6-第六章编码压缩探析.ppt

第六章 图像编码与压缩;6.1 概述;1）图像编码压缩的必要性 ; 没有图像编码与压缩技术的发展，大容量图像信息的存储与传输是难以实现的，多媒体、信息高速公路等新技术在实际中的应用会碰到很大困难。 ;目的：节省图像存储容量；减少传输信道容量；缩短图像加工处理时间。 ;2）图像编码压缩的可行性;; 如果能减少或消除其中的一种或多种冗余，就能取得数据压缩的效果。因此图像信息的压缩是可能的。 但到底能压缩多少，除了和图像本身存在的冗余度大小有关外，很大程度取决于对图像质量的要求。 广播电视 压缩比3∶1 可视电话 压缩比1500∶1 目前高效图像压缩编码技术已能用硬件实现实时处理，在广播电视、工业电视、电视会议、可视电话、传真和互连网、遥感等多方面得到应用。 ;6.1.2图像编码压缩的分类 根据解压重建后的图像和原始图像之间是否具有误差，图像编码压缩分为无误差（亦称无失真、无损、信息保持）编码和有误差（有失真或有损）编码两大类。 ;;压缩比 直接编码一幅图像所需比特数取决于空间分辨率和灰度级分辨率。 设C为采用某种方法编码前后的 压缩比 ;6.2 图像保真度准则 描述解码图像相对原始图像偏离程度的测度一般称为保真度。常用的准则可分为两大类：客观保真度准则和主观保真度准则。 6.2.1 客观保真度准则 最常用的客观保真度准则是原图像和解码图像之间的均方根误差和均方根信噪比两种。 ;;;;;;1）基本概念 ;2）变长最佳编码定理和唯一可译代码 ;6.4 统计编码方法 6.4.1 霍夫曼编码 Huffman编码是1952年由Huffman提出的一种编码方法。这种编码方法根据源数据符号发生的概率进行编码。 在源数据中出现概率越大的符号，编码以后相应的码长越短；出现概率越小的符号，其码长越长，从而达到用尽可能少的码符表示源数据。它在无损变长编码方法中是最佳的。; 设输入编为 ，其频率分布分别为P(x1)=0.4 ，P(x2)=0.3，P(x3)=0.1，P(x4) =0.1，P(x5)=0.06，P(x6)=0.04。求其最佳霍夫曼编码。 ;编码方法是： ①把输入元素按概率从大到小排列起来,然后把概率最小的两个元素概率加起来; ②把它同其余元素概率由大到小排序,然后把两个最小概率加起来,再重新排队; ③重复②,直到最后只剩下两个概率为止。 ;元 素xi 概率P(xi) 编 码wi;计算该信源的熵、编码后的平均码长，并思考对于同一图像采用Huffman编码，编码是否唯一？;Huffman编码讨论 （1） Huffman编码是唯一可译码。短的码不会成为更长码的启始部分； （2） Huffman编码的平均码长接近于熵； （3）缺点：需要多次排序，耗费时间。;6.4.2费诺编码法（Fano-Shannon） ; ;Fano-Shannon编码讨论 （1） Fano-Shannon编码是唯一可译码。短的码不会成为更长码的启始部分； （2） Fano-Shannon编码的平均码长接近于熵；编码效率略低于Huffman编码。;6.4.3 其它不等长码字的熵编码法 B码：适用于输入灰度级概率服从幂律分布的图像。 ;;B1码的编码：设W1,W8,W5分别为0, 001, 10 B1码：001010110100 100000011110 两种不同的形式; 移位码（S码）：对具有单调减小概率的输入信号有效，也 易于实现。;行程长度编码(Run Length Encoding,RLE) 编码原理：将具有相同值的连续串用其串长和一个代表值来代替，该连续串就称为行程（游程），串长称为行程长度（游长）。 行程编码适合于二值图像的编码，二值图像的扫描行，是由若干段连着的黑像素和连着的白保素组成，分别称其为“黑长”和“白长”。;行程长度编码(Run Length Encoding,RLE) 例：0001001100 ? b3,w1,b2,w2,b2 假设都以0开始：31222 可以只要行程长度，而略去行程的灰度值， 可用于量化后大量零系数连续的场合，例如JPEG中。 ;行程长度编码(Run Length Encoding,RLE) 方法：统计所有行程长度出现的概率，然后采用Huffman编码。 在每一行的行首加标志位，确定是白长还是黑长。以后黑长