【正文】 解成對空間和時間、頻率的獨立貢獻，同時又不失原信號所包含的信息。 高等學校 21世紀教材 《 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 標準以及基于 SB—ADPCM 的 。 LPC一 10E標準可以運行于。 MPEG－ l的音頻信號在 ISO 11172－3文檔中的描述。 ? 應用快速博里葉變換來表示高頻域中的信號。特別是 JPEG標準，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 DC系數(shù)采用 DPCM編碼， 63個 AC系數(shù)在 JPEG算法中采用行程編碼。 MPEGＩ標準包括： ? MPEG系統(tǒng)（ ISO/IEC111721） ? MPEG視頻（ ISO/IEC111722） ? MPEG音頻（ ISO/IEC111723） ? 測試驗證（ ISO/IEC111724） 四大部分內(nèi)容。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標準 運動補償有兩種算法： ? 運動補償預測法 畫面上的運動部分在幀與幀之間必然有連續(xù)性，預測法根據(jù)這一特性，將當前的圖像畫面看作是前面某時刻圖像的位移，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，每一層支持一個確定的函數(shù)，或是一個信號處理函數(shù)（ DCT， 運動補償），或是一個邏輯函數(shù)（同步，隨機存取點）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雜有不同等級。 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)定一種標準化的描述，這種描述與多媒體信息的內(nèi)容一起，支持對用戶感興趣的圖形、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，滿足實時、非實時以及推－拉應用的需求。 MPEG21將標準集成起來支持和諧的技術(shù)以管理多媒體商務。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標準 VOP是某一時刻某一幀畫面的 VO， VOP編碼就是對某一時刻該幀畫面 VO的形狀、運動和紋理等三類信息進行編碼。 MPEGⅣ 在信息描述中首次采用了對象（ Object） 的概念。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標準 (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中的視頻信號包含有靜止畫面（幀內(nèi)圖）和運動信息（幀間預測圖）等不同的內(nèi)容，量化器的設計需作特殊考慮。 B幀，又稱為雙向幀或插補幀，是根據(jù)其前后的 I幀或者 P幀的信息進行插值編碼而獲得。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 視頻壓縮標準 1. MPEG－ 1壓縮標準 ? 能夠傳輸用戶可以接受的視頻； ? 能夠支持對稱或者非對稱的壓縮解壓應用； ? 根據(jù)需要可以支持隨機存??； ? 除了正常播放之外，根據(jù)需要支持快進、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； ? 當需要時，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； ? 不排斥使用價格低廉又能夠?qū)崟r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，將每個數(shù)據(jù)塊的數(shù)據(jù)從空間域變換到頻率域，輸出 64個 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共同點是用其中一個分量 Y表示象素的亮度，用其余兩個分量表示象素的色度。 所有 3層都運用同一原理：變換編碼和子帶編碼。 其比特率為 4 5 64Kbps， 在標準模式下，采樣速率是 16KHz， 幅度深度為 14比特。它用于美國聯(lián)邦標準 1016，可將語音壓縮至 。每個數(shù)值差分用 4位編碼，其采樣率為 8kHz。分形集實際上并不是存儲所有可能的子圖像，而是存儲許多迭代函數(shù)，通過迭代函數(shù)的反復迭代，恢復出原來的子圖像。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 標量量化中可在隨機變量 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行量化。 DCT從 DFT中取實部 ， 并可用快速余弦變換算法 ， 因此大大加快了運算 。 所以 ， 為了有效地進行數(shù)據(jù)壓縮 ， 常常希望變換后的協(xié)方差矩陣為一對角矩陣 ， 同時也希望主對角線上各元素隨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，預測參數(shù)自適應的變化，以達到準最佳預測。只要采用了其中的任一種自適應方法，均稱為 ADPCM。 高等學校 21世紀教材 《 多媒體技術(shù)教程 》 常用數(shù)據(jù)壓縮方法的基本原理 2. 預測編碼 (Prediction Coding) 預測編碼是指利用前面的一個或多個信號對下一個信號進行預測，然后對實際值和預測值的差進行編碼。 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 。 高等學校 21世紀教材 《 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提出了對統(tǒng)計獨立信源能達到最小平均碼長的編碼方法 ， 也即最佳碼 。當然，若給定字符僅重復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。 高等學校 21世紀教材 《 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，對某些頻率不必特別關(guān)注，因此存在聽覺冗余。 （ 時間冗余 ） 高等學校 21世紀教材 《 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格；動態(tài)圖象中 ， 壓縮 、 解壓速度都有要求 ， 因為需實時地從攝像機或 VCR中抓取動態(tài)視頻 。 高等學校 21世紀教材 《 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 信息論認為：若信源編碼的熵大于信源的實際熵，該信源中一定存在冗余度。 對于聲音也是如此，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 。 （ 空間冗余 ） 若圖象穩(wěn)定或只有輕微的改變 ， 運動序列幀間存在冗余 。事實上人類視覺的一般分辨能力為 26灰度等級，而一般圖像的量化采用的是 28灰度等級，即存在著視覺冗余。 高等學校 21世紀教材 《 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 高等學校 21世紀教材 《 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)計編碼