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《第8章 图像压缩（1）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第八章图像压缩8.1图像压缩基础8.2图像压缩模型8.4无误差压缩8.5有损压缩8.6图像压缩标准8.1图像压缩基础图像信息占据大量的存储容量,所用传输信道也较宽.一幅512×512像素，8b/像素的灰度图像占据256KB的磁盘空间；一幅512×512像素，每分量8b/像素的彩色图像则占据3×256＝768KB的磁盘空间；如果以每秒24帧传送此彩色图像，则一秒钟的数据量就有24×768＝18.5MB，那么一张680MB容量的CD－ROM仅能存储30多秒的原始数据。对图像数据的压缩必不可少。8.1图像
2、压缩基础相同数量的信息可以用不同数量的数据表示.图像压缩指减少表示给定信息量所需的数据量.数据冗余的量化:相对数据冗余：压缩率：在数字图像压缩中,可以确定三种基本的数据冗余:编码冗余、像素间冗余和心理视觉冗余.数据中存在信息冗余,就有可能对图像数据量进行压缩,针对数据冗余的类型不同,可以有多种不同的数据压缩方法.越大,压缩效果越好8.1图像压缩基础编码冗余:图像灰度可用不同的编码表示8.1图像压缩基础例8.1变长编码的例子编码2编码18.1图像压缩基础图8.1用变长编码的数据压缩基本原理的图表表示8
3、.1图像压缩基础图8.2两幅图像和它们的灰度级直方图以及沿着某条线计算的归一化自相关系数像素间冗余直方图图像像素之间的相关性自相关系数相邻像素之间具有高度相关性8.1图像压缩基础自相关系数的计算:另一种数据冗余形式:因为任何给定像素的值可以根据与这些像素相邻的像素进行适当的预测,所以由单个像素携带的信息相对较少.单一像素对于一幅图像的多数视觉共享是多余的;它的值可以通过相邻像素进行推测.8.1图像压缩基础例8.2行程编码的简单说明(a)(b)(c)(d)(a)原图(b)标记了线100的二值图像(c)
4、线状剖面和二值化门限(d)行程编码8.1图像压缩基础1024×343个像素,每个像素用1个比特表示12166个行程,每个行程用11比特表示8.1图像压缩基础心理视觉冗余：在正常的视觉处理过程中,各种信息的相对重要程度不同.那些不重要的信息称为心理视觉冗余.消除视觉冗余会导致一定量的信息丢失,这一过程常称为”量化”例8.3通过量化进行压缩(a)256个灰度级的原图像(b)均匀量化为16个灰度级(c)用IGS量化为16个灰度级压缩比率为2出现假轮廓8.1图像压缩基础心理视觉冗余：IGS量化过程8.1图像
5、压缩基础保真度准则：图像的编码质量评价定量分析丢失信息的性质和范围,包括(1)客观保真度准则(2)主观保真度准则当信息损失的程度可以表示成初始图像或输入图像以及先被压缩而后被解压缩的输出图像的函数时,就说这个函数是基于客观保真度准则的.8.1图像压缩基础保真度准则：主观保真度准则:8.2图像压缩模型信源编码信道编码信道信道解码信源解码编码器解码器图8.5一个常用的图像压缩系统模型8.2图像压缩模型转换器量化器符号编码器信道信道符号解码器反向转换器信源编码器信源解码器(a)信源编码器(b)信源解码器信
6、源编码器和信源解码器8.2图像压缩模型信道编码器和解码器如果找到一个非零值,则解码器只需简单地在校验字指出的位置补充码字比特.解码的二进制h3h5h6h7就能从纠正后的码字中提取出来.信道带有噪声或易于出现错误,信道编码器和解码器通过向信源编码数据中插入预制的冗余数据来减少信道噪声的影响.设一个离散信源X：满足其概率分布：离散信源类型无记忆信源信源的当前输出与以前的输出无关有记忆信源8.3信息理论基础与熵编码信息理论是图像编码的主要理论依据之一,它给出无失真编码所需比特数的下限,为逼近这些下限提出了
7、一系列熵编码算法.(1)离散信源的熵表示:一般分成两种情况来考虑:考虑无记忆信源X,某个信源符号xk,如果它出现的概率是pk信源熵H(X)xk的自信息量8.3信息理论基础与熵编码直观地理解自信息量的概念:一个概率小的符号出现将带来更大的信息量.每个符号的平均自信息量单位:比特/符号设信源熵则,各信源符号自信息量：例8.4编码方法：a,b,c,d用码字00,01,10,11来编码,每个符号用2个比特.平均码长也是2比特.8.3信息理论基础与熵编码设信源熵则,各信源符号自信息量：例8.58.3信息理论基
8、础与熵编码可以有两种编码方法：2、a,b,c,d分别用码字0,10,110,111来编码1、a,b,c,d用码字00,01,10,11来编码平均码长：平均码长大于信源的熵平均码长：平均码长等于信源的熵8.3信息理论基础与熵编码设信源熵则,各信源符号自信息量：例8.6用例8.5第二种编码方法,平均码长为1.85,大于信源熵8.3信息理论基础与熵编码可得到几点提示：信源的平均码长lavg>=H(X)；也就是说熵是无失真编码的下界.如果所有I(xk)都是整数,且l(xk)=
