數(shù)字媒體壓縮技術-全文預覽
【正文】 MPEG2 標準 ? MPEG2標準包括了系統(tǒng)、電視圖像、音頻、一致性測試、軟件模擬、數(shù)字存儲媒體命令和控制擴展協(xié)議、先進聲音編碼、編碼器實時接口擴展標準、DSMCC一致性擴展測試等。 數(shù)字媒體基礎 MPEG1 標準 ? MPEG1 標準于 1993年公布，用于傳輸 輸率的數(shù)字存儲媒體運動圖像及其伴音的編碼。 ? JPEG包含兩種基本的壓縮算法：無損壓縮算法（基于差分脈沖調(diào)制 ）和有損壓縮算法（基于離散余弦變換 ）。 數(shù)字媒體基礎 MP4 ? MP4是 MPEG2 AAC(ISO/IEC 138187)技術(Advanced Audio Coding)。 ? 它與脈沖編碼調(diào)制（ PCM）不同處在于， PCM是直接對采樣信號進行量化編碼，而 DPCM是對實際信號值與預測值之差進行量化編碼。這種現(xiàn)象稱為增量調(diào)制器的粒狀噪聲。 ? DM是對實際的采樣信號與預測的采樣信號之差的極性進行編碼，將極性變成 “ 0”和 “ 1”這兩種可能的取值之一。 – 量化，將離散時間連續(xù)幅度的抽樣信號轉(zhuǎn)換成為離散時間離散幅度的數(shù)字信號。 (Code word)： (Codestream)： (Dictionary)： 綴 符串表。 數(shù)字媒體基礎 LZW算法 ? LZW壓縮算法是一種新穎的壓縮方法，它采用了一種先進的串表壓縮，將每個第一次出現(xiàn)的串放在一個串表中，用一個數(shù)字來表示串，壓縮文件只存貯數(shù)字，則不存貯串，從而使圖像文件的壓縮效率得到較大的提高。 6. 指針 (pointer)：指向窗口中的匹配串且含長度的指針。 2. 字符 (character)：輸入數(shù)據(jù)流中的基本單元。 輸入數(shù)據(jù) 輸出數(shù)據(jù) A 4 B 1 C C X X A D Y 編碼詞典 1. A B 2. A X 4. A X X 3. A E 5. B X D A A D Y ..... ..... 數(shù)字媒體基礎 LZ77算法 ? LZ77是以以色列計算機專家 Abraham Lempel和Jakob Ziv在 1977年開發(fā)和發(fā)表的。 ? 這里所指的詞典是指用以前處理過的數(shù)據(jù)表示編碼過程中遇到的重復部分。 數(shù)字媒體基礎 詞典編碼 詞典編碼（ dictionary encoding）技術屬于無損壓縮技術，主要是利用數(shù)據(jù)本身包含許多重復的字符串的特性。 數(shù)字媒體基礎 行程編碼 ? 假定一幅灰度圖像，第 n行的像素值為： ? 用 RLE編碼方法得到的代碼為： 4160841140。 霍夫曼編碼的特點： 數(shù)字媒體基礎 行程編碼 ? 行程編碼又稱行程長度編碼（ Run Length Encoding，RLE），是一種熵編碼。碼字分配從最后一步開始反向進行，即從最后兩個概率開始逐漸向前進行編碼，對于每次相加的兩個概率，給概率大的賦 “ 0”，概率小的賦 “ 1”（也可以全部相反，如果兩個概率相等，則從中任選一個賦 “ 0”，另一個賦 “ 1”）。 數(shù)字媒體基礎 霍夫曼編碼的算法： 1. 初始化，根據(jù)符號概率的大小順序?qū)Ψ栠M行排序。 – Lc ＜ H(X )不可能。 數(shù)字媒體基礎 信息熵 (續(xù) ) ? 信源 X 發(fā)出的 xj(j=1,2,… ,n)共 n 個隨機事件的信息量的統(tǒng)計平均，即 ? H(X )=E{I(xj )}= H(X )稱為信源 X 的 “ 熵 ” ，即信源 X發(fā)出任意一個隨機變量的平均信息量。 ? 若 pi為第 i個事件的概率為 0≤ pi ≤1 ，則該事件的信息量為 ? 一個信源包括的所有數(shù)據(jù)叫數(shù)據(jù)量，而數(shù)據(jù)量中包含有冗余信息。 ? 根據(jù)信息論的原理，可以找到最佳數(shù)據(jù)壓縮編碼方法，數(shù)據(jù)壓縮的理論極限是信息熵。 ? 分析 – 合成編碼 ：是指通過對源數(shù)據(jù)的分析，將其分解成一系列更適合于表示的 “ 基元 ” 或從中提取若干更為本質(zhì)意義的參數(shù)，編碼僅對這些基本單元或特征參數(shù)進行。也稱為不可逆編碼。信息量包含在數(shù)據(jù)之中，一般的數(shù)據(jù)冗余主要體現(xiàn)在： 1）空間冗余 2）結(jié)構(gòu)冗余 3）時間冗余 4）視覺冗余 5）知識冗余 6）信息熵冗余 1 數(shù)據(jù)壓縮及分類 數(shù)字媒體基礎 數(shù)據(jù)壓縮分類 數(shù)據(jù) 壓縮分類 數(shù)據(jù)壓縮方法分類 數(shù)字媒體壓縮標準分類 統(tǒng)計編碼 預測編碼 變換編碼 分析—合成編碼 圖像壓縮 視音頻壓縮 JPEG 等 運動圖像 MP EG H .26 x系列 聲音 A V S M P 3 數(shù)字媒體基礎 按信息壓縮前后比較是否有損失進行劃分： ? 無損壓縮 指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進行重構(gòu)（還原或解壓縮），重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)完全相同。 （ 3）掌握通用的數(shù)據(jù)壓縮編碼算法。 （ 2）理解數(shù)字媒體數(shù)據(jù)壓縮技術的不同分類。 1）數(shù)字圖像 2）數(shù)字視頻 3）數(shù)字音頻 （數(shù)據(jù)量的計算） 1 數(shù)據(jù)壓縮及分類 數(shù)字媒體基礎 壓縮的可能性與信息冗余
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