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《第9(2)章-图像编码方法new》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、第十二章图像编码(压缩)方法学习目的要求1、掌握预测编码原理和差值脉冲码调制(DPCM)编码方法2、掌握变换编码原理与方法3、了解国际编码标准空域与频域方法：直接对像素在图像空间进行操作，称为空域方法；基于图像变换的编码方法，称为频域方法。12.1预测编码°基本思想：预测编码技术的基本思想是减少或去掉相邻像素间的相关性和冗余性，通过相邻像素取值，可以预测一个像素的大概情况。°基本原理：因为相邻像素取值的相关性，后一个像素的灰度可以由前面像素灰度预测，编码仅仅对预测值和实际值的误差(称为预测误差)编码，这种对预测误差进
2、行编码的技术称为差分脉冲编码调制(DPCM)。由于只对新信息编码，这样就可以减少码长，必然压缩其平均码长。°分类：预测编码方法可分“有损预测编码”和“无损预测编码”两大类。12.1.1无损预测编码已知：一个序列{}f(0),f(1),LLf(m−1),f(m),LL，假设现在编码编到第f(m)项，设该项以前的项解码后序列为：{''}LL,f(m−2),f(m−1)(12-1)第1步：预测。f(m)的可以有前面的解码值来估计：fˆ(m)=p[f'(m−1),f'(m−2),LL](12-2)其中p[•]是预测函数。预测
3、误差定义为：e(m)≡f(m)−fˆ(m)(12-3)对于无损预测编码压缩，上式四舍五入取正，则预测误差e(m)是整数，直接对e(m)进行无失真编码，如熵编码。并且由于无失真原因，上式应改写成下式：fˆ(m)=p[f(m−1),f(m−2),LL](12-4)第2步：编码。对预测误差e(m)编码。第3步：解码。f(m)解码值是：'f(m)=fˆ(m)+e(m)(12-5)以上过程如此递推。1而f(m)实际值是：f(m)=fˆ(m)+e(m)(12-6)编码误差：'δ(m)≡f(m)−f(m)=0(12-7)输入图像f
4、(m)e(m)压缩图像+∑熵编码−fˆ(m)压缩预测器取整图12-1无损预测编码系统12.1.2有损预测编码已知：一个序列{}f(0),f(1),LLf(m−1),f(m),LL，假设现在编码编到第f(m)项，设该项以前的项解码后序列为：{''}LL,f(m−2),f(m−1)(12-8)第1步：预测。f(m)的可以有前面的解码值来估计：fˆ(m)=p[f'(m−1),f'(m−2),LL](12-9)其中p[•]是预测函数。预测误差定义为：e(m)≡f(m)−fˆ(m)(12-10)对于有损预测编码压缩，还要对预测
5、误差e(m)进行“量化”后再编码。第2步：量化。e(m)是量化器输入，e’(m)是量化器输出。'[e(m)≡qe(m)](其中q[•]是量化方案)(12-11)第3步：编码。对预测误差e’(m)编码。第4步：解码。f(m)解码值是：''f(m)=fˆ(m)+e(m)(12-12)以上过程如此递推。而f(m)实际值是：f(m)=fˆ(m)+e(m)(12-13)编码误差：''δ(m)≡f(m)−f(m)=e(m)−e(m)(12-14)2e(m)'输入图像+e(m)压缩图像∑量化器编码器f(m)'f(m)∑+预测器fˆ
6、(m)+压缩''e(m)f(m)压缩图像解压图像+∑解码器fˆ(m)+预测器解压有损预测编码系统图12-2有损预测编码系统无损预测编码:预测：fˆ(m)=p[f(m−1),f(m−2),LL]编码：e(m)≡f(m)−fˆ(m)'解码：f(m)=fˆ(m)+e(m)'误差：δ(m)≡f(m)−f(m)=0有损预测编码：''预测：fˆ(m)=p[f(m−1),f(m−2),LL]预测误差：e(m)≡f(m)−fˆ(m)'量化：e(m)≡q[e(m)]'编码：e(m)''解码：f(m)=fˆ(m)+e(m)''误差：δ(
7、m)≡f(m)−f(m)=e(m)−e(m)[结论]3(a)预测编码系统主要由预测器、量化器和编码器组成；有损与无损预测编码系统相比，主要是增加了量化器；(b)由于量化器存在量化误差，因此带量化器的预测系统是有损预测编码。有损预测编码误差正好等于量化误差，设计合适的量化方案，可以达到所要的编码精度。(c)量化器直接预测误差进行无失真编码，通常采用熵编码(通常是Huffman编码)；预测误差熵编码的步骤：建立码表和编码。Å建立码表：若对差分图像所有灰度建立码表，则项数较多。通常采用一个通用码表，节省建立专用码表时间，由
8、此带来压缩比损失较小；Ç编码：通常对－16~16采用Huffman编码，其他直接用前缀＋实际灰度值。例12-1．一个有损预测编码例子对序列100，102，120，120，118，116分别使用下面两种预测规则的解码后序列：'(a)fˆ(m)=f(m−1)(b)fˆ(m)=f(m−1)并假设使用一个2位量化器即：量化为±1，当e(m)<2量化为±
