第六章多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術第一節(jié)PPT課件

1、1,第六章 多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼技術,2,學習內容,一、多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼概述 二、多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼基本原理 三、常見的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼方法,3,學習目標,1、了解多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼的必要性和可能性 2、了解數(shù)據(jù)壓縮技術的性能指標 3、掌握數(shù)據(jù)壓縮編碼基本原理 4、掌握常見的多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼方法：前綴編碼、Shannon-Fano 編碼、Huffman編碼等,4,第一節(jié) 多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼概述,1、多媒體數(shù)據(jù)壓縮的必要性 2、多媒體數(shù)據(jù)壓縮的可能性 3、多媒體數(shù)據(jù)壓縮的應用領域 4、多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼方法的分類 5、多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼方法的評價,5,一、壓縮編碼的必要性,存 儲,6,傳 輸

2、,一、壓縮編碼的必要性,7,二、壓縮編碼的可能性,1、人類不敏感因素,聽覺：對某些頻率的音頻信號不敏感 視覺：人眼存在所謂的 “視覺掩蓋效應”即人眼 對亮度比較敏感，而對邊緣的強烈變化并不敏感,2、存在數(shù)據(jù)冗余,8,數(shù)據(jù)冗余的基本概念,冗余是指信息所具有的各種性質中多余的無用空間， 其多余的程度叫做“冗余度,信息量、數(shù)據(jù)量和冗余量之間的關系式： I = D- du,I代表信息量 D表示數(shù)據(jù)量 du是冗余量,9,數(shù)據(jù)冗余的例子,計算機中用2個字節(jié)表示一個漢字,一秒：8KHz8bit64kb/s,即360字節(jié)/分鐘 0.36KB/分,180字/分鐘， 4kHz,數(shù)字化 (8khz、8位、單聲道,前

3、,后,一分：64kb/s60s/min 3840kb/min 480 KB/分,播音員播音,10,數(shù)據(jù)冗余的種類,空間冗余 時間冗余 結構冗余,知識冗余 視覺冗余 信息熵冗余,11,空間冗余,規(guī)則物體的表面具有物理相關性，將其表面數(shù) 字化后表現(xiàn)為數(shù)據(jù)冗余,12,時間冗余,13,結構冗余,在數(shù)字化圖像中，具有規(guī)則紋理的表面、大面積相互重疊的相同圖案，規(guī)則有序排列的圖形等結構，都存在數(shù)據(jù)冗余，這種結構上的冗余叫做“結構冗余,14,知識冗余,人類一旦掌握了知識，憑借經(jīng)驗就可辨別事物，無須進行全面的比較和辨別,15,視覺冗余,人類的視覺敏感度一般小于圖像的表現(xiàn)力，圖像的微小色彩變化、亮度層次的細膩變化

4、以及輪廓的細微差別不易察覺，這就產(chǎn)生了視覺冗余,16,信息熵冗余,信息熵，又稱編碼冗余，是指一組數(shù)據(jù)所攜帶的信息量，一般定義為,E為信息熵 k為數(shù)據(jù)類數(shù)或碼元 的個數(shù) Pi為發(fā)生概率,17,編碼時，為使單位數(shù)據(jù)量d等于E或接近E,d為單位數(shù)據(jù)量 k為數(shù)據(jù)類數(shù)或碼元的個數(shù) b(yi)為分配給碼元類yi的比特數(shù),信息熵冗余,18,因此，單位數(shù)據(jù)量d的值必然大于信息熵E，產(chǎn)生信息熵冗余,理論狀態(tài)下，b(yi)應設為,式中，pi是yi的發(fā)生概率、由于要預先估算出,很困難因此 實際上一般取,信息熵冗余,19,三、數(shù)據(jù)壓縮編碼應用領域,圖像信號、視頻信號和音頻信號的壓縮編碼,文件存儲系統(tǒng)和分布式系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮編碼,為數(shù)據(jù)安全保密而開發(fā)的數(shù)據(jù)壓縮編碼,20,四、壓縮編碼方法分類,多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼,無失真編碼,有失真編碼,統(tǒng)計編碼,預測編碼,變換編碼,分析合成編碼,量化編碼 小波變換編碼 分行圖像 子帶編碼,K-L變換 DCT變換,DPCM編碼 ADPCM編碼,行程編碼 LZW編碼 霍夫曼編碼 算術編碼,21,五、壓縮編碼方法的評價,衡