图像编码(第六节).ppt

编码冗余： 如果一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号，就称该图像包含了编码冗余。 编码冗余： 码本：指用来表达一定量的信息或一组事件所需的一系列符号（如字母、数字等）。 码字：对每个信息或事件所赋予的码符号序列，每个码字的符号个数称为码字的长度。 编码冗余： 编码冗余： 像素冗余 由于任何给定的像素值，原理上都可以通过它的邻居预测到，单个像素携带的信息相对是小的。 对于一个图像，很多单个像素对视觉的贡献是冗余的。这是建立在对邻居值预测的基础上。 例：原图像数据：234 223 231 238 235 压缩后数据：234 11 -8 -7 3 2. 像素冗余： 考虑如下两幅简单示意图: 2. 像素冗余： 得到图像沿某行的自相关系数，如下图： 2. 像素冗余： 自相关系数的计算公式： 2. 像素冗余： 像素间的冗余：与像素间的相关性直接联系着，又成为空间冗余或几何冗余。 特例：连续序列图像中的帧间冗余。 减少像素冗余的方法： 采用映射（mapping）将2-D像素矩阵表达形式转换为更为有效的表达形式。 3. 视觉心理冗余： 一些信息在一般视觉处理中比其它信息的相对重要程度要小，这种信息就被称为视觉心理冗余。 视觉心理冗余： 通过量化过程可以去除心理视觉冗余，这必然导致一定量信息的损失，是有损压缩。（如电视的隔行扫描） 6.2.2 图像保真度和质量 保真度标准——评价压缩算法的标准 客观保真度标准 主观保真度标准 客观保真度标准 如果图像压缩过程对图像信息有所损失，如何用数学形式，表述这种损失？ 将信息损失的多少，表示为原始输入图像与压缩后又解压缩输出的图像的函数，这个函数就被称为客观保真度标准。一般表示为： ? e(x,y) = f(x,y) - f(x,y) ? f(x,y)是输入图像， f(x,y) 是压缩后解压缩的图像， e(x,y)是误差函数 离散的描述形式： 两个图像之间的总误差： M-1 N-1 ? ? ? [ f(x,y) - f(x,y)] x=0 y=0 均方根误差（rms） M-1 N-1 ? erms = [1/MN ? ? [ f(x,y) - f(x,y)]2]1/2 x=0 y=0 2. 主观保真度标准 通过视觉比较两个图像，给出一个定性的评价，如很粗、粗、稍粗、相同、稍好、较好、很好，这种评价被称为主观保真度标准。 6.2.3 图像编码模型 图像压缩模型 图像传输环境中图像压缩模型 信源编码器解码器的模型 信道编码器和信道解码器 6.2.3 图像编码模型 图像传输环境中图像压缩模型 信源编码器：完成原数据的压缩。 信道编码器：为了抗干扰，增加一些容错、校验位、版权保护，实际上是增加冗余。 信 道：如Internet、广播、通讯、可移动介质 信源编码器和解码器的模型 信源编码器的模型 信源解码器的模型 信源编码器和解码器的模型 映射器 ：减少像素冗余，如使用RLE编 码。或进行图像变换。 量化器 ：减少视觉心理冗余，仅用于有 损压缩。 符号编码器：减少编码冗余，如使用哈夫曼 编码 信道编码器与解码器 一种最常用的信道编码技术是由汉明（Hamming）提出的。 信息测量 信息系统 互信息 1. 信息测量 编码应用中，熵表示信源中消息的平均信息量，在不考虑消息间的相关性时，是无失真代码平均长度比特数的下限。例:信源  说明该信源编码平均码长最短情况下为7/4，不能再小，否则就会引起错误，而平均码长比此数大许多时，就表明还有待改进。 编码过程 编码器是用符号集中的符号构成输出代码，并建立输入信号单元与输出代码的对应关系。如下图所示：  编码器 消息集合　　　 　　输出代码 　　　　　　　　　　　  符号集　 符号(码元)? 编码效率：