数字图像处理技术ppt、图像数据压缩

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1、第五章图像数据压缩1.信息传输方式发生了很大的改变通信方式的改变文字+语音图像+文字+语音通信对象的改变人与人人与机器，机器与机器5.1概述：图像编码的研究背景5.1概述：图像编码的研究背景数码图像的普及，导致了数据量的庞大。图像的传输与存储，必须解决图像数据的压缩问题。2.图像传输与存储需要的信息量空间：1）彩色视频信息对于电视画面的分辨率640*480的彩色图像，每秒30帧，则一秒钟的数据量为：640*480*3*8*30=221.12M所以播放时，需要221Mbps的通信回路。存储时，1张CD可存640M，则仅可以存放2.89秒的数据。5.1概述：图像编码

2、的研究背景2.图像传输与存储需要的信息量空间：2）传真数据如果只传送2值图像，以200dpi（点/英寸）的分辨率传输，一张A4稿纸的内容的数据量为：1654（行点数）*2337（行数）*1=3888768bit=390K按14.4K的电话线传输速率，需要传送的时间是：270秒（4.5分）5.1概述：图像编码的研究背景图像压缩的必要性：由于通信方式和通信对象的改变带来的最大问题是：传输带宽、速度、存储器容量的限制。给我们带来的一个难题，也给了我们一个机会：如何用软件的手段来解决硬件上的物理极限。5.1概述：图像编码的研究背景5.1概述：图像通信系统模型图像信息源图像预

3、处理图像信源编码信道编码调制信道传输解调信道解码图像信源解码显示图像5.1概述：图像压缩的可能性3.图像压缩的可能性（1）冗余度的概念对于描述一幅图像所需要的最少信息之外的多余信息，称为冗余度。一般图像中都含有冗余度，去除图像里的冗余度便完成了数据压缩5.1概述：图像压缩的可能性在下面的例子中，用一种最简的方式来发送一封电报：结论：只要接收端不会产生误解，就可以减少承载信息的数据量。你的妻子，Helen，将于明天晚上6点零5分在上海的虹桥机场接你。(23*2+10=56个半角字符)你的妻子将于明天晚上6点零5分在虹桥机场接你。(20*2+3=43个半角字符）He

4、len将于明晚6点在虹桥接你。(10*2+7=27个半角字符）5.1概述：图像压缩的可能性描述语言1）“这是一幅2*2的图像，图像的第一个像素是红的，第二个像素是红的，第三个像素是红的，第四个像素是红的”。2）“这是一幅2*2的图像，整幅图都是红色的”。由此我们知道，整理图像的描述方法可以达到压缩的目的。5.1概述：图像压缩的可能性图像冗余无损压缩的原理RGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGB16RGB（采用8级量化）从原来的16*3*8=284bits压缩为：(1+3)*8=32bits5.1概述：图像压缩的

5、可能性图像冗余有损压缩的原理363534343434343234343337303434343434343434353434313434343434343434343434343434343434343434343434343425345.1概述：图像压缩的可能性实际图像中冗余信息的表现（灰度图）5.1概述：图像压缩的可能性图像的视觉冗余（彩色）RGB2488822*2*2=242=16,777,216(248,27,4)(251,32,15)(248,27,4)(248,27,4)256级量化5.1概述：图像压缩的可能性图像冗余信息分析结论由于一幅图像存在数据冗余

6、和主观视觉冗余，我们的压缩方式就是从这两方面着手来开展的。1）因为有数据冗余，当我们将图像信息的描述方式改变之后，可以压缩掉这些冗余。2）因为有主观视觉冗余，当我们忽略一些视觉不太明显的微小差异，可以进行所谓的“有损”压缩。5.1概述：图像压缩的分类4.图像压缩的分类以图像信息保真为出发点，图像压缩技术分两种：1）冗余度压缩又称为无损压缩或无失真压缩。2）熵压缩又称为有损压缩。5.1概述：图像压缩保真度准则5.图像压缩保真度准则保真度准则即压缩后图像质量评价的标准，分两种：1）客观保真度准则压缩前后图像之间的均方根误差或均方根信噪比。2）主观保真度准则以人的视觉为主

7、，来评价图像的质量。5.1概述：图像压缩术语6.编码器的若干知识如图为一编码器的示意图，输入X为信号单元；输出W为代码，Wi为码字；A是构成码字的符号集合，其元素称为码元。编码器的作用：（1）用符号集合A中的符号构成代码W（2）建立输入X和输出W的对应关系编码器X={x1,…,xn}w={w1,…,wn}A={a1,…,an}5.1概述：图像压缩术语（1）独立信源的熵设信源符号表为{X1,X2,……,Xq}，出现的概率分别为{P(X1),P(X2),……,P(Xq)}，则信源的熵为5.1概述：图像压缩术语（2）香农无干扰编码理论在无干扰条件下，总存在一种无失真编