《图像压缩编码》PPT课件

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1、第七章图象数据压缩技术压缩技术简史压缩技术基础Huffman编码算术编码LZ77和LZW算法JPEG算法小波分析用于静止图像编码压缩技术分类通用数据压缩（均为无损压缩）多媒体数据压缩（无损和有损压缩）基于统计模型的压缩技术基于字典模型的压缩技术Huffman编码算术编码LZ77LZ78LZW图像压缩音频和视频压缩MPEG等二值图像CCITTJBIG等灰度图像FELICSJPEG等彩色图像RLE编码JPEG等矢量图像PostScriptWMFCAD等压缩技术的应用电报、传真(CCITT)通讯(Modem/网络协议)存储(压缩池)文件系统(压缩扇区)图像(GIF/TIFF/JPEG)音频(M

2、P3)视频(MPEG/RM)数据库(B+树)归档(TAR/ZIP)密码学(消除数据的原始特征)全文索引(倒排索引表)编译(JAVA)程序设计(算法/空间和时间效率)人工智能(专家系统/知识树)压缩技术起源信息压缩技术的起源……比计算机的发明早几千年……信息论信息存在冗余通过采用一定的模型和编码方法，可以降低这种冗余度贝尔实验室的ClaudeShannon和MIT的R.M.Fano几乎同时提出了最早的对符号进行有效编码从而实现数据压缩的Shannon-Fano编码方法。D.A.Huffman1952年发表论文：“最小冗余度代码的构造方法”AMethodfortheConstructiono

3、fMinimumRedundancyCodesUNIX系统上一个不太为现代人熟知的压缩程序COMPACT就是Huffman0阶自适应编码的具体实现80年代初，Huffman编码又在CP/M和DOS系统中实现，其代表程序叫SQHuffman时代：60年代、70年代乃至80年代的早期接近极限——熵80年代早期，数学家们设计出算术编码方法(ArithmeticCoding)可以证明，算术编码得到的压缩效果可以最大地减小信息的冗余度，用最少量的符号精确表达原始信息内容但是，在同样的计算机系统上，算术编码虽然可以得到最好的压缩效果，却要消耗也许几十倍的计算时间算术编码是部分匹配预测(Predica

4、tionbyPartialmatching,PPM)技术的变体以色列人JacobZiv和AbrahamLempel1978年发表论文：“通过可变比率编码的独立序列的压缩”CompressionofIndividualSequencesviaVariable-RateCoding字典编码时代：LZ77和LZ78压缩算法1977年发表论文：“顺序数据压缩的一个通用算法”AUniversalAlgorithmforSequentialDataCompressionLZW算法TerryWelchWelch实现了LZ78算法的一个变种——LZW算法UNIX：使用LZW算法的Compress程序MS

5、-DOS：ARC程序，以及PKWare、PKARC等仿制品。1984年发表论文：“高性能数据压缩技术”ATechniqueforHigh-PerformanceDataCompression通用数据压缩80年代中期以后，对LZ77算法进行改进HaruyasuYoshizaki(Yoshi)的LHarcRobertJung的ARJ从PKZip到WinZip：通用数据压缩格式标准——ZIPLZ77、LZ78、LZW一起垄断当今的通用数据压缩领域多媒体数据压缩国际电报电话咨询委员会(CCITT)：针对二值图像的一系列压缩标准，如CCITTGroup3、CCITTGroup4等(此外还包括CCI

6、TT与ISO共同制订的JBIG标准)。70年代末80年代初：数学家们提出了损失压缩精度以换取压缩率的崭新思路。国际标准化组织(ISO)和CCITT联合组成了两个委员会：静态图像联合专家小组(JPEG)和动态图像联合专家小组(MPEG)。诞生了JPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7等系列标准。PostScript矢量图形格式：起源于1976年的Evans&Sutherland计算机公司，当时的名字是DesignSystem。1978年，JohnWarnock和MartinNewel将其演变为JAM语言。1982年，JohnWarnock和ChuckGeschke创

7、建了著名的AdobeSystem公司，第三次设计和实现了这个语言，并称其为PostScript。技术准备：什么是熵熵——来源于40年代由ClaudeShannon创立的信息论中的一条定理，这一定理借用了热力学中的名词“熵”(Entropy)来表示一条信息中真正需要编码的信息量：考虑用0和1组成的二进制数码为含有n个符号的某条信息编码，假设符号Fn在整条信息中重复出现的概率为Pn，则该符号的熵也即表示该符号所需的二进制位数为：En=-