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文章关键词:金沙国际登录平台,图象编码

  第十二章图像编码方法12.1 12.1 一、预测编码 一、预测编码 DPCM DPCM基本原理:基于图像中相邻像素之间 基本原理:基于图像中相邻像素之间 具有较强的相关性,每个像素可以根据已 具有较强的相关性,每个像素可以根据已 知的几个像素值来作预测。即在预测编码 知的几个像素值来作预测。即在预测编码 中,编码和传输的并不是像素取样值本身, 中,编码和传输的并不是像素取样值本身, 而是这个取样值的预测值(也称估计值) 而是这个取样值的预测值(也称估计值) 与其实际值之间的差值。 与其实际值之间的差值。 量化器 编码值 解码器预测值 预测值 预测编码框图输入 输出 设输入信号 设输入信号 时刻的取样值时刻的取样值 为根据 为根据 时刻以前已知的像素取样值 时刻以前已知的像素取样值 时所作的预测值。 时所作的预测值。 为差值信号,也称误差信号。 为差值信号,也称误差信号。 (无损预测)。从而实现信息保持编码 输入信号 地恢复 这样就可以完全不失真 关,若去掉量化器则量化器,而与接收端无 系统中的误差来源是发由此可见:在 之间的误差为 那么在接收端复原的像接收端输出为 为量化器输出信号。 为使其最小需分别对每的均方误差为 定义 均方误差准则 的计算,一般采用最小 对于 由此可获得 由此可获得 个表达式,再根据极值条件, 个表达式,再根据极值条件, 个表达式等于个表达式等于00,即可由 ,即可由 程式组成的一个线性方程组,程式组成的一个线性方程组, 简单表示为:简单表示为: ijij 其中其中 个元素的矩阵都具有 预测误差的方差为:预测误差的方差为: )系数。 )以计算全局(所有图 相应的自相关代入式(简单的图像模型并将其 一般都假设一个 计算相当困难。实际中 例:设一个例:设一个22--DD马尔可夫源,具有可分离自相 马尔可夫源,具有可分离自相 关函数 关函数 并设一个四阶线性预测器 并设一个四阶线性预测器 是预测系数(一般其中 其他 三、德尔塔调制(直相关系数。 分别是图像的水平和垂 其中:可解出 例题:例题:12.1.1 DM 12.1.1 DM编码示例 编码示例 8282 81 81 80 79 78 75 75 62 47 37 29 27 27 28 27 26 20 14 15 15 13 15 14 15 14 等式计算:可分别用以下 后,其余的两端都建立了初始条件 器。在编码器和解码器 输入像素直接传给编码 编码开始时先将第一个 5377 19 4675 18 4062 17 3347 16 2737 15 2029 14 1415 2014 1415 1414 输入编码器 解码器 误差 12.2 12.2 变换编码 变换编码 一、变换编码系统 一、变换编码系统 原理:将在空间域里描述的图像在某种变换 原理:将在空间域里描述的图像在某种变换 域里进行描述(通常采用正交变换,如傅 域里进行描述(通常采用正交变换,如傅 立叶变换、沃尔什变换、 立叶变换、沃尔什变换、DCT DCT等),将图 像映射成一组变换系数,然后将这些系数像映射成一组变换系数,然后将这些系数 量化和编码。 量化和编码。 构造子图像 正变换 量化 符号编码 符号解码 反变换 合并子图像 解压图像 输入图像 压缩图像 注:变换后的图像系数相关性降低,可以获变换后的图像系数相关性降低,可以获 得较高压缩比。 得较高压缩比。 有有自适应变换编码和非自适应变换编码。 自适应变换编码和非自适应变换编码。 二、子图像尺寸选择 二、子图像尺寸选择 将图像分成满足以下条件的子图像 将图像分成满足以下条件的子图像 相邻子图像之间的相关(冗余)减少到某 相邻子图像之间的相关(冗余)减少到某 个可接受的水平 个可接受的水平 子图像的长和宽都是子图像的长和宽都是22的整数次方 的整数次方 常见的有 常见的有8888和和16 1616 16。。 三、变换的选择 三、变换的选择 11、重建均方误差 、重建均方误差 22、变换选择讨论 、变换选择讨论 KLT KLT 信息集中能力最优,但计算复杂; 信息集中能力最优,但计算复杂; WHT WHT 计算最简单,但信息集中能力最差; 计算最简单,但信息集中能力最差; DCT DCT 目前用得较多; 目前用得较多; DWT DWT 小波变换 小波变换 四、比特分配 四、比特分配 保留系数选择根据 保留系数选择根据 最大方差准则 最大方差准则 称为分区编码 称为分区编码 最大幅度准则 最大幅度准则 称为阈值编码 称为阈值编码 分区编码:具有最大方差的变换系数带有最 分区编码:具有最大方差的变换系数带有最 多的图像信息,一般集中于接近图像变换 多的图像信息,一般集中于接近图像变换 的原点处(左上角); 的原点处(左上角); 阈值编码:有三种取阈值方法。 阈值编码:有三种取阈值方法。 对所有子图像用一个全局阈值; 对所有子图像用一个全局阈值; 对所有子图像分别用不同的阈值;对所有子图像分别用不同的阈值; 根据子图像中各系数的位置选取阈值。 根据子图像中各系数的位置选取阈值。 国际压缩标准简介 国际压缩标准简介 大多由国际标准化组织 大多由国际标准化组织ISO ISO和国际电信联盟 和国际电信联盟 ITU ITU制定 制定 一、二值图像压缩标准 一、二值图像压缩标准 由由CCITTCCITT的两个小组( 的两个小组(Group3 Group3和和Group4 Group4)负 责制定。最初为传真设计,采用了非自适责制定。最初为传真设计,采用了非自适 应,11--DD游程编码技术。游程编码技术。 的压缩比为 的压缩比为15:1 15:1 的压缩比为 的压缩比为30:1 30:1 22、、JBIGJBIG 由由JBIG JBIG于于1991 1991年制定,采用自适应编码技术, 年制定,金沙国际登录平台采用自适应编码技术, 压缩比比 压缩比比 和和 二、静止图像压缩标准二、静止图像压缩标准 11、、JPEG JPEG 用于对静止灰度或彩色图像的压缩标准。 用于对静止灰度或彩色图像的压缩标准。 定义了三种编码系统 定义了三种编码系统 基于 基于DCT DCT的有损编码基本系统,可用于绝 的有损编码基本系统,可用于绝 大多数压缩应用场合; 大多数压缩应用场合; 用于高压缩比,高精度或渐进重建应用的 用于高压缩比,高精度或渐进重建应用的 扩展编码系统。 扩展编码系统。 用于无失真应用场合的无损系统。 用于无失真应用场合的无损系统。 22、、JPEG2000JPEG2000 采用小波变换。 采用小波变换。 三、序列图像压缩标准 三、序列图像压缩标准 11、、H.261 H.261 主要用于电视会议。 主要用于电视会议。 22、、MPEG MPEG--I VCD VCD主要用于数字媒体上压缩图像数据的储存 主要用于数字媒体上压缩图像数据的储存 和提取。 和提取。 33、、MPEG MPEG--II DVD II DVD 主要用于视频传输,适用于从普通电视到 主要用于视频传输,适用于从普通电视到 高清电视 高清电视 44、、MPEG MPEG--IV IV 基于对象 基于对象 用于窄带宽 用于窄带宽(64kbit/s) (64kbit/s)动态图像。 动态图像。 55、、MPEG MPEG--VII VII 基于内容的描述 基于内容的描述 可用于数字图书馆(图像目录、音乐字典 可用于数字图书馆(图像目录、音乐字典 等)多媒体名录服务(如网页) 等)多媒体名录服务(如网页) 66、、MPEG MPEG--21 21

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