第2章多媒体技术基础

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1、第2章多媒体技术基础2学时2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理1、多媒体的数据量、信息量和冗余量数据压缩的对象是数据，数据是信息的载体，用来记录和传送信息。真正冇用的不是数据本身，而是数据所携带的信息。冗余是指信息存在的各种性质的多余度。信息虽与数据虽的关系可以表示为：数据量=信息量+数据兀余数据压缩的目的——尽量减小数据冗余量，尽量保留主要信息量。多媒体数据表示中存在着大量的冗余，多媒体数据压缩技术就是利川多媒体数据的兀余性来减少多媒体数据量的方法。常见多媒体数据兀余类型如下：（1）空间冗余--幅图像表面上各釆样点的颜

2、色之问往往存在着空间连贯性结论：图像数据中经常存在的一种冗余，如规则物体和规则背景（像素相关性强）。（2）时间冗余＞结论：视频和音频中存在的、在时间尺度上相关的一种冗余，如相邻帧之间像素的相关性；语音的连续和渐变过程。＞注意：空间冗余和时间冗余，存在大量的统计特征重复，因此称为统计冗余（3）信息爛冗余也称为编码冗余，是指数据所携带的信息量少于数据本身而反映出来的数据兀余。例如:口然界的很多状态不对能正好用2的整数次幕来表示，这样就会造成编码冗余。（4）视觉冗余集人类听觉的频率范围为20Hz〜20kH/最人类视觉的灰度分辨能力估计为26

3、等级，而一般图像采用的是28灰度等级。结论：人类的感觉系统由于受生理特性的限制，对于多媒体数据的某些变化（如失真）并不是都能感知的，这类冗余称为视/听觉冗余。（5）结构冗余有些图像存在着非常强的纹理结构，我们称它们在结构上存在兀余。例如，布纹图像和草席图像。＞图像的某个区域中存在着非常强的纹理结构。（6）知识兀余举例：成语、人脸的图像有固定的结构。结论：这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到，我们称此类冗余为知识兀余。2丄2数据压缩方法的分类压缩处理一般是由两个过程组成：-•是编码过程，即将原始数据经过编码进行压缩，以便存储与传输

4、；二是解码过程，此过程对编码数据进行解码，还原为可以使用的数据。数据压缩可分为两种类型：一种叫做无损压缩，另一种叫做有损压缩。无损压缩（兀余压缩、爛编码）法：无损压缩法去掉或减少了数据屮的兀余量，但这些兀余量是可以重新恢复的，因此，无损压缩是对逆的过程。例如：压缩软件WinRAR应用。注意：无损压缩特点是压缩比小。第2章多媒体技术基础2学时2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理1、多媒体的数据量、信息量和冗余量数据压缩的对象是数据，数据是信息的载体，用来记录和传送信息。真正冇用的不是数据本身，而是数据所携带的信息。冗余是指

5、信息存在的各种性质的多余度。信息虽与数据虽的关系可以表示为：数据量=信息量+数据兀余数据压缩的目的——尽量减小数据冗余量，尽量保留主要信息量。多媒体数据表示中存在着大量的冗余，多媒体数据压缩技术就是利川多媒体数据的兀余性来减少多媒体数据量的方法。常见多媒体数据兀余类型如下：（1）空间冗余--幅图像表面上各釆样点的颜色之问往往存在着空间连贯性结论：图像数据中经常存在的一种冗余，如规则物体和规则背景（像素相关性强）。（2）时间冗余＞结论：视频和音频中存在的、在时间尺度上相关的一种冗余，如相邻帧之间像素的相关性；语音的连续和渐变过程。＞注意

6、：空间冗余和时间冗余，存在大量的统计特征重复，因此称为统计冗余（3）信息爛冗余也称为编码冗余，是指数据所携带的信息量少于数据本身而反映出来的数据兀余。例如:口然界的很多状态不对能正好用2的整数次幕来表示，这样就会造成编码冗余。（4）视觉冗余集人类听觉的频率范围为20Hz〜20kH/最人类视觉的灰度分辨能力估计为26等级，而一般图像采用的是28灰度等级。结论：人类的感觉系统由于受生理特性的限制，对于多媒体数据的某些变化（如失真）并不是都能感知的，这类冗余称为视/听觉冗余。（5）结构冗余有些图像存在着非常强的纹理结构，我们称它们在结构上存

7、在兀余。例如，布纹图像和草席图像。＞图像的某个区域中存在着非常强的纹理结构。（6）知识兀余举例：成语、人脸的图像有固定的结构。结论：这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到，我们称此类冗余为知识兀余。2丄2数据压缩方法的分类压缩处理一般是由两个过程组成：-•是编码过程，即将原始数据经过编码进行压缩，以便存储与传输；二是解码过程，此过程对编码数据进行解码，还原为可以使用的数据。数据压缩可分为两种类型：一种叫做无损压缩，另一种叫做有损压缩。无损压缩（兀余压缩、爛编码）法：无损压缩法去掉或减少了数据屮的兀余量，但这些兀余量是可以重新恢复的

8、，因此，无损压缩是对逆的过程。例如：压缩软件WinRAR应用。注意：无损压缩特点是压缩比小。无损压缩法不会产生失真，在多媒体技术中一般用于文本数据的压缩。常见的例了是磁盘压缩。其原理是统计压缩数据屮的兀余(重复的数据)部