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1、1、难得糊涂是一种境界，心平如境是一种修养9/3/2022 1:54:41 PM13:54:4103-9月-22。9月-229月-222、顺其自然是一种超脱，威武不屈是一种品格。9/3/2022 1:54 PM9/3/2022 1:54 PM9月-229月-22 13:54:4113:54Sep-2203-Sep-224、富贵不淫是一种情操，常笑就是健康，快乐成就人生。13:54:4113:54:4113:54Saturday,September 3,20225、积极向上的心态，是成功者的最基本要素。9月-229月-2213:54:4113:54:41September 3,20226、人言纷
2、杂，保持自我；工作勤奋，娱乐适度。03 九月 20221:54:41 下午13:54:419月-227、积极的人在每一次忧患中都看到一个机会。九月 221:54 下午9月-2213:54September 3,20228、业余生活要有意义，不要越轨。2022/9/3 13:54:4113:54:4103 September 20229、9/3/2022 1:54:41 PM13:54:4103-9月-22。1:54:41 下午1:54 下午13:54:419月-2210、上帝说爱情需要缘份，两个命中注定相爱的人。9/3/2022 1:54:41 PM13:54:4103-9月-2211、爱已欠
3、费，情已停机，缘分不在服务区。9/3/2022 1:54 PM9/3/2022 1:54 PM9月-229月-22多媒体数据压缩编码技术概述(ppt 100页)多多 媒媒 体体 技技 术术第第4 4章章2第第3章章 多媒体数据多媒体数据压缩编码技术压缩编码技术n3.1 概述n3.2 数据压缩的基本方法n3.3 静态图像压缩编码国际标准JPEGn3.4 运动图像压缩编码国际标准MPEGn3.5 音频数字化与压缩编码技术3第第3章章 多媒体数据多媒体数据压缩编码技术压缩编码技术n多媒体数据压缩编码的重要性u数据冗余类型u数据压缩技术的分类4第第3章章 多媒体数据多媒体数据压缩编码技术压缩编码技术n
4、媒体数据压缩编码的重要性u 信息时代的重要特征是信息的数字化。u 早期的计算机系统采用模拟方式表示信息，但存在着明显的缺点：u 经常会产生噪音和信号丢失，并且在复制过程中逐步积累噪音和误差。u 模拟信号不适合数字计算机加工处理。5媒体数据压缩媒体数据压缩编码的重要性编码的重要性n 数字化后未经压缩的视频和音频等媒体信息的数据量是非常大的 1.图像数据量的大小可用下面的公式来计算：图像数据量图像的总像素色彩深度8 （单 位 为 Byte，简 写 为 B）例如，一幅640480、24位（bit）真彩色 的 图 像，其 文 件 大 小 为：64048024 8 921.6KB6媒体数据压缩媒体数据压
5、缩编码的重要性编码的重要性n 2.双通道立体声激光唱盘，采用脉冲码调制采样，采样频率为44.1KHz，采样精度16位，其一秒钟时间内的采样数据量为：44.110001628 176.4 KB 一个650MB的CDROM，大约可存1小时的音乐。7媒体数据压缩媒体数据压缩编码的重要性编码的重要性n 3.对动态图形和视频图像。例如对于彩色电视信号，设代表光强Y的带宽为4.2MHz、色彩I为1.5MHz和色饱和度Q为0.5MHz，采样频率2倍原始信号频率，各分量均被数字量化为8位，从而1秒钟电视信号的数据量为：（4.21.50.5）281000000812.4 MB8媒体数据压缩媒体数据压缩编码的重要
6、性编码的重要性u 容量为650MB的CDROM仅能存1分钟的原始电视数据。若为高清晰度电视（HDTV）其1秒钟数据量约为150MB（1.2Gbps8），一张CDROM还存不下5秒钟的HDTV图像。n 巨大数字化信息的数据量对计算机存储资源和网络带宽有很高的要求，解决的办法就是要对视、音频的数据进行大量的压缩。播放时，传输少量被压缩的数据，接收后再对数据进行解压缩并复原。9数据冗余类型数据冗余类型u 1.空间冗余u 基于离散像素采样来表示物体颜色的方式通常没有利用景物表面颜色的这种空间相关性，这些相关性的光成像结构在数字化图像中就表现为空间冗余。我们可以通过改变物体表面颜色的像素存储方式来利用空
7、间相关性，达到减少数据量的目的。10数据冗余类型数据冗余类型u 2.时间冗余u 时间冗余反映在图像序列中的相邻帧图像（电视图像、动画）之间有较大的相关性，一组连续画面中的相邻帧往往包含相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在的空间位置略有不同，把一帧图像中的某物体或场景可以由其他帧图像中的物体或场景进行处理后重构出来，可以大大减少时间冗余。11数据冗余类型数据冗余类型u 3.结构冗余u 有些图像具有较强的相似性的纹理结构，例如布纹图像和草席图像，方格状的地板图案等，我们称此为结构冗余。u 4.知识冗余u 有许多图像的理解与某些基础知识有相当大的相关性，这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到
8、，我们称此类冗余为知识冗余。根据已有的知识，我们可以构造图像物体的基本模型，并创建图像库。12数据冗余类型数据冗余类型u 5.视觉冗余u 人的接收系统如视觉系统和听觉系统是有一定限度的，人眼并不能察觉图像场的所有变化，如人类视觉系统分辨能力约为64灰度等级，而一般图像量化采用256灰度等级，这类冗余我们称为视觉冗余。u 6.听觉冗余u 人耳的敏感性不能察觉所有频率的变化，存在听觉冗余。13数据压缩技术数据压缩技术 的分类的分类n 根据多媒体数据冗余类型的不同，解码后数据与原始数据是否完全一致、质量有无损失来进行分类，压缩方法可被分为有失真编码和无失真编码两大类。u 无失真压缩法也称无损压缩，无
9、失真压缩的特点是压缩比较小，大约在2l至5l之间，主要用于文本数据、程序代码和某些要求严格不丢失信息的环境中，常用的无失真压缩编码有如哈夫曼编码等。14数据压缩技术数据压缩技术 的分类的分类u 有失真压缩法也称有损压缩，有失真压缩法的冗余压缩取决于初始信号的类型、前后的相关性、信号的语义内容等，压缩比可以从几到几百倍，常用的有失真压缩编码技术有预测编码、变换编码、模型编码、混合编码方法等。主要用于压缩图像、声音等信息。15n 常用的图像和视频压缩方法如图3-1所示：图像和视频压缩方法图像和视频压缩方法哈夫曼编码哈夫曼编码行程编码行程编码算术编码算术编码LZW编码编码DCT编码编码小波变换小波变
10、换子带编码子带编码无失真压缩无失真压缩有失真压缩有失真压缩预测编码预测编码变换编码变换编码模型编码模型编码运动补偿运动补偿混合编码混合编码分形编码分形编码JPEGMPEGH.261数据压缩技术数据压缩技术 的分类的分类16行程（游程）行程（游程）RLE 编码技术编码技术n 行程编码主要思路是用编码器不断比较信息源符号相邻元素值的变化幅度，一旦发现有明显的变化，就开始一个行程。编码器检测每一个行程起点位置开始的多次重复的比特或者字符序列，然后将一个相同值的连续串出现次数作为行程长度，并将行程长度转换成代码，再取用信息源符号的一个代表值作为代码，这种编码称为行程编码，或称游程编码，常用RLE表示。
11、17对一幅两维图像对一幅两维图像F F（i i，j j）作水平）作水平扫描后得到的部分像素的像素值扫描后得到的部分像素的像素值18行程（游程）行程（游程）RLE 编码技术编码技术n 用RLE对这一行数据编码后得到的码字表：n RLE编 码 压 缩 编 码 技 术 尤 其 适 用 于：计算机生成的图形图像和黑白二值图像的编码，解压缩速度很快。RLE的压缩率的大小取决于图像本身的特点，可以得到较大的压缩比。对复杂的图像不适宜用RLE进行编码。19哈夫曼编码技术哈夫曼编码技术n 假设一个信息源能产生的事件序列中的事件取自一个有限事件集，事件集S中的任一事件Si发生的概率为P(Si)都相等，即P(Si
12、)1/S，则 其 所 能 携 带 的 信 息 量 I(Si)定 义 为:I(Si)log2 1/S log2 P(Si)（33）这里P(Si)是信息源产生的事件为Si的概率。等式右边加一负号的目的是保证I(Si）的数值不为负值。定义中用2为底的对数，并规定信息量I(Si)的计量单位为比特（bit）。20哈夫曼编码技术哈夫曼编码技术n 哈夫曼编码属于一种变字长码，把信息源事件按概率大小顺序排列，对出现概率大的信息源事件赋予短码字，而对于概率小的信息源事件赋予长码，只要码字长度按照信息出现的概率大小逆顺序排列，可通过数学证明这一结论：平均码字长度一定小于其它任何事件顺序的排列方式。21哈夫曼编码技
13、术哈夫曼编码技术n 哈夫曼编码一般过程如下：u 1.把事件（消息）按出现的概率由大到小排成一个序列。如P(1)P(2)P(3)P(Sm-1)P(Sm)，即将信息源事件按概率递减顺序排列。u 2.把其中两个最小的概率P(Sm-1)，P(Sm)挑出来，且将事件“1”赋给其中最小的，即P(Sm)1；事件“0”赋给另一稍大的即P(Sm-1)0。22哈夫曼编码技术哈夫曼编码技术u 3.把两个最小概率相加作为新事件的概率，即 求 出 P(Sm-1)，P(Sm)之 和 P(Si):P(Si)=P(Sm-1)十P(Sm)设P(Si)是对应于一个新的消息的概率。u 4.将P(Si)与上面未处理的（m2）个消息P
14、(Sm-2）的概率重新由大到小再排列，构成一个新的概率序列。u 5.重复步骤2），3），4），在每次合并信息源时，将被合并的信源分别赋“0”和“1”直到所有m个事件的概率均已全部合并处理为止。23哈夫曼编码技术哈夫曼编码技术u 6.寻找从每一个信息源事件到概率总和为1处的路径，对每一信息源事件写出“1”、“0”序列（从 树 根 到 信 息 源 事 件 节 点）作 为 码 字。Huffman编码的平均码字长度可以用下列公式求出：这里的ni，为第i个消息事件的码字长度，P(Si)为第i个消息出现的概率。举一例子来说明这一编码过程。24哈夫曼编码技术哈夫曼编码技术图3-5 哈夫曼编码全过程：F25哈
15、夫曼编码技术哈夫曼编码技术n 根据哈夫曼的编码规则，我们得到如表3-2所示：由于8个消息事件A，B，C，H的每个概率为已知，则哈夫曼码的平均长度L可按公式（3-6)计算为：L10.4十3（0.180.10）4（0.10十0.06十0.07）十 5（0.05十 0.04）2.61比 特26哈夫曼编码技术哈夫曼编码技术n 图像的熵H（S）可按公式（3-5)计算为：定义编码效率为熵值H（S）与平均码长L的比值，即：编码效率 （3-7）=2.55/2.61=2.55/2.61 97.8 97.8%哈 夫 曼 编 码 有 它 的 不 足 之 处：必须先得到信息源码元（消息）的统计概率，才能进行编码。折中
16、的方法是根据经验值人为地给出Huffman码表，但这样的编码无法达到最佳。27第第第第4 4 4 4章章章章 数字音频、视频信号的压缩数字音频、视频信号的压缩数字音频、视频信号的压缩数字音频、视频信号的压缩 4 4 4 41 1 1 1压缩编码基础压缩编码基础压缩编码基础压缩编码基础 4 4 4 41 1 1 11 1 1 1 莫尔斯码莫尔斯码莫尔斯码莫尔斯码 电电报报码码:是是采采用用“”和和“”“”来来表表示示2626个个英英文文字字母母的的变变字字长编码。长编码。编码思想编码思想:(1)(1)常常用用字字母母用用短短码码表表示示（如如E E用用“”表表示示,T,T用用“”“”表表示）示）(2)(2)不不常常用用的的字字母母用用长长码码表表示示(如如Z Z用用 “-”“-”表表示示;j j用用“-”“-”表示表示)编码方法：通过变字长编码方式。对常用英文单词进行的大编码方法：通过变字长编码方式。对常用英文单词进行的大量统计。找出各字母出现的概率，最后确定量统计。找出各字母出现的概率，最后确定:28第第第第4 4 4 4章章章章 数字音频、视频信号的压缩数字音频、视频信号的压缩数字音
