数字通信文献综述

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1、数字图像压缩编码方法的研究文献综述通信1203纪旻雁201203010306一、研究背景及动态随着现代通信技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术和网络技术的不断发展，目前通信业务己从电话、传真数据转变到能够提供视觉信息的会议电视、可视电话和以数字视频为主要内容的各种类型的多媒体通信。基于以上发展的需要，必须大量的对各种静止阁像和活动阁像进行存储、记录和传输。因此，为了提高信道利用率和在有限的信道容量下传输更多的图像信息，必须对数字图像的数据进行有效的压缩。因而数字图像的数据压缩在数字图像传输中发挥着关键

2、性的作用。1.1数字图像通信及图像压缩编码的进展自从脉冲编码调制(PCM)原理提出以来，阁像通信和阁像编码开始其数字制式的发展历史。阁像编码在50和60年代进行的研究限于帧内编码:预测法、亚抽样/闪擂SZ原、图像的统计特性和视觉特性等。从60年代末起，变换法(Fourier，余弦，Walsh—Hadamard，Haar等)和其他方法陆续提出，并对帧间编码做了初步探讨。进人80年代后，研究重点转向活动图像的帧间编码，发展Y很多新方法(如位移估值技术)。1969年举行首届“图像编码会议”(pictureCodi

3、ngsymposium,简写PCS)表明图像编码作为一个独立学科出现于通信界。1988年召开的“64千比特/秒活动阉像编码工作会议”和“商清晰度电视工作会议”标志着阁像编码及数字图像通信开始进人“成年期”。过去四十年(特别是近十年)万的研究成果，已成熟到足以解决各类图像的数字通信向题。这当然，一些新的图像编码方法正方兴未艾，如子带编码、塔形编码、小波编码，还有模型法编码，分型编码以及应用神经网络等等。1.2图像信息压缩技术的标准化动向从20世纪40年代末开始，图像编码技水己经走过了半个多世纪的发展历程。采用

4、髙效编码来减少其信息量是图像数字化吋代的必然趋势。这几年来，图像编码的国际标准化步伐很快，今后，不但要制定各单独媒体的标准，而且要解决不同媒体间的相互联接闷题［5』。标准化是图像编码普及的必经之路，最低限度的标准化应该具有可以相互交换信息的机制。1.静止阁像编码标准1986年，CCITT设立了一个专门研讨静止图像编码方式的NIC(NewImageCommunication,新型罔像通信)小组，与ISO共同成立了联合专家组JPEG(JointPhotographicExpertsGroup)，进行静止图像编码

5、方式标准化的研讨。他们定义了连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法，即JPEG算法。JPEG算法被确定为JPEG国际标准，他是国际上彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准。。2.运动图像编码标准MPEG是动态图像专家组(MovingPicturesExpertsGroup)的英文缩写，负责数字视频、咅频和其他媒体的压缩、解压缩，处理和表示等国际技术标准的制定工作，成立于1988年。现今所泛指的MPEG-X版本，是指一组由国际电信联盟(ITU)和国际标准化组织(ISO)制定并发布的音、视频数据的压缩

6、标准。3.其他相关技术的标准化问题为了能使会议电视和可视电话作为系统来相互连接，语咅编码就必须标准化。关于语咅编码标准化问题，宽带语音的48/56/64kb/s编码标准己完成，16kb/s编码标准尚在研讨之巾;为了实现语音、图像、数据、系统控制等信号的复用，其复用帧的结构就必须称准化;为了能使各种各样的终端没备能相互识别对方所具有的功能，以便按最大的共同功能来通信，通信步骤就必须标准化。此外，会议电视和可视电话的终端机器也要标准化等。二、数字图像压缩编码方法間紐缩无损丁＜缩有损压缩IH--LempelZew

7、预測编码变換编码■Huffman编—K程编码—算数编码混合编码•JPEGMPEGPX64I:数据压缩方法分类目前常用的数字图像压缩编码方法可分为两大类：一是冗余压缩法，也称无损压缩法：另一类是熵压缩法，也称有损压缩法，如图1所示。无损压缩的算法删除的仅仅是冗余的信息，因此可以在解压缩的时精确的恢复原阁像。有损压缩的算法把不相干的信息也删除了，解压缩时只能对阁像进行近似的重构，而不能精确的fi原，所以有损压缩的算法可以达到更高的压缩比。压缩比随编码方法的不同差别较大。2.1预测编码在图像屮，相邻像素通常在灰度

8、上存在较大的相关性，因此，阁像屮某一像素的灰度可以用邻近的若干个像素的灰度来估计。只对实际值和预测值的差进行编码和传输。因为预测编码是根据信号的一些已知情况，预测信号可能发生的情况，所以预测吋有误差，如果预测比较准确，误差就较小，预测编码就能达到压缩数据的目的。预测编码技术在图像信号统计学和人类观察压缩的图像数据7/面都有优点。典型预测编码的压缩算法有：DPM（差分脉冲调制）和ADPCM（自适应差分脉冲调制）。2