第4章多媒體數(shù)據(jù)壓縮與編碼技術(shù)-免費(fèi)閱讀
【正文】 2023年 3月 13日星期一 上午 1時(shí) 3分 25秒 01:03: ? 1最具挑戰(zhàn)性的挑戰(zhàn)莫過于提升自我。 2023年 3月 13日星期一 1時(shí) 3分 25秒 01:03:2513 March 2023 ? 1空山新雨后，天氣晚來秋。 , March 13, 2023 ? 很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。 :03:2501:03Mar2313Mar23 ? 1故人江海別，幾度隔山川。 恢復(fù)丟棄幀的一個(gè)簡(jiǎn)單辦法是利用線性內(nèi)插，缺點(diǎn)在于當(dāng)圖像中有運(yùn)動(dòng)物體時(shí)，引起圖像模糊，為解決這一問題可采用帶有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g內(nèi)插。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)經(jīng)常采用的是像素遞歸法和塊匹配法兩種簡(jiǎn)化的辦法。解碼時(shí)，高頻分量和低頻分量經(jīng)過插值和共軛濾波器而合成原信號(hào)。首先對(duì)圖像進(jìn)行分塊，然后再去尋找各塊之間的相似性，這里相似性的描述主要是依靠仿射變換來確定的，一旦找到了每塊的仿射變換，就保存下這個(gè)仿射變換的系數(shù)，由于每塊的數(shù)據(jù)量遠(yuǎn)大于仿射變換的系數(shù)，因而圖像得以大幅度地壓縮。在接收端，經(jīng)過解碼、反量化、逆變換后，得到重建圖像。從圖中看出，存儲(chǔ)或傳輸都是在變換域中進(jìn)行的，即傳輸或存儲(chǔ)都不是空域圖像而是變換域系數(shù)。 (, )f i j? ( , ) ( , )f i j f i j??(, )f j? ),1()1,1()1,(),( 321^ jifajifajifajif ??????? 無損預(yù)測(cè)編碼 圖 無損預(yù)測(cè)編碼器工作原理 壓縮源圖像 預(yù)測(cè)器 熵編碼器 編碼表 無損預(yù)測(cè)編碼 預(yù)測(cè)誤差計(jì)算公式如下： 設(shè) a=f（ i,j1）， b=f（ i1,j） , c=f（ i1,j1）， 的預(yù)測(cè)方法如圖 ，可有8種選擇方法。例如，在步驟 4中，先前碼字（ 2）存儲(chǔ)在先前碼字（ pW）中，當(dāng)前碼 字（ cW）是（ 4）， 當(dāng)前綴 符串 LZW編碼 （“ A B”），先前綴 符串 （ B）是用當(dāng)前綴 符串 （ A）的第一個(gè)字符，其結(jié)果（ B A） 添加到詞典中，它的索引號(hào)是（ 6）。 LZW編碼 【例 】 256個(gè)字符的碼字的偽碼形式表示： Dictionary[j]← all n single character， j＝ 1， 2， ? ， n j←n+1 Prefix← read first Character in Charstream while（（ C ← next Character ） !=NULL） Begin If is in Dictionary Prefix ← else Codestream ←cW for Prefix Dictionary[j]← j←n+1 Prefix ←C end Codestream ←cW for Prefix LZW編碼 ? 2. 譯碼算法 LZW譯碼算法中還用到另外兩個(gè)術(shù)語：①當(dāng)前碼字（ Current code word）：指當(dāng)前正在處理的碼字，用 cW表示，用 當(dāng)前綴 符串；②先前碼字（ Previous code word）：指先于當(dāng)前碼字的碼字，用 pW表示，用 符串。 LZW編碼 LZW壓縮編碼是一種無損壓縮編碼。 游程編碼（ RLC） 游程編碼分為定長(zhǎng)游程編碼和變長(zhǎng)游程編碼兩類。 算術(shù)編碼 在算術(shù)編碼中有幾個(gè)問題需要注意： ? 由于實(shí)際的計(jì)算機(jī)的精度不可能無限長(zhǎng)，一個(gè)明顯的問題是運(yùn)算中出現(xiàn)溢出，但多數(shù)機(jī)器都有 1 32或者 64位的精度，因此這個(gè)問題可使用比例縮放方法解決。 算術(shù)編碼把要壓縮處理的整段數(shù)據(jù)映射到 — 段實(shí)數(shù)半開區(qū)間 [0， 1]內(nèi)的某一區(qū)段，構(gòu)造出小于 1且大于或等于 0的數(shù)值。 （ 5） Huffman編碼應(yīng)用時(shí)，均需要與其他編碼結(jié)合起來使用，才能進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)壓縮比。對(duì)于概率大的賦予 0，小的賦予 1。 哈夫曼（ Huffman）編碼 ? 1. 理論基礎(chǔ) 一個(gè)事件集合 x1, x2,… ， xn處于一個(gè)基本概率空間，其相應(yīng)概率為 p1,p2,… ， pn，且 p1+ p2 +…pn=1 。根據(jù)壓縮后是否有信息丟失，多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)可分為無損壓縮技術(shù)和有損壓縮技術(shù)兩類。 信道編碼器和解碼器 當(dāng)信道帶有噪聲或易于出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，信道編碼器和解碼器就在整個(gè)譯碼解碼處理中扮演了重要的角色。 信源編碼器和信源解碼器 信源編碼器的任務(wù)是減少或消除輸入圖像中的冗余。 ? 事實(shí)表明，人類的視覺系統(tǒng)對(duì)圖像場(chǎng)的敏感性是非均勻的和非線性的。同一景物表面上各采樣點(diǎn)的顏色之間往往存在著空間連貫性，從而產(chǎn)生了空間冗余。圖像和視頻的龐大數(shù)據(jù)對(duì)計(jì)算機(jī)的處理速度、存儲(chǔ)容量都提出過高的要求。應(yīng)用某種編碼方法提取或減少這些冗余度，便可以達(dá)到壓縮數(shù)據(jù)的目的。 ? 有些圖像的理解與某些知識(shí)有相當(dāng)大的相關(guān)性。 編碼模型 ? 信源編碼器和信源解碼器 ? 信道編碼器和解碼器 編碼模型 如圖 ，一個(gè)壓縮系統(tǒng)包括兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)塊：一個(gè)編碼器和一個(gè)解碼器。第三階段就是找一種更近于熵，又利于計(jì)算機(jī)處理的編碼方式。 h1， h2和 h4位分別是位字段 b3b2b0， b3b1b0和 b2b1b0的偶校驗(yàn)位。 哈夫曼（ Huffman）編碼 香農(nóng) 費(fèi)諾編碼 算術(shù)編碼 游程編碼（ RLC） LZW編碼 哈夫曼（ Huffman）編碼 在一幅圖像中，有些圖像數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻率高，有些圖像數(shù)據(jù)出現(xiàn)的頻率低。 82111( ) l og 388jH X bit?? ? ?? 哈夫曼（ Huffman）編碼 設(shè)信源 A的信源空間為： 其中 ， 現(xiàn)用 r個(gè)碼符號(hào)的碼符號(hào)集 對(duì)信源 A中的每個(gè)符號(hào) （ i＝ 1，2， … ， N）進(jìn)行編碼。 哈夫曼（ Huffman）編碼 （ 4） Huffman編碼對(duì)不同信源其編碼效率也不盡相同。 1,..., nxx1,..., n1,..., kxxnk xx ,...,1?11( ) ( )kniji j kP x P x? ? ???? 費(fèi)諾編碼 以前面的數(shù)據(jù)為例，香農(nóng) 編碼費(fèi)諾如圖 示。 （ 2）對(duì)每一事件，編碼器按步驟（ a）和（ b）進(jìn)行處理 算術(shù)編碼 （ a）編碼器將“當(dāng)前間隔”分為子間隔，每一個(gè)事件一個(gè)。某一行或某
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