【正文】 標(biāo)：在世界范圍的數(shù)字電話通道上實(shí)現(xiàn)視頻和音頻的傳輸。主要用于視頻電話和電視會(huì)議。這樣在不損害視覺(jué)效果的情況下，大大提高了效率。這在網(wǎng)絡(luò)傳輸中有著重大的意義。 對(duì)圖像進(jìn)行無(wú)損編碼的經(jīng)典方法 —— 預(yù)測(cè)法已經(jīng)發(fā)展成熟，并且作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)寫(xiě)入了 JPEG 2023 中。JPEG 2023對(duì)于以往的 JPEG標(biāo)準(zhǔn)有一個(gè)很大的飛躍。 DC系數(shù)與 AC系數(shù)分別進(jìn)行編碼。 （ 5）對(duì)掃描后的數(shù)列進(jìn)行編碼：矩陣（ 0， 0）位置上的系數(shù)稱為 DC系數(shù)，矩陣中其他 63個(gè)系數(shù)稱為 AC系數(shù)。量化的過(guò)程：試圖確定什么信息可以安全地消去，而沒(méi)有任何明顯的視覺(jué)保真度損失。 85 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 3. 視覺(jué)類媒體壓縮 3. 3 JPEG—— 混合壓縮 壓縮過(guò)程： （ 1） 分塊：按序分塊，將 圖像分成 8 * 8 的子塊。 JPEG已經(jīng)作為ISO標(biāo)準(zhǔn)公布。其發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)稱為 JPEG標(biāo)準(zhǔn)?？梢杂幂^少的位數(shù)表示圖像的顏色。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 3. 視覺(jué)類媒體壓縮 3. 1 概述 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 3. 視覺(jué)類媒體壓縮 3. 2 有損編碼方法 截?cái)啵鹤詈?jiǎn)單的壓縮方法是通過(guò)減少每個(gè)象素的位數(shù)來(lái)減少數(shù)據(jù)。對(duì)于層次 2為每通道 128Kbps，層次 1為 192Kbps。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 2. 音頻的壓縮 2. 2 電話質(zhì)量的壓縮標(biāo)準(zhǔn) 質(zhì)量 采樣頻率 kHz 樣本精度 b 聲道 數(shù)據(jù)率（未壓縮） kbps 電話 8 8 單聲道 64 AM 11． 025 8 單聲道 88 FM 22． 05 16 立體聲 CD 16 立體聲 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 2. 音頻的壓縮 2. 3 調(diào)幅廣播質(zhì)量的音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn) 速率（ Kbps） 算法 應(yīng)用 G． 711 64 PCM 公共網(wǎng) G． 721 32 ADPCM 公共網(wǎng) G． 722 64 SB－ADPCM ISDN，廣播 MPEG 32－ 448 MPEG 多媒體 系統(tǒng) 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 2. 音頻的壓縮 2. 4 MPEG音頻編碼方法 MPEG音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)為許多音頻數(shù)據(jù)定義了許多算法，都采用了子帶壓縮并充分利用人聽(tīng)覺(jué)的特點(diǎn)。 在信道上傳送時(shí)，將每個(gè)子帶的代碼復(fù)合起來(lái)。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 2. 音頻的壓縮 2. 1 音頻的壓縮編碼方法 2. 1. 2 波形編譯碼 頻域法：子帶編碼。 如果樣本的預(yù)測(cè)值與樣本的實(shí)際值比較接近，它們之間的差值幅度的變化就比原始話音樣本幅度值的變化小，因此量化這種差值信號(hào)時(shí)就可以用比較少的位數(shù)來(lái)表示差值。 μ律 —— 對(duì)數(shù) PCM。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 2. 音頻的壓縮 2. 1 音頻的壓縮編碼方法 2. 1. 2 波形編譯碼 PCM 非均勻量化：對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)，出現(xiàn)頻率小的信號(hào)（通常是一些極大的信號(hào)）采用大的量化間隔，出現(xiàn)概率高的信號(hào)的區(qū)域，采用小的量化間隔。 用這種方法量化輸入信號(hào)時(shí)，無(wú)論對(duì)大的輸入信號(hào)還是小的輸入信號(hào)一律都采用相同的量化間隔。但如果數(shù)據(jù)率達(dá)不到這個(gè)要求，音質(zhì)就會(huì)下降很快。 變換編碼系統(tǒng)中壓縮數(shù)據(jù)的三個(gè)主要步驟： 變換 變換域采樣 量化 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 5 變換編碼 通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)源的分析，將其分解成一系列更適合表示的“基元”，或從中提取出若干具有更本質(zhì)意義的參數(shù)，編碼僅對(duì)這些基本單元或特征參數(shù)進(jìn)行。 預(yù)測(cè)參數(shù)的最佳化依賴于信源的統(tǒng)計(jì)特性，要得到最佳預(yù)測(cè)參數(shù)是一件繁瑣的工作，而采用固定的預(yù)測(cè)參數(shù)往往又得不到較好性能。這樣，再同等精度要求的條件下，可以用較少的位數(shù)進(jìn)行編碼，達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。 解碼器在相應(yīng)的時(shí)刻并不知道此信息，但可以根據(jù)接下來(lái)的 的信息進(jìn)行相應(yīng)的 LZW樹(shù)構(gòu)造。 LZW樹(shù)開(kāi)始時(shí)由根節(jié)點(diǎn)和所有的單字符量構(gòu)成。將活節(jié)點(diǎn)進(jìn)行前綴編碼，不考慮它們的概率特性（假設(shè)概率相等）。 LZ78SE：將 LZ78E和 LZ78S結(jié)合。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 3 通用無(wú)損信源編碼 LZ78E編碼 LZ78E：一個(gè)節(jié)點(diǎn)不會(huì)被第三次指定為“父節(jié)點(diǎn)”。這樣就可以壓縮掉一位。解碼器建立樹(shù)的信息被包含在連續(xù)的段中。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 3 通用無(wú)損信源編碼 LZ78編碼 00010110000010100100100010011 LZ78劃分結(jié)果： 0， 00， 1， 01， 10， 000， 010， 編碼的過(guò)程中可以構(gòu)造出一顆 LZ78樹(shù)（即詞典），編碼器，輸出節(jié)點(diǎn)的序號(hào)和“向左”或“向右”的信息。在編碼器和解碼器端都遵守事先約定的構(gòu)建方法。但是，在壓縮后的數(shù)據(jù)流中，并不需要保存這張?jiān)~典。 LZSS算法以比較有效的方法解決兩個(gè)冗余。 3. 以“ (Pointer, Length) Characters”的格式輸出，其中 Pointer是指向窗口中匹配串的指針， Length表示匹配字符的長(zhǎng)度， Characters是前向緩沖存儲(chǔ)器中的不匹配的第 1個(gè)字符。 6. 指針 (pointer)：指向窗口中的匹配串且含長(zhǎng)度的指針。 2. 2. 字符 (character)：輸入數(shù)據(jù)流中的基本單元。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 3 通用無(wú)損信源編碼 LZ編碼： LZ編碼是一種被廣泛使用的自適應(yīng)的編碼方法，它有許多變體。 （ 3）算術(shù)編碼是一種對(duì)錯(cuò)誤和敏感的編碼方法，如果有一位發(fā)生錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)消息譯碼錯(cuò)誤。 初始條件： 考慮一個(gè)有 M個(gè)符號(hào)的字符表集 {a1, …… ， am}，假設(shè)概率 p(ai)＝ Pi 。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 位置差異 垂直碼 3 0000010 2 000010 1 010 0 1 － 1 011 － 2 000011 － 3 0000011 算術(shù)編碼 算術(shù)編碼在圖像的壓縮中被廣泛的使用。否則，使用垂直碼編碼。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 4類傳真標(biāo)準(zhǔn) CCITT Group 3 2D 編碼過(guò)程： b2不是嚴(yán)格的位于 a1左邊，則進(jìn)入第二步。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 位置差異 垂直碼 3 0000010 2 000010 1 010 0 1 － 1 011 － 2 000011 － 3 0000011 4類傳真標(biāo)準(zhǔn) CCITT Group 3 2D 二維編碼：一種循環(huán)算法，依靠 a0, a1,a2,b1,b2 五個(gè)參數(shù)的更新來(lái)循環(huán)。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 4類傳真標(biāo)準(zhǔn) CCITT Group 3 2D 編碼方法：每個(gè) K組的第一條線采用 Group3 1D方式編碼，以作為這組 K條線中其余線的掃描線。 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 白色游程 碼字 黑色游程 碼字 0 00110101 0 0000110111 1 000111 1 010 2 0111 2 11 3 1000 3 10 …… 63 00110100 63 …… EOL 000000000001 終止碼 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 白色游程 碼字 黑色游程 碼字 64 11011 64 …… 128 10010 128 …… 192 010111 192 …… 256 0110111 256 …… …… …… 1728 010011011 1728 …… 編排碼 3類傳真標(biāo)準(zhǔn) CCITT Group 3 1D 例如， 1347（ 1344+3）個(gè)白像素的游程編碼用以下兩種代碼進(jìn)行編碼： 1344（ 64 21）個(gè)白像素的編排碼 —— 011011010 3個(gè)白像素的終止碼 —— 1000 那么， 1347個(gè)白像素的壓縮位流是 0110110101000 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 4類傳真標(biāo)準(zhǔn) CCITT Group 3 2D 將掃描線每 K條放在一起進(jìn)行處理。 假設(shè)每行的第一個(gè)行程是白色的（如果不是，則發(fā)出一個(gè)長(zhǎng)度為 0的白色游程碼），每行的結(jié)尾發(fā)出一個(gè) EOL信號(hào)碼。計(jì)算機(jī)也無(wú)法去發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤糾正錯(cuò)誤。 Huffman編碼的過(guò)程：構(gòu)造一棵編碼樹(shù)。如果我們用 lj 表示信源符號(hào) aj的二進(jìn)制編碼長(zhǎng)度，根據(jù)它的統(tǒng)計(jì)信息，平均編碼長(zhǎng)度： ???MjjjlPl1 1. 3. 1 基本概念 結(jié)論： 對(duì)二進(jìn)制編碼方式（ 即碼符號(hào)的取值只有 0 ， 1 兩種情況） 平均編碼長(zhǎng)度滿足 碼字的平均長(zhǎng)度不能小于信源熵。 1. 3. 1 基本概念 第 三 章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮 1. 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 1. 3 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 非前綴碼一定是唯一可譯碼。其中， Pi 表示第 i個(gè)事件的概率。 另外，很多成分相對(duì)于人的感覺(jué)來(lái)說(shuō)重要性不一樣。 空間冗余：例如，相鄰象素 (水平和垂直方向 )有同樣的值。否則會(huì)丟失信息。無(wú)損沒(méi)有信息的損失，所以質(zhì)量不是衡量的標(biāo)準(zhǔn)。 ?質(zhì)量：無(wú)損和有損。 ?壓縮和解壓縮的速度：實(shí)時(shí)的采集系統(tǒng)中，壓縮速度很重要。冗余，數(shù)據(jù)量和信息量不成正比。如黑白圖像若每個(gè)象素點(diǎn)用 8位表示； 結(jié)構(gòu)冗余：對(duì)稱的結(jié)構(gòu)如果都加以記錄的話就出現(xiàn)結(jié)構(gòu)冗余。 某個(gè)事件的信息量，用 Ii ＝ － log 2 Pi 表示。非前綴碼一定是唯一可譯碼 例： 編碼方法 A：具有唯一可譯碼性 編碼方法 C：非前綴碼 編碼方法 D：具有可唯一譯碼性，但不符合非前綴碼的條件。 多個(gè)編碼的比較標(biāo)準(zhǔn)： 平均編碼長(zhǎng)度 低。 考慮的問(wèn)題：字符的值重復(fù)次數(shù)，二者之間是否使用分隔符，重復(fù)的次數(shù)如何編碼（使用變長(zhǎng)碼還是定長(zhǎng)碼）等 1. 3. 2 統(tǒng)計(jì)編碼 第 三 章 多媒體數(shù)