《数字图像处理》PPT课件

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1、数字图像处理第十五章图像压缩和编码CH15图像压缩和编码一、序言二、无损压缩技术三、图像的无失真编码方法四、预测压缩技术五、变换压缩技术六、活动图像压缩技术七、图像压缩编码的新进展要点总结上机实习1序言1）图像压缩编码的目的1序言目的：节省图像存储容量；减少传输信道容量；缩短图像加工处理时间。原因：图像像素之间、行之间、帧之间有较强的相关性。从统计的观点，某点像素的灰度与其邻域灰度有密切关系；从信息论关系，减少图像信息中冗余信息。1序言2）图像压缩编码的分类（1）无损编码又称为信息保持编码。要求编码—解码过程中能够无误差的重建图像。如在医学图像应用中。（2）有损编码常被称为保真度

2、编码。常用在图像的信宿为人眼的应用中，如数字电视、可视电话等。（3）特征抽取编码是另一种有损编码。常用在图像的信宿为计算机的应用中，这是只需要保留计算机处理的信息特征。如图像识别。1序言3）图像压缩编码的具体方法（1）熵编码：信息保持编码；（2）预测法：信息保持编码、保真度编码（更常用）；（3）变换法：特征保持编码；（4）其他编码法2无损压缩技术1）基本概念2无损压缩技术2）变长最佳编码定理和唯一可译代码2无损压缩技术2无损压缩技术3）哈夫曼编码方法（Huffman）2无损压缩技术2无损压缩技术Huffman编码讨论（1）Huffman编码是唯一可译码。短的码不会成为更长码的启始

3、部分；（2）Huffman编码的平均码长接近于熵；（3）缺点：与计算机的数据结构不匹配；（4）缺点：需要多次排序，耗费时间。2无损压缩技术Huffman编码Huffman编码最优性扩展Huffman编码自适应Huffman编码WillbelearntinMultimediaTechnology(请课后自学……)2无损压缩技术4）香农编码法（Fano-Shannon）2无损压缩技术2无损压缩技术Fano-Shannon编码讨论（1）Fano-Shannon编码是唯一可译码。短的码不会成为更长码的启始部分；（2）Fano-Shannon编码的平均码长接近于熵；编码效率略低于Huffm

4、an编码。3图像的无失真编码方法1）白块跳过编码WBS2）行程长度编码3）比特平面编码4）二值图像编码的国际标准G3和G43图像的无失真编码方法0）压缩比直接编码一幅图像所需比特数取决于幅面大小及分辨率。设C为采用某种方法编码前后的压缩比3图像的无失真编码方法1）白块跳过编码WBS原理对于一般白纸黑字的文件，总是白的面积大。因此跳过白的行程，只对黑行程编码就可以压缩数据。一维WBS编码将每一扫描行分成若干段，每段包含n个像素。对于全白段，给最短码字如0；而对于黑白相间或全黑段，不进行压缩。为区别全白段和有黑段，在编码前加1作为标志位。3图像的无失真编码方法一维WBS编码平均码长例

5、3图像的无失真编码方法常用图像WBS编码平均码长3图像的无失真编码方法二维WBS编码将图像分成M*N大小的块，全白块以0编码，其他同一维WBS编码。为什么?3图像的无失真编码方法自适应WBS编码根据图像局部结构或统计特性，改变像素块尺寸大小；一维情况下，首先判断该行是否有1024个连续白像素；否则判断是否有64，16，4个连续白像素；否则直接编码；在每一行编码前要加上N为多少的代码。自适应WBS编码可以有效增加图像的压缩比，但增加了编码设备的复杂性。3图像的无失真编码方法2）行程长度编码（RLC，Run-LengthCoding）原理：二值图像从左到右扫描图像时，连续白点和连续黑

6、点总是交替出现。将连续像素的数目称为行程长度（Run-Length），分别为白长和黑长。方法：统计所有行程长度出现的概率，然后采用Huffman编码。在每一行的行首加标志位，确定是白长还是黑长。以后黑长和白长交替出现。3图像的无失真编码方法3）比特平面编码思想：对于灰度或彩色图像，如果每个像素用k位表示，将相同位上的0，1取出，就可以形成k个N*N的二值图像。将每一个二值图像称为一个比特平面。方法：对于比特平面采用前述的无失真二值图像压缩技术。希望连续的0/1出现的概率增大.Lena图像的比特平面3图像的无失真编码方法问题：采样自然二进制码，将导致数据相关性减小。如灰度127和1

7、28，对应自然二进制码分别为01111111和10000000。较小的灰度变化导致比特平面的突变。解决方法：采用格雷码（Gray）。3图像的无失真编码方法自然二进制码格雷码自然二进制码格雷码0000001001100010011011110100111101010110101111003图像的无失真编码方法4）传真国际标准G3和G4（1）G3采用一维行程长度编码；（2）行程采用Huffman编码；（3）0－63之间的行程，用单个码字即终止码表示；（4）大于63的游长用一个形成码和