第7章多媒体压缩技术.pptx

多媒体压缩技术 第 7 章 7.1 多媒体数据压缩基础知识 ■ 数据压缩的必要性 ■ 数据压缩的可能性 ■ 数据压缩基本原理 7.2 数据压缩编码算法 ■ 统计编码 ■ 预测编码 ■ 变换编码 7.3 常见多媒体数据压缩标准 ■ 音频压缩标准 ■ 静态图像压缩标准 ■ 运动图像和视频压缩标准 了解媒体数据压缩基础知识，包括数据压缩的必要性、数据压缩的可能性、数据压缩基本原理；了解数据压缩的编码算法，包括统计编码、预测编码、变换编码；了解常见多媒体数据压缩标准，包括音频压缩标准、静态图像压缩标准、运动图像和视频压缩标准等。 了解多媒体数据压缩的必要性、多媒体数据压缩的可能性、数据压缩方法的分类 。 教学进程 多媒体压缩技术 第 7 章 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.1 数据压缩的必要性 ■随着多媒体技术的发展，多媒体数据的传输和存储过程日益频繁。未经处理的多媒体数据数据量巨大，使数据在存储、传输和处理等过程中有诸多不便，因此，多媒体数据的压缩是多媒体应用中的关键问题之一。 教学进程 教学进程 ■一幅具有800×600分辨率的真彩色图像(24位/像素)，它的数据量 为： 800×600×24=10.98Mb=1.37MB 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.1 数据压缩的必要性 相当于72万汉字在计算机中存储的数据量！ 教学进程 ■视频数据按我国使用的PAL制式，要达到每秒25帧的全动态显示要求。若每帧显示分辨率为640×480的真彩色图像（24位/像素），则每秒所需的数据量为 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.1 数据压缩的必要性 650MB的CD-ROM光盘只能存放29.6秒的视频！ 640×480×24×25=175.8Mb=21.97MB 教学进程 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.1 数据压缩的必要性 ■1分钟高保真立体声数字音频的数据量为： （44100×16×2）×60/8=10.09MB 一首歌曲的播放时间大概是4分钟，也就是说，一首歌曲文件的大小是40MB左右，若保存在一个容量为512MB的U盘中，只能存储12首这样的歌曲。 教学进程 多媒体数据的数据量是非常巨大的，但这些数据量表示的信息量并不等于数据量本身的大小，也就是说，多媒体数据中存在着数据冗余。应用某种编码方法提取或减少这些数据冗余，便可以达到压缩数据的目的，这就是多媒体数据可以压缩的原因。 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 可用公式表示如下： du=D-I 其中，D是指数据量，I指信息量，du指的是冗余量。 教学进程 例如： 180个汉字，在计算机中存储的数据量为180×2B=360B 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 广播员朗读这些内容1分钟，数字化时采样频率8000Hz，单声道，8位量化，则数据量为（8000 ×8 ×1） × 60/8＝480000B。可见，传递同样信息，音频数据中则存在冗余。 教学进程 ■空间冗余：数字化图像中某个区域的颜色、亮度、饱和度等相同，则该区域里的像素点数据也是相同的，我们只需记下一个像素点的数据及其他像素点的位置，就可以得到该区域的所有信息，大量的重复像素数据就形成了空间冗余。 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 教学进程 ■时间冗余经常存在于视频和音频数据中。视频是由位于时间轴上的一组连续的帧构成的，相邻帧之间具有很强的时间相关性，且往往变化不大，后一帧的数据与前一帧的数据有许多相同之处，这样就形成了时间冗余。 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 教学进程 ■视（听）觉冗余：人类的视觉和听觉系统由于受到生理特征的限制，对于图像和声音信号的一些细微变化是感觉不到的，忽略这些变化后，信号仍然被认为是完好的。我们把这些超出人类视（听）觉范围的数据称为视（听）觉冗余。 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 教学进程 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 ■知识冗余：图像的记录方式与某些知识有着—定的相关性，例如，人脸的图像就有固定的结构，鼻子位于中间，上方是眼睛，下方是嘴等。这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到，但计算机并不具备这些知识，只是一个像素一个像素地存人数据，这就形成了知识冗余。 教学进程 7.1 多媒体数据压缩基础知识 7.1.2 数据压缩的可能性 ■结构冗余：在有些图像的纹理区，图像的像素值存在着明显的分布模式。例如，方格状的地板