第4章图像压缩编码.ppt

第五章 图像压缩编码;§ 1 概述; ;2. 图像压缩的主要目的：;图像中像素之间，行或帧之间都存在着较强的相关性;4. 数字图像数据压缩按应用不同可分为三类：;§ 2 熵编码方法;2. 平均码字长度;3. 编码效率：; 在变长编码中，对出现概率大的信息符号赋予短码字，而对于出现概率小的信息符号赋予长码字，如果码字长度严格按照所对应符号出现概率大小逆序排列，则编码结果平均码字长度一定小于任何其他排列方式。;设：;;（a）续长代码和非续长代码 非续长代码：不能在某一代码后面添加一些码元而构成另一个码字。 例如：[0，10，11]是非续长代码； [0，01，11]是续长代码。;例如：;二. 哈夫曼（Huffman）编码方法（紧凑码）;例一：;编码效率计算：;仔细看一下编码过程：;例二：; 对不同概率分布的信源，哈夫曼编码的编码效率有所差别。??据信息论中信源编码理论，对于二进制编码，当信源概率为2的负幂次方时，哈夫曼编码的编码效率可达100%，其平均码字长度也很短，而当信源概率为均匀分布时， 其编码效果明显降低。在信源概率接近于均匀分布时，一般不使用哈夫曼编码。;香农-范诺（Shannon-Fannon）编码也是一种常见的可变字长编码。与哈夫曼编码相似，当信源符号出现的概率正好为2-i（i0）时，采用香农-范诺编码同样能够达到100%的编码效率。香农-范诺编码的理论基础是符号的码字长度ti完全由该符号出现的概率来决定，即：;（1）输入灰度级按出现的概率从大到小排列； （2）计算码字长度； （3）计算累加概率； （4）十进制转换为二进制； （5）去掉多余尾数。;编码效率计算：; 算术编码是一种从整个符号序列出发，采用递推形式连续编码的方法。它将一个符号序列映射为一个实数。算术编码中，单个源符号和码字间的一一对应关系并不存在。;[例5．2] 已知信源 ，试对l011进行算术编码。 ;（4）初始子区为[0, 1]，编码算法： 步序 符号 子区左端 子区长度 a 1 0+ 1／4*1 =1/4 1 * 3／4 = 3/4 b 0 1/4+0*3/4 = 1/4 3/4 *1/4 = 3/16 c 1 1/4+1/4*3/16 = 19/64 3/16 * 3/4 = 9/64 d 1 9/64+1/4*9/64 = 85/256 9/64 * 3/4 = 27/256;最后的子区左端(起始位置)： B＝(85／256)d ＝(0b 最后的子区长度： L＝(27/256)d＝(0b 最后的子区右端(子区间尾)： 85/256+27/256＝(7／16)d ＝(0.0111)b 编码结果为子区间头尾之间取值、其值为0.011,可编码为011，原来4个符号1011被压缩为三个符号011。 ; 1个算术码字要赋给整个信源符号序列，而码字本身确定0和1之间的1个实数区间。 随着符号序列中的符号数量增加，用来代表它的区间减小而用来表达区间所需的信息单位(如比特)的数量变大。每个符号序列中的符号根据区间的概率减少区间长度。与哈夫曼方法不同，这里不需要将每个信源符号转换为整数个码字(即1次编1个符号)，在理论上它可达到无失真编码定理给出的极限。 解码过程是逆过程，首先将区间[0，1]按Qc靠近0侧， Pc靠近1侧分割成两个子区间，判断被解码字落在哪个子区，而赋予对应符号。;二值图像： 只有两个灰度级的图像，即图像内容“非白即黑”。典型的有传真。 二值图像直接编码： 如每一个像素用一位二进制码(0或1)代表就称为编码。 分辨率： 单位长度的像素数。 CCITT（国际电话电报咨询委员会）建议在传真中采用两种分辨率： 1728像素／行(8取样／mm)，3．85行／mm； l728像素／行(8取样／mm)， 7.7行／mm。;设Cr为采用某种方法编码前后的压缩比： 取决于图像内容、分辨率、编码方法。 二值图像编码压缩一般采用熵编码。 ;WBS编码： ;分成五段： 段长N＝4 ; 一维WBS编码可以方便地推广到二维。 一维的像素段 二维中像素块