第八章 数字媒体压缩技术.ppt.convertor

《第八章 数字媒体压缩技术.ppt.convertor》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、许昌网站建设第八章数字媒体压缩技术华中师范大学清华大学出版社第八章数字媒体压缩技术8.1数据压缩及分类8.1.1压缩的可能性与信息冗余8.1.2数据压缩分类8.2通用的数据压缩技术8.2.1编码的理论基础8.2.2霍夫曼编码8.2.3行程编码8.2.4词典编码8.2.5脉冲编码调制8.2.6增量调制（DM）8.2.7差分脉冲编码调制第八章数字媒体压缩技术8.3数字媒体压缩标准8.3.1声音压缩标准8.3.2图像压缩标准8.3.3运动图象压缩标准8.3.3.1MPEG标准8.3.3.2H.26X系列视频标准8.3.3.3AVS标准8.1.1压缩的可能

2、性与信息冗余数据能够被压缩的主要原因在于媒体数据中存在数据的信息冗余。信息量包含在数据之中，一般的数据冗余主要体现在：空间冗余结构冗余时间冗余视觉冗余知识冗余信息熵冗余数据压缩分类按信息压缩前后比较是否有损失进行划分按信息压缩前后比较是否有损失，可以划分有损压缩和无损压缩。无损压缩指使用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据完全相同。常用的无损压缩算法有霍夫曼(Huffman)算法和LZW算法。有损压缩是指使用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息造成误解。按数据压缩编码的原理和方法进行划分按

3、数据压缩编码的原理和方法可划分为统计编码，主要针对无记忆信源，根据信息码字出现概率的分布特征而进行压缩编码，寻找概率与码字长度间的最优匹配。许昌网站建设许昌网站建设预测编码是利用空间中相邻数据的相关性来进行压缩数据的。变换编码是将图像时域信号转换为频域信号进行处理。分析—合成编码是指通过对源数据的分析，将其分解成一系列更适合于表示的“基元”或从中提取若干更为本质意义的参数，编码仅对这些基本单元或特征参数进行。按照媒体的类型进行压缩划分图像压缩标准声音压缩标准运动图象压缩标准8.2通用的数据压缩技术通用的数据压缩技术：行程编码字典编码熵编码等PCMD

4、MDPCM通用的压缩方法具有压缩比低、通用性强等特点8.2.1编码的理论基础数据压缩技术的理论基础是信息论。根据信息论的原理，可以找到最佳数据压缩编码方法，数据压缩的理论极限是信息熵。熵是信息量的度量方法，它表示某一事件出现的消息越多，事件发生的可能性就越小，数学上就是概率越小。信息与信息量信息量是指信源中某种事件的信息度量或含量。一个事件出现的可能性愈小，其信息量愈多，反之亦然。若pi为第i个事件的概率为0≤pi≤1，则该事件的信息量为一个信源包括的所有数据叫数据量，而数据量中包含有冗余信息。信息量=数据量-冗余量信息熵信息熵就是将信源所有可能事

5、件的信息量的平均。设从N个数中选定任一个数xj的概率为p(xj)，假定选定任意一个数的概率都相等，即p(xj)＝1/N，则I(xj)＝log2N＝-log21/N＝-log2p(xj)=I[p(xj)]上式中，p(xj)是信源X发出xj的概率。I(xj)的含义是信源X发出xj这个消息（随机事件）后，接收端收到信息量的量度。信息熵(续)信源X发出的xj(j=1,2,…,n)共n个随机事件的信息量的统计平均，即H(X)=E{I(xj)}=H(X)称为信源X的“熵”，即信源X发出任意一个随机变量的平均信息量。其中，等概率事件的熵最大，假设有N个事件，此时

6、熵为：H(X)＝＝信息熵(续)许昌网站建设许昌网站建设当P(x1)＝1时，P(x2)＝P(x3)＝…＝P(xj)＝0，此时熵为H(X)＝－P(x1)＝0由上可得熵的范围为：0≤H(X)≤信息熵(续)在编码中用熵值来衡量是否为最佳编码。若以Lc表示编码器输出码字的平均码长，其计算公式为：Lc＝（j=1,2,…,n）其中：P(xj)是信源X发出xj的概率，L(xj)为xj的编码长。信息熵(续)平均码长与信息熵之间的关系为：Lc≥H(X)有冗余，不是最佳。Lc＜H(X)不可能。Lc＝H(X)最佳编码（Lc稍大于H(X)）熵值为平均码长Lc的下限。8.2.

7、2霍夫曼编码霍夫曼编码（Huffman）是运用信息熵原理的一种无损编码方法，这种编码方法根据源数据各信号发生的概率进行编码。在源数据中出现概率大的信号，分配的码字越短；出现概率越小的信号，其码字越长，从而达到用尽可能少的码表示源数据。霍夫曼编码的算法初始化，根据符号概率的大小顺序对符号进行排序。把概率最小的两个符号组成一个新符号（节点），即新符号的概率等于这两个符号概率之和。重复第2步，直到形成一个符号为止（树），其概率和等于1。分配码字。码字分配从最后一步开始反向进行，即从最后两个概率开始逐渐向前进行编码，对于每次相加的两个概率，给概率大的赋“0

8、”，概率小的赋“1”（也可以全部相反，如果两个概率相等，则从中任选一个赋“0”，另一个赋“1”）。霍夫曼编码构造出来的编码