多媒体技术_ch3

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1、第三章多媒体数据压缩第三章多媒体数据压缩主讲：薛安荣主讲：薛安荣计算机学院计算机科学系计算机学院计算机科学系3.1数据压缩的基本原理和方法3.1数据压缩的基本原理和方法3.1数据压缩的基本原理和方法3.1数据压缩的基本原理和方法••压缩的必要性压缩的必要性音频、视频的数据量很大，如果不进行处音频、视频的数据量很大，如果不进行处理，计算机系统几乎无法对它进行存取和交换。理，计算机系统几乎无法对它进行存取和交换。例如，例如，9090分钟的电视分钟的电视(800(800××600600的真彩色图的真彩色

2、图像（像（24b/24b/像素）像素）))，数据量约为，数据量约为800800××600600××33××3030××9090××60=1.44M/60=1.44M/帧×帧×3030××5400=43.2M/5400=43.2M/秒×秒×5400=233280MB=233GB5400=233280MB=233GB。若要达到每秒。若要达到每秒3030帧的全动态显示要求，每秒所需的数据量为帧的全动态显示要求，每秒所需的数据量为43.2MB43.2MB，而且要求系统的数据传输率必须达到，而且要求系统的数

3、据传输率必须达到43.2MB/s43.2MB/s。。对于声音也是如此，若采用对于声音也是如此，若采用16b16b样值的样值的PCMPCM编码，采样速率选为编码，采样速率选为44.1kH44.1kHZZ，则双声道立体声声，则双声道立体声声音每秒将有音每秒将有176KB176KB的数据量。的数据量。3.1数据压缩的基本原理和方法3.1数据压缩的基本原理和方法视频、图像、声音有很大的压缩潜力视频、图像、声音有很大的压缩潜力信息论认为：若信源编码的熵大于信源的实信息论认为：若信源编码的熵大于信源的实际熵，

4、该信源中一定存在冗余度。际熵，该信源中一定存在冗余度。原始信源的数据存在着很多冗余度：空间冗原始信源的数据存在着很多冗余度：空间冗余、时间冗余、视觉冗余、听觉冗余等。余、时间冗余、视觉冗余、听觉冗余等。3.1.13.1.1数据压缩技术的性能指标3.1.1数据压缩技术的性能指标数据压缩技术的性能指标节省图象或视频的存储容量，增加访节省图象或视频的存储容量，增加访问速度，使数字视频能在问速度，使数字视频能在PCPC机上实现，需机上实现，需要进行视频和图象的压缩。要进行视频和图象的压缩。有三个关键参数评

5、价一个压缩系统有三个关键参数评价一个压缩系统••压缩比压缩比••图象质量图象质量••压缩和解压的速度压缩和解压的速度另外也必须考虑每个压缩算法所需的硬另外也必须考虑每个压缩算法所需的硬件和软件。件和软件。3.1.13.1.1数据压缩技术的性能指标3.1.1数据压缩技术的性能指标数据压缩技术的性能指标11．压缩比．压缩比压缩性能常常用压缩比定义（输入数据和压缩性能常常用压缩比定义（输入数据和输出数据比）输出数据比）例：例：512512××480480，，24bit/pixel(bpp)24bit/p

6、ixel(bpp)输出输出15000byte15000byte输入＝输入＝737280byte737280byte压缩比＝压缩比＝737280/15000737280/15000＝＝49493.1.13.1.1数据压缩技术的性能指标3.1.1数据压缩技术的性能指标数据压缩技术的性能指标22．图象质量．图象质量压缩方法：无损压缩（图象质量不变）压缩方法：无损压缩（图象质量不变）有损压缩有损压缩有损压缩：失真情况很难量化，只能对测试的图象有损压缩：失真情况很难量化，只能对测试的图象进行估计。进行估计。

7、模拟图象质量的指标：信噪比、分辨率、颜色错，模拟图象质量的指标：信噪比、分辨率、颜色错，但必须在观察了实际图象以后但必须在观察了实际图象以后。。3.1.13.1.1数据压缩技术的性能指标3.1.1数据压缩技术的性能指标数据压缩技术的性能指标33．压缩解压速度．压缩解压速度在许多应用中，压缩和解压可能不同在许多应用中，压缩和解压可能不同时用，在不同的位置不同的系统中。所时用，在不同的位置不同的系统中。所以，压缩、解压速度分别估计。以，压缩、解压速度分别估计。静态图象中，压缩速度没有解压速度严静态图象

8、中，压缩速度没有解压速度严格；动态图象中，压缩、解压速度都有要格；动态图象中，压缩、解压速度都有要求，因为需实时地从摄像机或求，因为需实时地从摄像机或VCRVCR中抓取中抓取动态视频。动态视频。3.1.13.1.1数据压缩技术的性能指标3.1.1数据压缩技术的性能指标数据压缩技术的性能指标44．硬软件系统．硬软件系统有些压缩解压工作可用软件实现。设有些压缩解压工作可用软件实现。设计系统时必须充分考虑：计系统时必须充分考虑：算法复杂－压缩解压过程长算法复杂－压缩解压过程长算法简单－压