图像压缩的基本概念

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1、数字图像处理北京大学计算机研究所陈晓鸥第四章图像压缩4.1图像压缩的基本概念4.2无损压缩4.3有损压缩4.4压缩标准第四章图像压缩第一节图像压缩的基本概念4.1.1数据冗余4.1.2保真度标准4.1.3图像压缩模型第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.1图像压缩基本概念:数据冗余图像压缩的基本概念设：n1和n2是在两个表达相同信息的数据集中，所携带的单位信息量。压缩率（压缩比）：CR=n1/n2其中，n1是压缩前的数据量，n2是压缩后的数据量相对数据冗余：RD=1–1/CR例：CR=20;RD=19/20第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1

2、.1图像压缩基本概念:数据冗余三种数据冗余：编码冗余像素冗余视觉心理冗余第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.1图像压缩基本概念:数据冗余编码冗余：如果一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号，就称该图像包含了编码冗余。例：如果用8位表示该图像的像素，我们就说该图像存在着编码冗余，因为该图像的像素只有两个灰度，用一位即可表示。第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.1图像压缩基本概念:数据冗余像素冗余：由于任何给定的像素值，原理上都可以通过它的邻居预测到，单个像素携带的信息相对是小的。对于一个图像，很多单个像素对视觉的贡献是冗余的。这

3、是建立在对邻居值预测的基础上。例：原图像数据：234223231238235压缩后数据：2341187-3第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.1图像压缩基本概念:数据冗余视觉心理冗余：一些信息在一般视觉处理中比其它信息的相对重要程度要小，这种信息就被称为视觉心理冗余。第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.2图像压缩基本概念:保真度标准保真度标准——评价压缩算法的标准客观保真度标准主观保真度标准第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.2图像压缩基本概念:保真度标准客观保真度标准如果信息丢失的级别,可以表示为原始或输入图像与压缩后又解压缩输

4、出的图像的函数，这个函数就被称为客观保真度标准。一般表示为：e(x,y)=f(x,y)-f(x,y)f(x,y)是输入图像，f(x,y)是压缩后解压缩的图像，e(x,y)是误差函数第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.2图像压缩基本概念:保真度标准两个图像之间的总误差：M-1N-1[f(x,y)-f(x,y)]x=0y=0均方根误差（rms）M-1N-1erms=[1/MN[f(x,y)-f(x,y)]2]1/2x=0y=0第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.2图像压缩基本概念:保真度标准主观保真度标准通过视觉比较两个图像，

5、给出一个定性的评价，如很粗、粗、稍粗、相同、稍好、较好、很好，这种评价被称为主观保真度标准。第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.3图像压缩基本概念:图像压缩模型源数据编码：完成原数据的压缩。通道编码：为了抗干扰，增加一些容错、校验位，实际上是增加冗余。通道：如Internet、广播、通讯、可移动介质源数据编码通道编码通道通道解码源数据解码第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.1.3图像压缩基本概念:图像压缩模型源数据编码与解码的模型源数据编码的模型源数据解码的模型符号解码器反向映射器映射器量化器符号编码器第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念4.

6、1.3图像压缩基本概念:图像压缩模型源数据编码与解码的模型映射器：减少像素冗余，如使用RLE编码。或进行图像变换。量化器：减少视觉心理冗余，仅用于有损压缩。符号编码器：减少编码冗余，如使用哈夫曼编码第四章图像压缩第一节图像压缩基本概念第二节无损压缩4.2.1基于字典的压缩4.2.2统计编码4.2.3无损预测编码第四章图像压缩第二节无损压缩4.2.1无损压缩:基于字典的压缩基于字典的压缩RLE编码——行程编码PCXLZW编码GIF第四章图像压缩第二节无损压缩4.2.1无损压缩:基于字典的压缩RLE编码——RunLengthEncoding概念：行程：具有相

7、同灰度值的像素序列。编码思想：去除像素冗余。用行程的灰度和行程的长度代替行程本身。例：设重复次数为iC,重复像素值为iP编码为：iCiPiCiPiCiP编码前：aaaaaaabbbbbbcccccccc编码后：7a6b8c第四章图像压缩第二节无损压缩4.2.1无损压缩:基于字典的压缩RLE编码——RunLengthEncoding分析：对于有大面积色块的图像，压缩效果很好对于纷杂的图像，压缩效果不好，最坏情况下，会加倍图像第四章图像压缩第二节无损压缩4.2.1无损压缩:基于字典的压缩RLE编码——RunLengthEncoding例子：PCX_RLE1）

8、PCX简介：真彩色图像以行为单位，按色面存放128字节的文件头图像数据调色板第四