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1、掌握1压缩与解压的概念2常用的压缩与解压算法Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望数据压缩的基本原理数据压缩的基本原理原理原理原理原理在多媒体信息中包含大量冗余的信息，在多媒体信息中包含大量冗余的信息，把这些余冗的信息去掉，就实现了压把这些余冗的信息去掉，就实现了压缩。缩。 压缩的实质是数学变换。压缩的实质是数学变换。压缩的实质是数学变换。压缩的实质是数学变换。教学进程教学进程教学进程教学进程压缩压缩压缩压缩教学进程教学进程教学进程教学进程数据压缩编码的重要性数据压缩编码的
2、重要性数据压缩编码的重要性数据压缩编码的重要性 多媒体技术最大难题是海量数据存储与传送电视信号数字化后的数据量。多媒体技术最大难题是海量数据存储与传送电视信号数字化后的数据量。多媒体技术最大难题是海量数据存储与传送电视信号数字化后的数据量。多媒体技术最大难题是海量数据存储与传送电视信号数字化后的数据量。1 1数据量是否等于信息量？数据量是否等于信息量？数据量是否等于信息量？数据量是否等于信息量？I=DduI=Ddu（II信息量，信息量，信息量，信息量，DD数据量，数据量，数据量，数据量，dudu冗余量）冗余量）冗余量）冗余量）2 2dudu在平时说话时是大量存在的在平时说话时是大量存在的在平时
3、说话时是大量存在的在平时说话时是大量存在的以音频、投影、视频以及帧频等多种形式输出多媒体信息以音频、投影、视频以及帧频等多种形式输出多媒体信息以音频、投影、视频以及帧频等多种形式输出多媒体信息以音频、投影、视频以及帧频等多种形式输出多媒体信息3 3中文广播员一分钟读中文广播员一分钟读中文广播员一分钟读中文广播员一分钟读180180个汉字个汉字个汉字个汉字, ,一个汉字两个字节一个汉字两个字节一个汉字两个字节一个汉字两个字节,360,360个个个个ByteByte。采样采样采样采样1 1分钟分钟分钟分钟,8K60=480KByte/,8K60=480KByte/分分分分480Kbyte/360b
4、yte=1000480Kbyte/360byte=1000倍的冗余倍的冗余倍的冗余倍的冗余中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。 图像信息、视频信息的冗余就更大了。图像信息、视频信息的冗余就更大了。图像信息、视频信息的冗余就更大了。图像信息、视频信息的冗余就更大了。 多媒体数据压缩的可能性多媒体数据压缩的可能性多媒体数据压缩的可能性多媒体数据压缩的可能性空间冗余空间冗余空间冗余空间冗余图象中的图象中的图象中的图象中的“A”“A”是一个规则物体。是一个规则物体。是一个规则物体。是一个规则物体
5、。 光的亮度、饱和光的亮度、饱和光的亮度、饱和光的亮度、饱和度及颜色都一样，度及颜色都一样，度及颜色都一样，度及颜色都一样， 因此，数据因此，数据因此，数据因此，数据A A有很大的冗余。有很大的冗余。有很大的冗余。有很大的冗余。空间冗余空间冗余空间冗余空间冗余教学进程教学进程教学进程教学进程A 多媒体数据压缩的可能性多媒体数据压缩的可能性多媒体数据压缩的可能性多媒体数据压缩的可能性时间时间时间时间冗余冗余冗余冗余时间相邻的图象中存在很大的相关性。时间相邻的图象中存在很大的相关性。时间相邻的图象中存在很大的相关性。时间相邻的图象中存在很大的相关性。 数据数据数据数据A A有有有有很大的冗余。很大
6、的冗余。很大的冗余。很大的冗余。时间时间时间时间冗余冗余冗余冗余教学进程教学进程教学进程教学进程AA压缩的指标压缩的指标压缩的指标压缩的指标教学进程教学进程教学进程教学进程信息存储量之比信息存储量之比信息存储量之比信息存储量之比 压缩比压缩比压缩比压缩比1 1压缩算法是否简答？压缩算法是否简答？压缩算法是否简答？压缩算法是否简答？2 2恢复效果如何？恢复效果如何？恢复效果如何？恢复效果如何？3 3按压缩方法分按压缩方法分:(1).有失真（损）压缩有失真（损）压缩(2).无失真（损）压缩无失真（损）压缩多媒体数据压缩方法的分类多媒体数据压缩方法的分类多媒体数据压缩方法的分类多媒体数据压缩方法的分
7、类教学进程教学进程教学进程教学进程原理原理原理原理在变字长编码中，对于出现概率大的信息在变字长编码中，对于出现概率大的信息符号，编以短字长的码符号，编以短字长的码,对于出现概率小对于出现概率小的信息符号编以长字长的码，如果码字长的信息符号编以长字长的码，如果码字长度严格按照符号概率的大小的相反顺序排度严格按照符号概率的大小的相反顺序排列，则平均码字长一定小于按任何其他符列，则平均码字长一定小于按任何其他符号顺序排列方式得到的码字长度。号顺序排列方式得到的码字长度。变长编码变长编码变长编码变长编码教学进程教学进程教学进程教学进程原理原理原理原理最佳的平均码字长度最佳的平均码字长度:其中：其中：P
8、(ai)是信源符号是信源符号ai出现的概率；出现的概率；ni是符号是符号ai的编码长度。的编码长度。变长编码变长编码变长编码变长编码教学进程教学进程教学进程教学进程HuffmanHuffman编码编码编码编码(1).把信源符号按概率大小顺序排列，并设法按逆次把信源符号按概率大小顺序排列，并设法按逆次序分配码字的长度。序分配码字的长度。(2).在分配码字长度时，首先将出现概率最小的两个在分配码字长度时，首先将出现概率最小的两个符号的概率相加合成一个概率。符号的概率相加合成一个概率。(3).把这个合成概率看成是一个新组合符号地概率，把这个合成概率看成是一个新组合符号地概率，重复上述做法直到最后只剩
9、下两个符号概率为止。重复上述做法直到最后只剩下两个符号概率为止。(4).完成以上概率顺序排列后，再反过来逐步向前进完成以上概率顺序排列后，再反过来逐步向前进行编码，每一次有三个分支各赋予一个二进制码，可以行编码，每一次有三个分支各赋予一个二进制码，可以对概率大的赋为零，概率小的赋为对概率大的赋为零，概率小的赋为1。变长编码变长编码变长编码变长编码教学进程教学进程教学进程教学进程HuffmanHuffman编码编码编码编码变长编码变长编码变长编码变长编码教学进程教学进程教学进程教学进程a10.2001a20.1900a30.18111a40.17110a50.15101a60.101001a70
10、.01100010111000.3900.35 10.2600.1100.611HuffmanHuffman编码实例编码实例编码实例编码实例变长编码变长编码变长编码变长编码教学进程教学进程教学进程教学进程信源有四个符号： X a1 a2 a3 a4 1/2 1/4 1/8 1/800001a1a211a3a410110111码树结构平均码长：L= (1/2) 1+(1/4) 2+(1/8) 6 = 1.75 bit/字符变长编码变长编码变长编码变长编码教学进程教学进程教学进程教学进程Huffman 编码字长参差不齐Huffman编码在信源编码概率分布不均 匀时效率高，所以效率比较均匀时，不用H
11、uffman编码。原理原理原理原理 如果有一个数，原模型能够精确的如果有一个数，原模型能够精确的产生数据源，就不需要传输了。产生数据源，就不需要传输了。模型 利用以往的样本数据 对新样本值进行预测 将预测值与实际值相差，进行编码 这时差值很少，可以减少编码码位预测编码预测编码预测编码预测编码教学进程教学进程教学进程教学进程原理原理原理原理变换编码是进行一种函数变换，映射变换从信号域变换到另一个信号域。变换编码变换编码变换编码变换编码教学进程教学进程教学进程教学进程信源序列信源序列变换变换变换域采样变换域采样量化编码量化编码存储和传输存储和传输译码译码填空填空反变换反变换再现序列再现序列原理原理
12、变换编码是进行一种函数变换，映射变换从信号域变换到另一个信号域。变换编码变换编码变换编码变换编码教学进程教学进程教学进程教学进程 教学进程教学进程教学进程教学进程习题习题习题习题图像序列中的两幅相邻图像图像序列中的两幅相邻图像,后一幅图后一幅图像与前一幅图像之间有较大的相关像与前一幅图像之间有较大的相关,这这是是。（A）空间冗余）空间冗余（B）时间冗余）时间冗余(C)信息熵冗余信息熵冗余（D）视觉冗余）视觉冗余 教学进程教学进程教学进程教学进程习题习题习题习题信源符号及其概率如下信源符号及其概率如下:aa1a2a3a4a5p(a)0.50.250.1250.06250.0625求其求其Huffman编码编码,及平均码长。及平均码长。
