最新数字图像处理技术PPT、图像数据压缩教学讲义ppt课件.ppt

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1、数字图像处理技术PPT、图像数据压缩1.信息传输方式发生了很大的改变通信方式的改变文字+语音图像+文字+语音通信对象的改变人与人人与机器,机器与机器5.1概述:图像编码的研究背景5.1概述:图像编码的研究背景数码图像的普及,导致了数据量的庞大。图像的传输与存储,必须解决图像数据的压缩问题。5.1概述:图像通信系统模型图像信息源图像预处理图像信源 编码信道编码调制信道传输解调信道解码图像信源 解码显示图像5.1概述:图像压缩的可能性3.图像压缩的可能性(1)冗余度的概念对于描述一幅图像所需要的最少信息之外的多余信息,称为冗余度。一般图像中都

2、含有冗余度,去除图像里的冗余度便完成了数据压缩5.1概述:图像压缩的可能性在下面的例子中,用一种最简的方式来发送一封电报:结论:只要接收端不会产生误解,就可以减少承载信息的数据量。你的妻子,Helen,将于明天晚上6点零5分在上海的虹桥机场接你。(23*2+10=56个半角字符)你的妻子将于明天晚上6点零5分在虹桥机场接你。(20*2+3=43个半角字符)Helen将于明晚6点在虹桥接你。(10*2+7=27个半角字符)5.1概述:图像压缩的可能性描述语言1)“这是一幅2*2的图像,图像的第一个像素是红的,第二个像素是红的,第三个像素是红的,

3、第四个像素是红的”。2)“这是一幅2*2的图像,整幅图都是红色的”。由此我们知道,整理图像的描述方法可以达到压缩的目的。5.1概述:图像压缩的可能性图像冗余无损压缩的原理RGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGBRGB16RGB(采用8级量化)从原来的16*3*8=284bits压缩为:(1+3)*8=32bits5.1概述:图像压缩的可能性图像冗余有损压缩的原理3635343434343432343433373034343434343434343534343134343434343434343

4、43434343434343434343434343434343425345.1概述:图像压缩的可能性实际图像中冗余信息的表现(灰度图)5.1概述:图像压缩的可能性图像的视觉冗余(彩色)RGB2488822*2*2=242=16,777,216(248,27,4)(251,32,15)(248,27,4)(248,27,4)256级量化5.1概述:图像压缩的可能性图像冗余信息分析结论由于一幅图像存在数据冗余和主观视觉冗余,我们的压缩方式就是从这两方面着手来开展的。1)因为有数据冗余,当我们将图像信息的描述方式改变之后,可以压缩掉这些冗余。2)

5、因为有主观视觉冗余,当我们忽略一些视觉不太明显的微小差异,可以进行所谓的“有损”压缩。5.1概述:图像压缩的分类4.图像压缩的分类以图像信息保真为出发点,图像压缩技术分两种:1)冗余度压缩又称为无损压缩或无失真压缩。2)熵压缩又称为有损压缩。5.1概述:图像压缩保真度准则5.图像压缩保真度准则保真度准则即压缩后图像质量评价的标准,分两种:1)客观保真度准则压缩前后图像之间的均方根误差或均方根信噪比。2)主观保真度准则以人的视觉为主,来评价图像的质量。5.1概述:图像压缩术语6.编码器的若干知识如图为一编码器的示意图,输入X为信号单元;输出W为

6、代码,Wi为码字;A是构成码字的符号集合,其元素称为码元。编码器的作用:(1)用符号集合A中的符号构成代码W(2)建立输入X和输出W的对应关系编码器X={x1,…,xn}w={w1,…,wn}A={a1,…,an}5.1概述:图像压缩术语(1)独立信源的熵设信源符号表为{X1,X2,……,Xq},出现的概率分别为{P(X1),P(X2),……,P(Xq)},则信源的熵为5.1概述:图像压缩术语(2)香农无干扰编码理论在无干扰条件下,总存在一种无失真编码方法,使编码的平均长度L(x)与信息源的熵H(x)任意的接近。即无失真编码的平均码长存在一个

7、下限,这个下限就是原始图像的熵。由此定义:编码效率冗余度5.1概述:图像的压缩编码第一代压缩编码八十年代以前,主要是根据传统的信源编码方法。第二代压缩编码八十年代以后,突破信源编码理论,结合分形、模型基、神经网络、小波变换等数学工具,充分利用视觉系统生理心理特性和图像信源的各种特性。5.1概述:图像的压缩编码像素编码变换编码预测编码位平面编码增量调制熵编码算术编码DCT变换DPCM调制第一代压缩编码其他编码行程编码5.1概述:图像的压缩编码子带编码模型编码分层编码分型编码第二代压缩编码5.2预测编码1、PCM编码又称脉冲编码调制,是图像数字化

8、和图像编码的合称数字化后可采用两种方法编码:等长和变长编码5.2预测编码2、预测编码(1)帧内预测:对预测差值编码以消除空间冗余度即差分脉冲编码调制DPCM,原理框

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