图像编码技术.pdf

像编码技术 目录 1 图像压缩的必要性 2 图像编解码基础知识 3 像编码算法 4 JPEG编解码处理 1 图像压缩的必要性 1）信息传输方式发生了很大的改变 通信方式的改变 文字+语音图像+文字+语音 通信对象的改变 人与人人与机器，机器与机器 图像的传输与存储中，其数据量的庞大,成为一 个必须解决的问题.而其中问题最多的，也是最常用 的包括了数字视频信号和传真信号。 举例1：对于电视画面的分辨率640*480的彩色图像，每秒 30帧，则一秒钟的数据量为：640*480*24*30=221.12M ， 1张CD可存640M，如果不进行压缩，1张CD则仅可以存放 2.89秒的数据 举例2：目前的WWW互联网包含大量的图像信息，如果图像信息 的数据量太大，会使本来就已经非常紧张的网络带宽变得更 加不堪重负 （World Wide Web变成了World Wide Wait） 2）图像数据存在冗余 n 通常一副图像中的各点像素点之间存在一定的相关 性。特别是在活动图像中，由于两幅相邻图像之间的 时间间隔很短，因此这两幅图像信息中包含了大量的 相关信息。这些就是图像信息中的冗余。 n 图像数据冗余可分为如下6类 1. 空间冗余 图2是一幅图像，其中心部分为 一个灰色的方块，在灰色区域中的所有 像素点的光强和彩色以及饱和度都是相 同的，因此该区域中的数据之间存在很 空间冗余 大的冗余度。 空间冗余是图像数据中最基本的冗余。要去除这种冗 余，人们通常将其视为一个整体，并用极少的数据量来表 ，从而减少邻近像素之间的空间相关性，已达到数据压 缩的目的。 2. 时间冗余 由于活动图像序列中的任意两相邻的图像之间的时间 间隔很短，因此两幅图像中存在大量的相关信息，如图 3所 。 时间冗余是活动图像和语音数据中经常存在的一种 冗余。 时间冗余 3. 信息熵冗余 信息熵冗余是针对数据的信息量而言的。设某种编 码的平均码长为 k 1 L p (s )l(s ) i i i0 l(s ) p (s ) s i 式中， 为分配给第符号 的比特数， 为符号出现的概率。 i i 这种压缩的目的就是要使L达到最小值。 自然码和变长码编码例子 L =2.81 avg 4. 结构冗余 下图4表 了一种结构冗余。从图中可以看 出。它存在着非常强的纹理结构，这使图像在结构 上产生了冗余。 n 结构冗余 5．知识冗余 随着人们认识的深入，某些图像所具有的先验知识， 如人脸图像的固有结构（包括眼、耳、鼻、口等）为人们 所熟悉。这些由先验知识得到的规律结构就是知识冗余。 6. 视觉冗余 由于人眼的视觉特性所限，人眼不能完全感觉到图像