第5章 图像编码(第1讲)PPT.pptVIP

5.3.3 编码器、译码器 编码器的任务是把一个多值的数字量用多比特的二进制量来表示。如果量化器输出M个值，那么，对应于Ｍ个值中的任何一个值编码器将给定一个二进制码字。这个码字将由m个二进制数组成。通常情况下 M= 2m 。编码器的输入与输出关系是一一对应的，其过程是可逆的，因此，不会引入任何误差。 线性PCM 编码一般采用等长码，也就是说每一个码字都有相同的比特数。其中用得最为普遍的是自然二进码，也有用格雷码的。以M=8为例的自然二进码和格雷码列入表： 表5.2 M=8的自然二进码和格雷码 输入 自然二进码 格雷码 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0  (a) (b) 第二章 数字图像处理基础 * 数字图像处理基础 第5章 图像编码 （第一讲） 5.1 图像编码概述 一、什么是图像压缩编码？ 在满足一定保真度和图像质量的前提下，对图像数据进行变换、编码和压缩，去除多余的数据以减少表示数字图像时需要的数据量，便于图像的存储和传输。即以较少的数据量有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术,也称图像编码。 二、为什么要进行图像编码？——必要性 数字图像的庞大数据对计算机的处理速度、存储容量都提出过高的要求。因此必须把数据量压缩。 从传送图像的角度来看，则更要求数据量压缩。在信道带宽、通信链路容量一定的前提下，采用编码压缩技术，减少传输数据量，是提高通信速度的重要手段 。 三、为什么能进行图像编码压缩？——可能性 1、组成图像的各像素之间，无论是在图像的行方向还是在列方向，都存在着一定的相关性，或者说存在冗余信息，去掉这些冗余信息后可以有效压缩图像，同时又不会损害图像的有效信息。 ---（数据本身的特征） 常见的静态图像数据冗余包括：空间冗余 ，结构冗余，知识冗余，视觉冗余，图像区域的相同性冗余，纹理的统计冗余 。 2、应用环境允许图像有一定程度失真： 1）接收端图像设备分辨率较低，则可降低图像分辨率。 2）用户所关心的图像区域有限，可对其余部分图像采 用空间和灰级上的粗化。 3）根据人的视觉特性对不敏感区进行降分辨率编码 （视觉冗余）。 5. 2 图像编码中的保真度准则 图像信号在编码和传输过程中会产生误差，尤其是在熵压缩编码中，产生的误差应在允许的范围之内。在这种情况下，保真度准则可以用来衡量编码方法或系统质量的优劣。通常，这种衡量的尺度可分为客观保真度准则和主观保真度准则。 5.2.1 客观保真度准则 通常使用的客观保真度准则有输入图像和输出图像的均方根误差和均方根信噪比两种。 设输入图像是由N×N个像素组成，令其为f(x,y)，其中 x,y=0,1,2,3…N-1 。 图像经过压缩编码处理后，送至受信端，再经译码处理，重建原来图像。令其为 g(x,y) 。它同样包含 N?N 个像素，并且 x,y=0,1,2…N-1 则输入像素和对应的输出图像之间的误差为： 而包含N×N像素的图像之均方误差为 如果把输入、输出图像间的误差看作是噪声，那么，重建图像g（x，y）可表示为： 重建图像的均方信噪比： 均方根信噪比为： 5.2.2 主观保真度准则 图像处理的结果，绝大多数场合是给人观看，由研究人员来解释的，因此，图像质量的好坏与否，既与图像本身的客观质量有关，也与人的视觉系统的特性有关。有时候客观保真度完全一样的两幅图像可能会有不相同的视觉质量，所以又规定了主观保真度准则。 一种常用的方法是对一组(不少于20人)观察者显示图像，并将他们对该图像的评分取平均，用来评价一幅图像的主观质量。 一种方法是规定一种绝对尺度，例如： （１）优秀的：具有极高质量的图像； （２）好的：是可供观赏的高质量的图像，干扰并不明显； （３）可通过的：图像质量可以接受，干扰不讨厌； （４）边缘的：图像质量较低，希望能加以改善，干扰有些 讨厌； （５）劣等的：图像质量很差，尚能观看，干扰显著地令人 讨厌； （６）不能用：图像质量非常之差，无法观看。 另外常用的还有两种准则，即妨害准则和品质准