【正文】 解成對(duì)空間和時(shí)間、頻率的獨(dú)立貢獻(xiàn)，同時(shí)又不失原信號(hào)所包含的信息。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 ? 子帶編碼 利用帶通濾波器組把信號(hào)頻帶分割成若干子頻帶，然后分別處理。其音質(zhì)不如非壓縮的 標(biāo)準(zhǔn)以及基于 SB—ADPCM 的 。 LPC一 10E標(biāo)準(zhǔn)可以運(yùn)行于。 MPEG－ l的音頻信號(hào)在 ISO 11172－3文檔中的描述。 ? 應(yīng)用快速博里葉變換來表示高頻域中的信號(hào)。特別是 JPEG標(biāo)準(zhǔn)，適用黑白及彩色照片、彩色傳真和印刷圖片，可以支持很高的圖像分辨率和量化精度。 ? DCT系數(shù)的編碼 JPEG中對(duì) DC系數(shù)采用 DPCM編碼， 63個(gè) AC系數(shù)在 JPEG算法中采用行程編碼。 MPEGＩ標(biāo)準(zhǔn)包括： ? MPEG系統(tǒng)（ ISO/IEC111721） ? MPEG視頻（ ISO/IEC111722） ? MPEG音頻（ ISO/IEC111723） ? 測試驗(yàn)證（ ISO/IEC111724） 四大部分內(nèi)容。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償有兩種算法： ? 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測法 畫面上的運(yùn)動(dòng)部分在幀與幀之間必然有連續(xù)性，預(yù)測法根據(jù)這一特性，將當(dāng)前的圖像畫面看作是前面某時(shí)刻圖像的位移，位移的幅度和方向在圖像畫面的各處可有不同。 MPEG視頻位流分層結(jié)構(gòu)共包括六層，每一層支持一個(gè)確定的函數(shù)，或是一個(gè)信號(hào)處理函數(shù)（ DCT， 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償），或是一個(gè)邏輯函數(shù)（同步，隨機(jī)存取點(diǎn)）等。分辨率有低（ 352 288）、中（ 720 480）、次高（ 1440 1080）、高（ 1920 1080）等不同檔次，壓縮編碼方法也從簡單到復(fù)雜有不同等級(jí)。 先從原始視頻流中分割出 VO。它將為各種類型的多媒體信息規(guī)定一種標(biāo)準(zhǔn)化的描述，這種描述與多媒體信息的內(nèi)容一起，支持對(duì)用戶感興趣的圖形、圖像、 3D模型、視頻、音頻等信息以及它們的組合的快速有效查詢，滿足實(shí)時(shí)、非實(shí)時(shí)以及推－拉應(yīng)用的需求。 MPEG21將標(biāo)準(zhǔn)集成起來支持和諧的技術(shù)以管理多媒體商務(wù)。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) VOP是某一時(shí)刻某一幀畫面的 VO， VOP編碼就是對(duì)某一時(shí)刻該幀畫面 VO的形狀、運(yùn)動(dòng)和紋理等三類信息進(jìn)行編碼。 MPEGⅣ 在信息描述中首次采用了對(duì)象（ Object） 的概念。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) (2) MPEGⅡ 視頻 MPEGⅡ 視頻體系的視頻分量的位速率范圍大約為 2到 15Mbps。而在 MPEG中的視頻信號(hào)包含有靜止畫面（幀內(nèi)圖）和運(yùn)動(dòng)信息（幀間預(yù)測圖）等不同的內(nèi)容，量化器的設(shè)計(jì)需作特殊考慮。 B幀，又稱為雙向幀或插補(bǔ)幀，是根據(jù)其前后的 I幀或者 P幀的信息進(jìn)行插值編碼而獲得。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn) 1. MPEG－ 1壓縮標(biāo)準(zhǔn) ? 能夠傳輸用戶可以接受的視頻； ? 能夠支持對(duì)稱或者非對(duì)稱的壓縮解壓應(yīng)用； ? 根據(jù)需要可以支持隨機(jī)存?。? ? 除了正常播放之外，根據(jù)需要支持快進(jìn)、快倒、快放等多種工作方式； ? 能夠支持視頻和音頻的同步工作； ? 能夠避免出現(xiàn)大的障礙； ? 當(dāng)需要時(shí)，可以控制壓縮解壓的延遲； ? 如果需要，可以具有編輯能力； ? 能夠以靈活的格式支持窗口視頻演示； ? 不排斥使用價(jià)格低廉又能夠?qū)崟r(shí)編碼的芯片。 ? DCT變換 原始的圖像數(shù)據(jù)塊經(jīng)過 DCT變換后，將每個(gè)數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)從空間域變換到頻率域，輸出 64個(gè) DCT變換系數(shù)。 Y、 I、 Q方式和 Y、 U、 V方式：這兩種表示方式的一個(gè)共同點(diǎn)是用其中一個(gè)分量 Y表示象素的亮度，用其余兩個(gè)分量表示象素的色度。 所有 3層都運(yùn)用同一原理：變換編碼和子帶編碼。 其比特率為 4 5 64Kbps， 在標(biāo)準(zhǔn)模式下，采樣速率是 16KHz， 幅度深度為 14比特。它用于美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn) 1016，可將語音壓縮至 。每個(gè)數(shù)值差分用 4位編碼，其采樣率為 8kHz。分形集實(shí)際上并不是存儲(chǔ)所有可能的子圖像，而是存儲(chǔ)許多迭代函數(shù)，通過迭代函數(shù)的反復(fù)迭代，恢復(fù)出原來的子圖像。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 標(biāo)量量化中可在隨機(jī)變量 X出現(xiàn)概率比較高的間隔內(nèi)，選擇較小的判決間隔，而在其他區(qū)域內(nèi)選擇較大的間隔，這樣可以以較小的量化均方誤差進(jìn)行量化。 DCT從 DFT中取實(shí)部 ， 并可用快速余弦變換算法 ， 因此大大加快了運(yùn)算 。 所以 ， 為了有效地進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮 ， 常常希望變換后的協(xié)方差矩陣為一對(duì)角矩陣 ， 同時(shí)也希望主對(duì)角線上各元素隨ｉ ， ｊ的增加很快衰減 。然而，為了取得更滿意的結(jié)果，某些重要系數(shù)的編碼位數(shù)比其他的要多，某些系數(shù)干脆就被忽略了。隨著編碼區(qū)間的不同，預(yù)測參數(shù)自適應(yīng)的變化，以達(dá)到準(zhǔn)最佳預(yù)測。只要采用了其中的任一種自適應(yīng)方法，均稱為 ADPCM。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 2. 預(yù)測編碼 (Prediction Coding) 預(yù)測編碼是指利用前面的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)對(duì)下一個(gè)信號(hào)進(jìn)行預(yù)測，然后對(duì)實(shí)際值和預(yù)測值的差進(jìn)行編碼。 一般情況下 ， 它的編碼效率要比其它編碼方法的效率高 ， 是最佳變長碼 。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 (3) 哈夫曼編碼 1952年 Huffman提出了對(duì)統(tǒng)計(jì)獨(dú)立信源能達(dá)到最小平均碼長的編碼方法 ， 也即最佳碼 。當(dāng)然，若給定字符僅重復(fù)兩次就不要用此方法。即就是，頻率越低的模式，其編碼的位數(shù)越多，頻率越高的模式編碼位數(shù)越少。它是基于平均信息量的技術(shù)把所有的數(shù)據(jù)當(dāng)作比特序列，而不根據(jù)壓縮信息的類型優(yōu)化壓縮。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 數(shù)據(jù)冗余的類型與壓縮方法分類 ?聽覺冗余：人耳對(duì)不同頻率的聲音的敏感性是不同的，并不能察覺所有頻率的變化，對(duì)某些頻率不必特別關(guān)注，因此存在聽覺冗余。 （ 時(shí)間冗余 ） 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 數(shù)據(jù)冗余的類型與壓縮方法分類 ?空間冗余：在同一幅圖像中，規(guī)則物體和規(guī)則背景的表面物理特性具有相關(guān)性，這些相關(guān)性的光成像結(jié)果在數(shù)字化圖像中就表現(xiàn)為數(shù)據(jù)冗余。 靜態(tài)圖象中 ， 壓縮速度沒有解壓速度嚴(yán)格；動(dòng)態(tài)圖象中 ， 壓縮 、 解壓速度都有要求 ， 因?yàn)樾鑼?shí)時(shí)地從攝像機(jī)或 VCR中抓取動(dòng)態(tài)視頻 。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 數(shù)據(jù)壓縮的基本原理和方法 ? 視頻、 圖像、聲音有很大的壓縮潛力 信息論認(rèn)為：若信源編碼的熵大于信源的實(shí)際熵，該信源中一定存在冗余度。 對(duì)于聲音也是如此，若采用 16b樣值的 PCM編碼，采樣速率選為 ， 則雙聲道立體聲聲音每秒將有 176KB的數(shù)據(jù)量。 所以 ， 壓縮 、 解壓速度分別估計(jì) 。 （ 空間冗余 ） 若圖象穩(wěn)定或只有輕微的改變 ， 運(yùn)動(dòng)序列幀間存在冗余 。事實(shí)上人類視覺的一般分辨能力為 26灰度等級(jí)，而一般圖像的量化采用的是 28灰度等級(jí)，即存在著視覺冗余。 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 數(shù)據(jù)冗余的類型與壓縮方法分類 從信息語義角度分為 “ 熵 (平均信息量 )編碼 ”和 “ 源編碼 ” 兩種： 熵 (平均信息量 )編碼 (Entropy Coding) 熵編碼是一種泛指那些不考慮被壓縮信息的性質(zhì)的編碼和壓縮技術(shù)。 數(shù)據(jù)冗余的類型與壓縮方法分類 Source Coding Prediction : DPCM and DM Transformation : FFT、 DCT Layered : Subband、 Subsampling and Bit Position Vector Quantization Hybrid Coding JPEG、 MPEG、 、DVI、 IntelIndeo Entropy Coding Run Length Coding Statistical Coding Huffman Arithmetic 高等學(xué)校 21世紀(jì)教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 1. 統(tǒng)計(jì)編碼