數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)ppt課件-wenkub.com
2024-10-31 22:14 本頁面
【正文】 （ 4） 編碼 ：除了對(duì)實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值之間的差值進(jìn)行編碼傳送外，還要傳送位移矢量以及區(qū)域分割信息。 ? 運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)就是將 前一個(gè)畫面的背景區(qū)＋平移后的運(yùn)動(dòng)物體區(qū) 作為后一個(gè)畫面的預(yù)測(cè)值。 ? 幀間預(yù)測(cè)編碼技術(shù)被廣泛應(yīng)用到 、 、MPEG1和 MPEG2等視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)之中。 c a b x 選擇值 預(yù)測(cè)值 0 非預(yù)測(cè) 1 a 2 b 3 c 4 a+bc 5 a+(bc)/2 6 b+(ac)/2 7 (a+b)/2 d 三鄰域預(yù)測(cè)法 66 活動(dòng)圖像的幀間預(yù)測(cè)編碼 ? 視頻信號(hào)的冗余度主要體現(xiàn)在空間相關(guān)性（幀內(nèi)）、時(shí)間相關(guān)性（幀間）和色度空間表示上的相關(guān)性。 求最佳線性預(yù)測(cè)的各個(gè)參數(shù) ai， 列方程組： ? ?2)( nn xxEm s e ???)1, . . . ,2,1(,0])[(2???? ??? nia xxEinn?????11niiin xax代入 得到聯(lián)立方程組： )1, . . . ,2,1(,][][11??? ???nixxEaxxEnlillin如果為一階線性預(yù)測(cè)，則可求得： ][][2111???nnn xExxEa 11 ??? nn xax64 圖像信號(hào)的預(yù)測(cè)編碼 ? 一副數(shù)字圖像可以看成一個(gè)空間點(diǎn)陣，圖像信號(hào)不僅在水平方向是相關(guān)的，在垂直方向也是相關(guān)的。如果預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確，那么誤差信號(hào)就會(huì)很小，就可以用較少的碼位進(jìn)行編碼，以達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。在 GIF圖像格式和 UNIX的壓縮程序中已經(jīng)采用了這些改進(jìn)措施之后的 LZW算法。 步驟 2：當(dāng)前字符 C:=字符流中的下一個(gè)字符。 LZW編碼是圍繞稱為詞典的轉(zhuǎn)換表來完成的。在他們的研究基礎(chǔ)上， Terry 1984年發(fā)表了改進(jìn)這種編碼算法的文章，因此把這種編碼方法稱為 LZW(LempelZiv Walch)壓縮編碼。 53 LZ78編碼算法 步驟 1：將詞典和當(dāng)前前綴 P都初始化為空。編碼數(shù)據(jù)過程中當(dāng)遇到已經(jīng)在詞典中出現(xiàn)的“短語”時(shí)，編碼器就輸出這個(gè)詞典中的短語的“索引號(hào)”，而不是短語本身。這也就是為什么這種算法成為開發(fā)新算法的基礎(chǔ)，許多后來開發(fā)的文檔壓縮程序都使用了 LZSS的思想。 輸出指針二元組 ( off, len)。冗余信息表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是空指針，二是編碼器可能輸出額外的字符，這種字符是指可能包含在下一個(gè)匹配串中的字符。 輸出三元符號(hào)組 ( 0, 0, c )。 44 LZ77編碼的基本流程 從當(dāng)前壓縮位置開始，考察未編碼的數(shù)據(jù)，并試圖在滑動(dòng)窗口中找出最長的匹配字符串，如果找到，則進(jìn)行步驟 2，否則進(jìn)行步驟 3。 ? 實(shí)用的詞典編碼算法的核心就是如何動(dòng)態(tài)地形成詞典，以及如何選擇輸出格式以減小冗余。 41 詞典編碼 ? 詞典編碼主要利用數(shù)據(jù)本身包含許多重復(fù)的字符串的特性。 ? 例如： RTTTTTTTTABBCDG被轉(zhuǎn)換為：R8TABBCDG， 其中“?！弊鳛檗D(zhuǎn)義字符，表明其后所跟的字符表示長度。（請(qǐng)看參考書上給出的算法） ? 算術(shù)編碼每次遞推都要做乘法，所以效率比較低。消息序列中的每個(gè)元素都要用來縮短這個(gè)區(qū)間。 33 香農(nóng)－范諾編碼舉例 A B C D E A B C D E D E 符號(hào) A B C D E 次數(shù) 15 7 7 6 5 0 1 0 1 0 0 1 1 34 算術(shù)編碼 ? Huffman 編碼的局限性： Huffman 編碼使用整數(shù)個(gè)二進(jìn)制位對(duì)符號(hào)進(jìn)行編碼，這種方法在許多情況下無法得到最優(yōu)的壓縮效果。 ? 具體步驟為： （ 1）首先將編碼字符集中的字符按照出現(xiàn)頻度和概率進(jìn)行排序。 ? 壓縮的基本途徑之四：可將多個(gè)分量合并成向量，利用其聯(lián)合概率進(jìn)行編碼，聯(lián)合的分量越多越有利。 ? 數(shù)據(jù)壓縮的基本途徑之一：使各字符的編碼長度盡量等于字符的信息量。 ? 離散無記憶信源的冗余度隱含在信源符號(hào)的非等概率 分布之中。 ? 最大離散熵定理 ：當(dāng)與信源對(duì)應(yīng)的字符集中的各個(gè)字符為等概率分布時(shí)，熵具有極大值 log2m。其數(shù)學(xué)期望為： ? H(X)表明了集合 X中隨機(jī)事件的平均不確定性，或者說平均信息量。()4( xyIyIyxIxIyxI ????I(x) I(y) I(x。()。 y) ? 互信息量的性質(zhì)： )()()(l o g)()|(l o g)。 信源 X1, X2, X3, X4…… 12 離散信源 ? 如果隨機(jī)序列中各個(gè)變量獨(dú)立具有相同的概率分布，則稱為 簡單 離散信源 。 ? 如果信源輸出的隨機(jī)變量取值于某一連續(xù)區(qū)間，就叫做 連續(xù)信源 。 多媒體 數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)壓縮的必要性 5 數(shù)字音頻格式頻帶( H z)帶寬( K H z)取樣率( K H z)量化位數(shù)存儲(chǔ)容量 ( M B )電話200 ~ 3 4 0 0 3 .2 8 8 0 .4 8會(huì)議電視伴音 50 ~ 7 0 0 0 7 16 14 1 .6 8CD D A20 ~ 2 0 0 0 0 20 4 4 .1 16 5 .2 9 2 2DA T20 ~ 2 0 0 0 0 20 48 16 5 .7 6 2數(shù)字音頻廣播20 ~ 2 0 0 0 0 20 48 16 5 .7 6 6分鐘 數(shù)字 音 頻信號(hào)需要的存儲(chǔ)空間 1 6 數(shù)字電視 格 式 空間時(shí)間分辨率 取樣率(M Hz) 量化位數(shù) 存儲(chǔ)容量(M B) 公用中間
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