【正文】 源的概率分布為 ? 求二進制序列 01011的編碼 。 ? 可見 ， 最后子區(qū)左端起始位置 ? 最后子區(qū)長度 001001 692 0. 00 11 10 )3125s ?? 二進十進 十進（ ） （0. 22 14 ） =（108 0. 17 28 0. 00 10 01 )625l ? ? ? 二進十進 十進（ ） （ ） （ ? 最后子區(qū)右端終止位置 ? 編碼結(jié)果為子區(qū)起始位置與終止位置之中點 = 。 圖像差值幅度的概率分布 預(yù)測編碼基本原理 ? 對實際值與預(yù)測值之間的誤差值進行編碼 ? 差分脈沖編碼調(diào)制 – Differential Pulse Code Modulation – DPCM DPCM系統(tǒng)的組成 線性自適應(yīng)預(yù)測編碼 ? 假設(shè)經(jīng)掃描后的圖像信號 x（ t）是一個均值為零、方差為的平穩(wěn)隨機過程。 通過分析可以得出以下結(jié)論： ? 圖像的相關(guān)性越強，壓縮效果越好。 ? 二維預(yù)測：如 上圖 中的 x x x x x xx7等。 ? 新一代的整數(shù)小波變換（又叫第二代小波變換）采用提升方法能夠?qū)崿F(xiàn)整數(shù)變換，因而能夠?qū)崿F(xiàn)圖像的無損壓縮，顯然它是一種很適合于醫(yī)學等圖像的壓縮方法。 – 這樣可用相鄰的偶數(shù)序列來預(yù)測奇數(shù)序列。 ? 二值圖像通常是由人為產(chǎn)生的，如由文字組成的文檔文件、表格、工程圖紙、地圖等。 – 這種線段稱為“空白塊（ blank）”，常表示二值圖像的背景成分。 ? 上述方法很容易推廣的在二維情形中。 游程長度編碼 RLC (Run Length Coding ) ? 一種簡單的無損編碼技術(shù)，它改變連續(xù)出現(xiàn)相同字符的表達方式，以降低碼長。 新型的圖像壓縮編碼方法 ? 經(jīng)典的編碼方法利用去除圖像數(shù)據(jù)的相關(guān)性等方法對圖像進行壓縮，其壓縮效果受到一定的限制。 – 壓縮過程時間長但解壓縮速度快的特點將使其在大數(shù)據(jù)量、高質(zhì)量的多媒體應(yīng)用、高速網(wǎng)絡(luò)等場合中發(fā)揮重要的角色。 分形壓縮的基本方法 ? 分形壓縮將圖像分解成若干子圖像，利用圖像的仿射變換可以尋找出子圖像間的自相似性。 – （ 3）兩平行線經(jīng)過仿射變換后仍然是平行線，所以平行四邊形經(jīng)仿射變換后變成另外一個平行四邊形。 ? 目前采用全自動的分形壓縮，對灰度圖像一般可以達到4:1~100:1，對彩色圖像壓縮比還可以更高些。 ? 分形壓縮的另一個特點是壓縮特性與分辨率無關(guān) – 利用分形壓縮的圖像可以按不同分辨率實現(xiàn)無級縮放而計算量相同。 ? 介紹： – 適用于靜態(tài)圖像的 JPEG標準和 JBIG標準 – 新的 JPEG2020壓縮國際標準 彩色與灰度圖像壓縮標準 JPEG 1． JPEG算法與系統(tǒng) ? JPEG基本系統(tǒng) ? JPEG擴展系統(tǒng) ? 信息保持壓縮系統(tǒng) 2． JPEG基本系統(tǒng) 每個單獨的彩色圖像分量的編碼算法： ? ① 將量化精度為 8位的待壓縮圖像分成若干個 8?8樣值子塊，做基于 8?8子塊的 DCT。 JPEG編 /解碼器算法框圖 上述算法的幾點說明 ? （ 1）彩色空間轉(zhuǎn)換問題 ? （ 2）量化 — 最佳的 亮度量化表 和 色度量化表 。 ? 這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于可精確到幀編輯和多層圖像處理的非線性編輯領(lǐng)域。 ? 二值圖像通過 MH， MR和 MMR等典型的編碼方法已在傳真機等圖像通信中得到廣泛應(yīng)用。 支持分層圖像傳送的編碼方法的基本思路 必須滿足的條件和對之進行評價的項目 ? （ 1）無損編碼。 ? （ 5）具有比 MMR更高的壓縮能力。 ? （ 9）魯棒性。 JPEG 2020的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 可大致分成兩個方面： –一方面面向傳統(tǒng)的 JPEG市場 ? 如打印、掃描、數(shù)字攝像、遙感等 –另一方面面向一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 如網(wǎng)路傳輸、彩色傳真、無線通訊，醫(yī)療影像、電子商務(wù)等。 ? JPEG2020標準中無損壓縮和有損壓縮所采用的小波分別是 – 基于提升方案的（ 5,3）整數(shù)小波和 Daubechies（ 9,7）整數(shù)小波。 ? （ 3）漸進傳輸。 ? （ 7）開放的框架結(jié)構(gòu)。 本 章 小 結(jié) ? 理解和掌握 數(shù)字圖像編碼與壓縮的理論基礎(chǔ)是本章的重點。 （ 1）數(shù)據(jù)壓縮的基本概念 –編碼冗余使圖像編碼壓縮成為可能。 （ 3）預(yù)測編碼 ? 基本原理是 – 利用當前像素與鄰近像素的位置關(guān)系計算預(yù)測信號，系統(tǒng)所傳遞的是誤差信號，這種差值的概率分布集中在小數(shù)值上，大差值的概率極小，有利于用可變碼長編碼以減少傳送的信息量。 – DCT變換后的系數(shù)相對集中，還可以進一步進行量化，從而更大幅度地壓縮圖像的數(shù)據(jù)量。 ? 新的發(fā)展 – JPEG2020標準 。 ? 主要類型有 – Huffman編碼 –算術(shù)編碼 –游程編碼 （ 6） JPEG標準 ? 適用于靜止圖像。 （ 4）變換編碼 ? 基本原理是 – 利用坐標變換，如果選擇的變換坐標與圖像特征相匹配就可以大大壓縮二維數(shù)據(jù)。 ? 有損壓縮有 – 預(yù)測編碼 – 變換編碼。 ? 了解 各種編 /解碼器的原理和軟件和硬件實現(xiàn)。 3． JPEG2020的基本框架和實現(xiàn) ? （ 1）對原始圖像數(shù)據(jù)進行離散小波變換（ DWT） ? （ 2）對變換后的小波系數(shù)進行量化 ? （ 3）對量化后的數(shù)據(jù)熵編碼 ? （ 4）最后形成輸出碼流。 ? （ 5）碼流的隨機訪問和處理。 JPEG2020的最主要的特征 ? （ 1）高壓縮率。 ? 它把 JPEG的順序模式、漸進模式、無損模式和分層模式四種模式集成在一個標準之中。 ? JPEG2020還將彩色靜態(tài)畫面采用的 JPEG編碼方式與 2值圖像采用的 JBIG編碼方式統(tǒng)一起來，成為對應(yīng)各種圖像的通用編碼方式。 ? （ 7）不允許使用全幀預(yù)掃描（單路執(zhí)行算法）。 ? （ 3）編碼和解碼操作是實時的。 ? 一幅灰度為 256級的圖像可以被分解為 8幅二值圖像。 二值圖像壓縮標準 JBIG ? 1980年 CCITT (G3)的一維編碼標準 MH,作為二維編碼標準的改進相對元地址指定編碼 (MR)。 – 每秒可處理 2700萬個像素的單片 JPEG編 /解碼器芯片，已能實時處理常規(guī)電視圖像。 ? ③ 為了增加連續(xù)的 0系數(shù)的個數(shù)，對量化后的系數(shù)進行Z字形重排。 ? 視頻可看成是一幅幅不同但相關(guān)的靜態(tài)圖像的時間序列。 – 用戶常常關(guān)心的是解壓縮時間，因而分形壓縮的這種不對稱性對使用數(shù)據(jù)的用戶是很有用的