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第十二章 图像编码方法 §12.1预测编码 一、预测编码 DPCM基本原理：基于图像中相邻像素之间具有较强的相关性，每个像素可以根据已知的几个像素值来作预测。即在预测编码中，编码和传输的并不是像素取样值本身，而是这个取样值的预测值（也称估计值）与其实际值之间的差值。 设输入信号 为 时刻的取样值 为根据 时刻以前已知的像素取样值 时所作的预测值。 为差值信号，也称误差信号。 二、最佳线性预测 由此可获得 个表达式，再根据极值条件，令此 个表达式等于0，即可由 个方程式组成的一个线性方程组， 即 简单表示为： 其中 为 预测误差的方差为： 例：设一个2-D马尔可夫源，具有可分离自相关函数 并设一个四阶线性预测器 例题：12.1.1 DM编码示例 §12.2 变换编码 一、变换编码系统 原理：将在空间域里描述的图像在某种变换域里进行描述（通常采用正交变换，如傅立叶变换、沃尔什变换、DCT等），将图像映射成一组变换系数，然后将这些系数量化和编码。 注： 变换后的图像系数相关性降低，可以获得较高压缩比。 有 自适应变换编码和非自适应变换编码。 二、子图像尺寸选择 将图像分成满足以下条件的子图像 相邻子图像之间的相关（冗余）减少到某个可接受的水平 子图像的长和宽都是2的整数次方 常见的有8×8和16×16。 三、变换的选择 1、重建均方误差 2、变换选择讨论 KLT 信息集中能力最优，但计算复杂； WHT 计算最简单，但信息集中能力最差； DCT 目前用得较多； DWT 小波变换 四、比特分配 保留系数选择根据 最大方差准则 称为分区编码 最大幅度准则 称为阈值编码 分区编码：具有最大方差的变换系数带有最多的图像信息，一般集中于接近图像变换的原点处（左上角）； 阈值编码：有三种取阈值方法。 对所有子图像用一个全局阈值； 对所有子图像分别用不同的阈值； 根据子图像中各系数的位置选取阈值。 国际压缩标准简介 大多由国际标准化组织ISO和国际电信联盟ITU制定 一、二值图像压缩标准 和 由CCITT的两个小组（Group3和Group4）负责制定。最初为传真设计，采用了非自适应，1-D游程编码技术。 的压缩比为15:1 的压缩比为30:1 2、JBIG 由JBIG于1991年制定，采用自适应编码技术，压缩比比 和 高。 二、静止图像压缩标准 1、JPEG 用于对静止灰度或彩色图像的压缩标准。 定义了三种编码系统 基于DCT的有损编码基本系统，可用于绝大多数压缩应用场合； 用于高压缩比，高精度或渐进重建应用的扩展编码系统。 用于无失真应用场合的无损系统。 2、JPEG2000 采用小波变换。 三、序列图像压缩标准 1、H.261 主要用于电视会议。 2、MPEG-I VCD 主要用于数字媒体上压缩图像数据的储存和提取。 3、MPEG-II DVD 主要用于视频传输，适用于从普通电视到高清电视 4、MPEG-IV 基于对象 用于窄带宽(64kbit/s)动态图像。 5、MPEG-VII 基于内容的描述 可用于数字图书馆（图像目录、音乐字典等）多媒体名录服务（如网页） 6、MPEG-21