图像编码与压缩资料课件.ppt

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1、第6章图像编码与压缩1第6章图像编码与压缩动机/原因：表达数字图像所需数据量通常很大。图像编码压缩：采用对图像的新的表达方法以减小所需的数据量。数据和信息：数据是信息的载体对给定量的信息可用不同的数据量来表示对给定量的信息，设法减少表达这些信息的数据量称为数据压缩。6.1概述2第6章图像编码与压缩图像压缩方法的分类：无损压缩：在压缩和解压缩过程中没有信息损失；有损压缩：图像压缩后并不能经解压缩精确复原。3第6章图像编码与压缩图像压缩技术有损压缩无损压缩霍夫曼编码算术编码行程编码其他编码预测编码变换编码4第6章图像编码与压缩6.2图像保真度

2、准则图像保真度描述解码图像相对于原始图像的偏离程度的测度主观保真度准则主观测量图像的质量，因人而异。客观保真度准则原图像与解码图像之间的均方根误差和均方根信噪比。5第6章图像编码与压缩1.客观保真度准则均方根误差均方根信噪比6第6章图像编码与压缩（归一化）信噪比：令单位：分贝（dB）峰值信噪比7第6章图像编码与压缩2.主观保真度准则观察者对图像综合评价的平均电视图像质量评价尺度8第6章图像编码与压缩6.3统计编码方法建立在图像统计特性基础上的压缩编码方法9第6章图像编码与压缩6.3.1图像冗余度和编码效率数据冗余的概念数据是信息的载体同量

3、的数据可表达不同量的信息同量的信息可用不同量的数据表达冗余数据表达了无用的信息数据表达了已表达的信息10第6章图像编码与压缩信源信息熵各灰度像素出现的概率与该概率的对数的乘积再求和。灰度范围[0，L-1]11第6章图像编码与压缩平均码长为数字图像中灰度级为i对应的码长。理论上，最佳信息保持编码的平均长度与信源的熵H无限接近。12第6章图像编码与压缩冗余度定义为：编码效率：编码效率接近于1的编码称为高效编码。13第6章图像编码与压缩设有编码输入X={x1,x2,x3,x4,x5,x6}，其频率分布分别为P(x1)=0.4，P(x2)=0.3

4、，P(x3)=0.1，P(x4)=0.1,P(x5)=0.06,P(x6)=0.04求其霍夫曼编码。6.3.2霍夫曼编码14第6章图像编码与压缩霍夫曼编码步骤(1)将输入元素按出现概率从大到小排列，然后选2个最小的结合15第6章图像编码与压缩霍夫曼编码步骤(2)对每个信源符号赋值：概率大的赋0，概率小的赋1.从（消减到）最小的信源开始，逐步回到初始信源大值赋给单独一个元素16第6章图像编码与压缩霍夫曼编码结果平均长度信源熵编码效率17第6章图像编码与压缩树的形式：叶子节点根节点18第6章图像编码与压缩6.3.3费诺-仙农编码霍夫曼编码需要

5、多次排列，当元素个数很多时十分不便。费诺-仙农编码主要步骤为：(1)将元素依其概率从大到小排列；(2)将元素分成概率和接近的两部分；(3)分别给两部分的元素组合赋值，概率大的赋0，反之赋1；(4)如果两部分均只有一个元素，编码结束，否则返回(2)继续进行。19第6章图像编码与压缩20第6章图像编码与压缩6.3.4算术编码由于计算机硬件限制使得编码只能按位进行，在一些情况下，实际编码效果达不到理论压缩比。算术编码基本思想将要压缩的数据映射到[0,1)实数区间中的某一区段，构造出小于1且大于等于0的数值。21第6章图像编码与压缩例：对符号序列

6、a1a2a3a2a4进行算术编码1）各符号出现的概率2）根据符号发生的概率划分区间[0,1)为4段01a3a1a4a20.20.40.822第6章图像编码与压缩（3)在编码运算过程中，随着消息符号的出现，子区按下列规则缩小：（4）初始子区为[0.20.4），编码过程序号子区左端子区长度范围a10.20.2[0.2,0.4)a20.2+0.4*0.2=0.280.08[0.28,0.36)a30.28+0*0.2=0.280.016[0.28,0.296)a2a40.28+0.4*0.016=0.28640.2864+0.8*0.0064=

7、0.29150.0064[0.2864,0.2928)0.00128[0.2915,0.2928)规则A：新子区左端＝前子区左端十当前子区左端×前子区长度规则B：新子区长度＝前子区长度×当前子区的长度23第6章图像编码与压缩6.3.5行程编码简介（RunLengthEncoding）又称“运行长度编码”或“游程编码”，是一种统计编码，该编码属于无损压缩编码。行程编码原理用一个符号值代替具有相同值的连续符号，使符号长度少于原始数据的长度。对一个字符串aaabbbbccccdddedddaa进行行程编码。3a4b4c3d1e3d2a编码举例2

8、4第6章图像编码与压缩(a)(b)二维行程编码二维行程编码要解决的核心问题是:将二维排列的像素，采用某种方式转化成一维排列的方式。之后按照一维行程编码方式进行编码。25第6章图像编码与压缩6.