【正文】 RJ 是其中兩個著名的例子。 ? 目前，基于字典方式的壓縮已經有了一個被廣泛認可的標準，從古老的 PKZip 到現在的 WinZip，特別是隨著 Inter 上文件傳輸的流行， ZIP 格式成為了事實上的標準，沒有哪一種通用的文件壓縮、歸檔系統敢于不支持 ZIP 格式。 到 80 年代末，設計出了一批在壓縮效果上讓人驚訝不已的聲音和圖像壓縮算法。 “第二代”并不局限于信息論的框架， 要求充分利用人的視覺、生理、心理和圖像信源的各種特征，能獲得高壓縮比的一類編碼技術 ，其壓縮比多在 30∶ 1～ 70∶ 1之間，有的甚至高達100∶ 1。 ? “第三代”編碼技術是指標準化的編碼壓縮技術在此基礎上，國際標準化組織 ( ISO )和 CCITT 聯合組成了兩個委員會：靜態(tài)圖像聯合專家小組( JPEG )和動態(tài)圖像聯合專家小組 ( MPEG )。但他們的基本思路是完全一樣的，即保留媒體信息中最有規(guī)律、最能體現信息主要特征的數據，而略去其他不重要的數據。 ? GIF 壓縮比非常高，可以在同一個文件中存儲多幅圖像從而實現動畫效果。 GIF 大概是使用通用壓縮技術壓縮圖像信息的最成功的例子，當然， GIF 文件中除了經過 LZW 壓縮的像素信息以外，還保存有圖像的各種屬性信息以及圖像所使用的調色板信息等。 壓縮編碼的 理論基礎 是信息論 。 從信息論的角度來看，壓縮就是去掉信息中的冗余，即保留不確定的信息，去除確定的信息（可推知的），也就是用一種更接近信息本質的描述來代替原有冗余的描述。 信息量和熵 壓縮編碼的理論基礎是 信息論。這個本質的東西就是 信息量 (即不確定因素 )。信息量越大．消息的可能性越小，反之亦然 . 信息量是指： 為了從 N個相等的可能事件中挑選出一個事件所需的信息度量和含量，所提問“是或否”的次數 .也就是說，在 N個事件中辨識特定的一個事件要詢間“是或否”多少次． ? 例如 要從 256個數中選定某一個數 可以先提問 “ 是否大于 128？ ’ ， 不論回答是與否 ， 則半數的可能事件被取消 。 隨著每次詢問 ， 都將有半數的可能事件被取消 ， 這個過程由下列公式表示： log2256＝ 8bit ? 從公式看出，對于 256個數的詢問只要進行 8次，即可確定一個具體的數。 En = log2( Pn ) （ 2） 熵的概念 ? 信息（熵）、熱力學熵和復雜程度是互相成正比例的物理量。 ? 影子不是物質，但它是物質的一種映射；信息不是物質，但它是物質的復雜程度的映射。簡單地講，用較少的位數表示較頻繁出現的符號，這就是數據壓縮的基本準則。 信源的相關性與序列熵的關系 若序列中各符號具有相同的概率分布 ， 該序列是平穩(wěn)的 。 信源的相關性與序列熵的關系 ? 顯然兩個事件的相關性越小，殘剩的不肯定性便越大，當兩事件相互獨立時， X的出現，絲毫不能解除 Y的不肯定性。 ? 結論：信源的冗余度越小 ， 即每個符號所獨立攜帶的信息量越大 ， 那么傳送相同的信息量所需要的序列越短 ， 或符號數越少 。 ? 數據壓縮的另一基本途徑是改變離散無記憶信源的 概率分布，使盡可能地達到等概率分布的目的。通過去除那些冗余數據可以使原始圖像數據極大地減少，從而解決圖像數據量巨大的問題。因此，研究圖像壓縮技術的起點是研究圖像數據的冗余性。 3， 結構冗余： 在有些圖像的紋理區(qū)，圖像的像素值存在著明顯的分布模式。 以知分布模式 ， 可以通過某一過程生成圖像 。 6， 圖像的相同性冗余： 指圖形中的兩個或多個區(qū)域所對應的所有像素值相同或相近 。利用這種性質也可以減少表示圖像的數據量，所以我們稱之為紋理的統計冗余。 ? 數據壓縮的概念及其分類 定義 1： 數據壓縮 就是以最少的數碼表示信源所發(fā)的信號 ， 減少容納給定消息集合或數據采樣集合的信號空間 。 “ 信源 ”可以是數據 、 靜止圖象 、 語音 、 電視或其他需要存儲和傳輸的信號； “ 信號空間 ” 是指信號集合所占的空域 、 時域和頻域空間 。 2：數據壓縮就是信源的有效數字表示 。 一幅模擬圖象必須經過代碼調制（ PCM—Pulse Code Modulation)才能變成數字圖象。 模擬圖象 空間采樣 PCM的過程： 中間體 幅值量化 數字圖象 編碼 中間體 原始圖象數據 編碼器 被壓縮的圖象數據流 重建圖象數據 解碼器 被壓縮的圖象數據流 信道 信源編 (解 )碼 信道編 (解 )碼 圖象數據經過編碼壓縮、傳輸、解碼以及重建圖象數據的流程如下圖所示： ? 分類 多媒體數據壓縮方法根據不同的依據可產生不同的分類 根據 質量有無損失 可分有損失編碼和無損失編碼 按照 其作用域在空間域或頻率域 上分為空間方法 、 變換方法和混合方法 根據 是否自適應 分為自適應編碼和非自適應編碼 ? 無損壓縮 是指使用壓縮后的數據進行重構 （ 或者叫做還原 ， 解壓縮 ） ， 重構后的數據與原來的數據完全相同；無損壓縮用于要求重構的信號與原始信號完全一致的場合 。 有損壓縮使用與重構信號不一定非要和原始信號完全相同的場合 。 1．預測編碼原理 模型 利用以往的樣本數據 對下一個新的樣本值進行預測 將預測所得的值與實際值的差值進行編碼 由于差值很小， 可以減少編碼的碼位。它包括發(fā)送、接收和信道傳輸三部分。） 最佳線性預測 4． 3 變換編碼 ? 利用預測編碼可以去除圖像數據的時間和空間的冗余，直觀、簡捷和容易實現，特別適用于硬件實現，對于傳輸速率高的地方，大多用此法。變換編碼是進行一種函數變換，不是直接對空域圖像信號編碼，而是首先將空域圖像信號映射變換到另一個正交矢量空間 (變換域、或頻域 )，產生一批變換系數，然后對這些變換系數進行編碼處理。 ? 人類視覺所感受到的是在空間域和時間域的信號。例如，空間位置上的變化不改變信號的頻域特性。 ? 其次，變換必須是可逆的，可以通過逆變換還原回原時域中。迄今為止 , 仍經久不衰 , 廣泛應用于各種數據壓縮技術中 , 且仍不失為熵編碼中的最佳編碼方法。 ? 變字長最佳編碼定理 ? 在變長碼中，對于概率大的符號，編以短字長的碼；對于概率小的符號，編以長字長的碼；如果碼制長度嚴格按照符號概率的大小的相反順序排列，則平均碼字長一定小于按任何其它符號順序排列方式得到的碼字長。 ② 將 n個信源信息符號的 n個概率，按概率大小排序。 ④ 將 n1個概率，按大小重新排序。 ⑥ 如此反復重復 n2次，得到只剩兩個概率序列。編碼結束。 國際標準化協會 (International Standardization Organization ISO)，國際電子學委員會(International Electronics Committee IEC)，國際電信協會 (International Telemunication Union ITU)等國際組織，于 90年代領導制定了三個重要的多媒體國際標準， ① JPEG標準，② ；③ MPEG標準 。 JPEG— Joint Photographic Experts Group 主要制定靜態(tài)圖像幀內壓縮編碼 ? 1988年成立了 MPEG MOVING PICTURE EXPERT GROUP 。 1988年，提出了 。 ? JPEG(Joint Photographic Experts Group)是聯合圖像專家小組的英文縮寫。 聯合圖像專家小組，多年來一直致力于標準化工作，他們開發(fā)研制出，連續(xù)色調、多級灰度、靜止圖像的數字圖像壓縮編碼方法。 JPEG算法被確定為 JPEG國際標準，它是國際上，彩色、灰度、靜止圖像的第一個國際標準。它不僅適于靜圖像的壓縮；電視圖像序列的幀內圖像的壓縮編碼，也常采用 JPEG壓縮標準。 B，能適用于任何種類的連續(xù)色調圖像 C， 計算的復雜性可控 ， 其軟件可在各種 CPU上完成 ， 算法也可用硬件實現 。 (2). 基于空間預測編碼 DPCM的無失真壓縮算法。 ? 無失真的預測編碼 這幅圖是無失真的預測編碼的原理圖，由無失真編碼器實現數據壓縮，它由預測器和熵編碼器組成。 ① 將圖像分成 8 8的塊 對于第一步，將圖像分成 8 8的塊，我們想解釋的是：按什么次序分？是按從左到右，從上到下的次序來分，并按該順序送入 DCT編碼器，一個接一個的變換。 分法： 從左到右，從上到下 黑白圖像： 64個灰度值 彩色圖像： 64個亮度分量， 64個色差分量 例如：分辨率為 576行 720列的彩色圖像 有亮度子塊： 576/8 720/8=6480個 有色差子塊： 576/8 360/8=3240 ② 進行 DCT變換 JPEG在編碼時用的是離散余弦正變換（ FDCT）其數學表達式為： 其輸入數據是：把原始圖像分成 8 8的多個子塊的同時將原始圖像的采樣數據從無符號整數變成有符號的整數。 ?輸出數據是： DCT變換系數 64個基信號的幅值。 FDCT把這些信號作為輸入，然后把它分解成 64個正交基信號，每個正交基信號對應于 64個獨立二維 (2D)空間頻率中的一個，這些空間頻率是由輸入信號的頻譜組成。即離散余弦變換的變換系數。 ?均衡量化器 其量化間隔是等長的 ?非均衡量化器 其量化間隔是不等長的 ?自適應量化器 其量化間隔是隨傳送數據而變 量化特性 ④根據熵編碼表進行熵編碼 為了進一步達到壓縮數據的目的，需對量化后的 DC系數，和行程編碼后的 AC系數進行基于統計特性的熵編碼。 熵編碼可分成兩步進行，首先把 DC和 AC系數轉換成一個中間格式的符號序列， 第二步是給這些符號賦以變長碼字。分兩步進行： 1. 首先把 DC碼和 AC行程碼轉換成中間符號序列。 (1) 中間格式由兩個符號組成： ? 符號 1，行程，尺寸 (分組 ) ? 符號 2，幅值 例 : 設某亮度子塊的序列如下 zz(k) DC,AC01……AC07……AC77 512 512 8 8圖像 8 8系數 (量化 ) K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 930 31 3263 系數 12 5 2 0 2 0 0 0 1 0 1 0 按 JPEG基本系統編碼給出該子塊的編碼?？紤]到ISDN的傳輸碼率以 64kbps為單位，因此以p 64kbps（ p＝ 1～ 30）作為為 碼率。它支持