数字图像处理第十二章.ppt

《数字图像处理第十二章.ppt》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、1第十二章图象压缩编码12.1图象压缩编码的基本概念为什么要压缩？因为图象信息的数据量实在是太惊人了。一张A4(210mm*297mm)幅面的照片，若用中等分辨率（300dpi）的扫描仪按真彩扫描，共有(300*210/25.4)*（300*297/25.4）个像素，每个像素占3个字节,其数据量为26M字节。在Internet上传送图象信息时，图象的巨大数据量会增加网络带宽负荷。大数据量的图象信息会给存储器的存储容量，通信干线信道的带宽，以及计算机的处理速度增加极大的压力。单纯靠增加存储器容量，提高信道带宽以及计算机的处理速度

2、等方法来解决这个问题是不现实的，这时就要考虑压缩。12.1图象压缩编码的基本概念图象压缩一般是通过改变图象的表示方式来达到，因此压缩和编码是分不开的。图象压缩的主要应用是图象信息的传输和存储，可广泛地应用于广播电视，电视会议，计算机通讯，传真，多媒体系统，医学图象，卫星图象等领域。12.1图象压缩编码的基本概念12.1.1图像冗余压缩的理论基础是信息论。从信息论的角度来看，压缩利用了图像信号中的冗余度。压缩就是去除信息中的冗余，用更接近本质的描述替代原有冗余的描述。压缩还可以利用人眼视觉系统的一些特性忽略掉一些不被人眼所察觉的

3、信号成分。12.1图象压缩编码的基本概念图像冗余包括：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，如只有3bit(8灰度级）灰阶，但是仍旧采用标准的8bit存储一个像素，就有了编码冗余。通常在存储图像时主要考虑的是数据文件结构形式统一，而造成编码冗余。12.1图象压缩编码的基本概念图像冗余包括：像素冗余：图像信号像素之间存在非常大的相关性（相同、接近、按某种规律变化）。因此任何给定的像素值，原理上都可以通过它的邻接像素预测得到。这种像素之间的内在相关性所导致的冗余为像素冗余

4、。视觉心理冗余：最终观测图像的对象是人，由于人眼视觉系统的分辨率与非均匀性，无法辨识一些图像细节，即一些信息往往被忽视。将这种对视觉感知影响很小的信息称为视觉心理冗余。因此编码时忽略一些视觉感知不太明显的微小差异，即可进行所谓的“有损”压缩。12.1图象的编码与压缩12.1.3压缩编码的方法像素编码是指，编码时对每个像素单独处理，不考虑像素之间的相关性。在像素编码中常用的几种方法有：1.脉冲编码调制（PulseCodeModulation，PCM）;2.熵编码（EntropyCoding）；3.行程编码(RunLengthCo

5、ding)；4.位平面编码（BitPlaneCoding）。下面要介绍的是熵编码中的两种方法：哈夫曼(Huffman)编码，行程编码（以读取.PCX文件为例）。12.1图象的编码与压缩12.1.3压缩编码的方法预测编码是指去掉相邻像素之间的相关性和冗余性，只对新的信息进行编码。例如，因为像素的灰度是连续的，所以在一片区域中，相邻像素之间灰度值的差别可能很小。如果我们只记录第一个像素的灰度，其它像素的灰度都用它与前一个像素灰度之差来表示，就能起到压缩的目的。如248，2，1，0，1，3，实际上这6个像素的灰度是248，250，2

6、51，251，252，255。表示250需要8个比特，而表示2只需要两个比特，这样就实现了压缩。常用的预测编码有：Δ调制（DeltaModulation，简称DM）；微分预测编码(DifferentialPulseCodeModulation，DPCM)。12.1图象的编码与压缩12.1.3压缩编码的方法变换编码是指将给定的图象变换到另一个数据域（如频域）上，使得大量的信息能用较少的数据来表示，从而达到压缩的目的。变换编码有很多，如：1.离散傅立叶变换(DiscreteFourierTransform，DFT)；2.离散余弦变

7、换(DiscreteCosineTransform，DCT)；3.离散哈达玛变换(DiscreteHadamardTransform，DHT)。12.1图象的编码与压缩12.1.3压缩编码的方法其它的编码方法也有很多，如：混合编码（HybirdCoding），矢量量化(VectorQuantize，VQ)，LZW算法。后面只介绍LZW算法的大体思想。12.1图象的编码与压缩12.1.3压缩编码的方法近年来出现了很多新的压缩编码方法，如：使用人工神经元网络(ArtificialNeuralNetwork，ANN)的压缩编码算法；

8、分形（Fractal）；小波(Wavelet)；基于对象（Object–Based）的压缩编码算法；基于模型（Model–Based）的压缩编码算法(应用在MPEG4及未来的视频压缩编码标准中)。最后以JPEG压缩编码标准为例，看看上面的几种编码方法在实际的压缩编码中是怎样应