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數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)ppt課件-展示頁(yè)

2024-11-12 22:14本頁(yè)面
  

【正文】 間的差值反映了該有記憶信源所含的冗余度,這種冗余是由于隨機(jī)變量序列之間的相關(guān)性造成的。(基本極限) ? 只要信源不是等概率分布,就存在著數(shù)據(jù)壓縮的可能性。只要 H( X) 小于 log2m, 就存在數(shù)據(jù)壓縮的可能。 p H 1 0 1 21 最大離散熵定理的應(yīng)用 ? 對(duì)于同一個(gè)信源其總的信息量是不變的,如果能夠通過(guò)某種變換(編碼),使信源盡量等概率分布,則每個(gè)輸出符號(hào)所獨(dú)立攜帶的信息量增大,那么傳送相同信息量所需要的序列長(zhǎng)度就越短。 m為字符集中字符個(gè)數(shù)。 19 信源的概率分布與熵的關(guān)系 ? 熵的大小與信源的概率分布模型有著密切的關(guān)系。 ? 稱 H(X)為一階信息熵或者簡(jiǎn)稱為熵 (Entropy) ? ?? ??????Xx XxxpxpxIxpXH )(l o g)()()()(18 熵( Entropy) ? 在符號(hào)出現(xiàn)之前,熵表示符號(hào)集中的符號(hào)出現(xiàn)的平均不確定性;在符號(hào)出現(xiàn)之后,熵代表接收一個(gè)符號(hào)所獲得的平均信息量。()()()()6( yxIyIxIxyI ???)()()()3( yIxIxyI ??)()|()1( xIyxI ?)|()|()()()2( xyzIxyIxIx y zI ???17 熵( Entropy) ? 事件集合(樣本空間) X中每個(gè)事件的自信息量 I(x)是定義在這個(gè)樣本空間上的一個(gè)隨機(jī)變量,所以我們要研究它的統(tǒng)計(jì)特性。y) I(xy) )()()()。()( yxIxI ?15 聯(lián)合自信息量與條件自信息量 ? 條件自信息量 I(x|y): y確定時(shí) x所保留的不確定性大?。? ? 聯(lián)合自信息量 I(xy): )|(l og)|( yxpyxI ??)(l og)( xypxyI ??16 一些結(jié)論 )|()()|()()。()。()1( xyIyxI ?)|。(ypxpxypxpyxpyxI ??)。 ? 非平均互信息量 I(x 。 ? 如果離散平穩(wěn)信源的輸出序列中各個(gè)變量是相互獨(dú)立的,即前一個(gè)符號(hào)的出現(xiàn)不影響以后任何一個(gè)符號(hào)出現(xiàn)的概率,則稱為 離散無(wú)記憶平穩(wěn)信源 ,否則稱為 離散有記憶平穩(wěn)信源 。比如平面圖像 X(x, y)和電報(bào)。比如語(yǔ)音信號(hào) X(t)。 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的分類 10 經(jīng)典數(shù)據(jù)壓縮理論 信息論中的信源編碼理論解決的主要問(wèn)題: ( 1)數(shù)據(jù)壓縮的理論極限 ( 2)數(shù)據(jù)壓縮的基本途徑 11 信源 ? 信源被抽象為一個(gè)隨機(jī)變量序列(隨機(jī)過(guò)程)。 有損壓縮 是指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu),重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來(lái)的數(shù)據(jù)有所不同,但不影響人對(duì)原始資料表達(dá)的信息造成誤解。XIDIAN 數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ) 多媒體技術(shù) 第四講 2 主要內(nèi)容 ? 數(shù)據(jù)壓縮概述 ? 經(jīng)典數(shù)據(jù)壓縮理論 ? 香農(nóng)-范諾與霍夫曼編碼 ? 算術(shù)編碼 ? 行程編碼 ? 詞典編碼 ? 預(yù)測(cè)編碼 ? 變換編碼 ? 分析綜合編碼 3 什么是數(shù)據(jù)壓縮 ? 數(shù)據(jù)壓縮就是在一定的精度損失條件下,以最少的數(shù)碼表示信源所發(fā)出的信號(hào) 信源 編碼 信道 編碼 信道 信道 譯碼 信源 譯碼 信源 信宿 4 多媒體信源引起了 “ 數(shù)據(jù)爆炸 ” 如果不進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮 傳輸和存儲(chǔ)都難以實(shí)用化 。 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 格式( CIF ) 35 2 288 30 亮度 3 ;4: 1:1 亮度、色差 共 12 27 0 CC IR 60 1 號(hào)建議 PA L720 48 0 30 NT SC720 57 6 25 亮度 4: 2:2 亮度、色 差共 16 16 20 16 20 HD TV 亮度信號(hào) 12 80 72 0 60 60 8 36 00 分鐘數(shù)字視頻信號(hào)需要的存儲(chǔ)空間 1 7 ? 時(shí)間域壓縮 ──迅速傳輸媒體信源 ? 頻率域壓縮 ──并行開通更多業(yè)務(wù) ? 空間域壓縮 ──降低存儲(chǔ)費(fèi)用 ? 能量域壓縮 ──降低發(fā)射功率 數(shù)據(jù)壓縮的好處 8 ?壓縮比要大 ?恢復(fù)后的失真小 ?壓縮算法要簡(jiǎn)單 、 速度快 ?壓縮能否用硬件實(shí)現(xiàn) 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)的衡量標(biāo)準(zhǔn) 9 無(wú)損壓縮 是指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu) (或者叫做還原,解壓縮 ),重構(gòu)后的數(shù)據(jù)與原來(lái)的數(shù)據(jù)完全相同;無(wú)損壓縮用于要求重構(gòu)的信號(hào)與原始信號(hào)完全一致的場(chǎng)合。有損壓縮適用于重構(gòu)信號(hào)不一定非要和原始信號(hào)完全相同的場(chǎng)合。 ? 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 。 ? 如果信源輸出的隨機(jī)變量取值于某一離散符號(hào)集合,就叫做
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