度等級，我們把這類冗余稱為視覺冗余 既然圖像數(shù)據(jù)中存在信息冗余，就有可能對圖像數(shù)據(jù)量進行壓縮，針對數(shù)據(jù)冗余的類型不同，可以有多種不同的數(shù)據(jù)壓縮方法，本章將討論各種壓縮方法。 概述－圖像的編碼質(zhì)量評價 常用的客觀評價準則有均方誤差 、 均方根誤差 、 均方信噪比 、 基本信噪比和峰值信噪比 112001 ?[ ( , ) ( , ) ]NMm s eijE f i j f i jNM????????2/1][ m s er m s EE ? 均方誤差 均方根誤差 概述－圖像的編碼質(zhì)量評價 1120011200[ ( , ) ]?[ ( , ) ( , ) ]NMijNMijf i jS N Rf i j f i j??????????????均方信噪比 11001 ( , )NMijf f i jNM????? ??令 概述－圖像的編碼質(zhì)量評價 基本信噪比 1120011200[ ( , ) ]1 0 l g?[ ( , ) ( , ) ]NMijNMijf i j fS NRf i j f i j???????????????????????12m ax ?? kf設 峰值信噪比 2m a x112001 0 l g?[ ( , ) ( , ) ]NMijNM fP S NRf i j f i j????????????????概述－圖像的編碼質(zhì)量評價 得分 第一種評價標準 第二種評價標準 5 優(yōu)秀 沒有失真的感覺 4 良好 感覺到失真 ， 但沒有不舒服的感覺 3 可用 感覺有點不舒服 2 較差 感覺較差 1 差 感覺非常不舒服 對圖像質(zhì)量的主觀評分標準 概述－圖像的編碼質(zhì)量評價 設每一種得分為 Ci， 每一種得分的評分人數(shù)為 ni 平均感覺分 MOS的主觀評價可定義 ?????kiikiiinCnM O S11MOS得分越高 ， 解碼后圖像的主觀評價好 概述－圖像的編碼質(zhì)量評價 則壓縮比： 21nnCR ?設 n1為原始圖像每個像素的平均比特數(shù) n2為編碼后每個像素的平均比特數(shù) 壓縮比越大壓縮效果越好 不要用夏 p94的公式 () 信息理論基礎 離散信源的熵表示 設一個離散信源 X： ),( 21 Nxxx ?滿足 },{21 Nppp ? ???Niip11其概率分布： 離散信源類型 無記憶信源 有記憶信源 離散信源的熵表示 考慮無記憶信源 X ， 某個信源符號 xk， 如果它出現(xiàn)的概率是 pk 信源熵 H(X) xk的自信息量 kkk ppxI log1log)( ???? ?211( ) l o gNNi i i iiiH X p p p I x??? ? ???夏 p94 離散信源的熵表示 設 信源熵 則 ， 各信源符號自信息量： },{ dcbaX ?4/1)()()()( ???? dpcpbpap24l o g)()()()( 2 ????? dIcIbIaI22*4/12*4/12*4/12*4/1)( ?????XH編碼方法： a,b,c,d用碼字 00,01,10,
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