第二章 多媒体技术基础_1new

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1、第二章多媒体技术基础（4学时）主要讲授内容数据压缩技术（重点、难点）主讲：张润图形与图像处理技术65783329（O）zrun@cuc.edu.cn本次课讲授内容简介（2学时）本次课讲授内容（2学时）1．数据压缩的基本原理和方法（重点）1．数据压缩的基本原理和方法（重点）2．数据压缩算法的分类和综合评价指标2．数据压缩算法的分类和综合评价指标3．数据压缩编码标准（难点）3．数据压缩编码标准（难点）第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理2.1.1数据压缩的基本原理©问题：为什么多媒体数据压缩具有必要性？假设以实际生活带宽1

2、Mb/s计算传输用时：©剖析：4.7×1024×8/1=38502.4（秒）≈10.7（小时）（1）以传输为例，下一代Internet能承之重吗？（2）多媒体数据存储、处理方面的例子更是不胜枚举。我国第一个下一代Internet于2004年12月建成开通，主干网传输速度可以达到每秒10Gb，也就是©结论：说理论上一部4.7GB的DVD电影可以在4秒内传输完因为多媒体数据的存储、处理和传输全面告急，成。好象很美好啊！？而现实中……所以多媒体数据的压缩是非常必要的！1第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理2.1.1数据压缩的

3、基本原理©问题：为什么多媒体数据压缩具有可行性？©问题：多媒体数据量、信息量和冗余量的关系©剖析：是什么？举例（耳听为虚，眼见为实）©剖析：©结论：回顾多媒体数据压缩的可行性（1）多媒体数据存在冗余©结论：（2）人类感官的局限性数据量=信息量+冗余量X注意：多媒体数据处理的关键问题——数据压缩X注意：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。第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理2.1.1数据压缩的基本原理©问题：多媒体数据的冗余类型有哪些？©问题：什么是空间冗余？©剖析：©剖析：（各冗余类型的含义随后讲

4、述）©结论：空间冗余、时间冗余、信息熵冗余、结构冗余、知识冗余、视/听觉冗余。©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）。第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理2.1.1数据压缩的基本原理©问题：什么是时间冗余？©问题：什么是信息熵冗余（编码冗余）？©剖析：©剖析：请观看视频。数据量=信息量+冗余量©结论：©结论：视频和音频中存在的、在时间尺度上相关的一种（1）熵（entropy）定义为信源的平均信息量。冗余，如相邻帧之间像素的相关性；语音的连续和（2）数据所携带的信息量少于数据本身（数据

5、量）渐变过程。而造成的冗余。X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。2第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.1数据压缩的基本原理2.1.1数据压缩的基本原理©问题：什么是结构冗余？©问题：什么是知识冗余？©剖析：©剖析：举例：人脸的图像有固定的结构。©结论：某些规律性的对象可由先验知识和背景知识得到（理解），称此类冗余为知识冗余。©结论：图像的某个区域中存在着非常强的纹理结构。第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述本次课讲授内容（2学时）2.1.1数据压缩的基本原理©问题：什么是视/听觉冗余？©剖析：1．数

6、据压缩的基本原理和方法（重点）（1）人类听觉的频率范围为20Hz～20kHz；2．数据压缩算法的分类和综合评价指标（2）人类视觉的灰度分辨能力估计为26等级，3．数据压缩编码标准（难点）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。第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.2数据压缩方法的分类2.1.2数据压缩方法的分类©问题：数据压缩方法的分类有哪些？©问题：什么是无损压缩（冗余压缩、熵编码）法？©剖析：©剖析：（各类压缩方法的含义随后

7、讲述）压缩软件WinRAR应用举例。©结论：©结论：无损压缩法去掉或减少了数据中的冗余量，但这（1）无损压缩法些冗余量是可以重新恢复的，因此，无损压缩是可（2）有损压缩法逆的过程。（3）对称/非对称压缩X注意：无损压缩特点是压缩比小，但可逆。3第2章多媒体技术基础第2章多媒体技术基础2.1数据压缩技术概述2.1数据压缩技术概述2.1.2数据压缩方法的分类2.1.3数据压缩算法的评价指标©问题：什么