數(shù)字圖像PPT課件

1、 1( )( )loglog( )aaP xI xP x 2( )log( )I xP x 第1頁/共61頁 JaaaA,2112( )(), (), ()JP AP aP aP aia)(jiaj21()() lo g()JiiiHAPaPa 第2頁/共61頁ia()iP aavgL0,)(AHLavg)(AHLavg第3頁/共61頁 ( )avgH ALDR%100)1 (DRRCavgRLmCavgLmax()( )RmCH A第4頁/共61頁()iP aia()jP aja()()()ijkP aP aP a()()()ijkl al al a第5頁/共61頁ia()iP a()()(

2、)ijkP aP aP a()iP a( )iP a第6頁/共61頁2a6a1a3a7a4a5a0.40.20.160.120.060.040.020.060.060.120.160.20.40.160.20.4 0.120.120.40.240.20.160.40.360.24符號概率12345原始信源信符縮減步驟0.40.6第7頁/共61頁原始信源原始信源按信符縮減逆向賦碼字按信符縮減逆向賦碼字符號符號概率概率碼字碼字12345a20.410.410.410.410.410.60a60.20000.20000.20000.24010.36000.41a10.160010.160010.16

3、0010.20000.2401a30.120100.120100.120100.16001a70.0601100.0601100.12011a40.04011100.060111a50.0201111第8頁/共61頁 1a2a2a1a3a3a4a4a5a5a6a6a7a7a第9頁/共61頁721( )()log()2.325iiiH AP aP a 71() ()3 0.161 0.43 0.125 0.045 0.023 0.240.062.380avgiiiLl a p a ( )2.3250.9772.380avgH AL第10頁/共61頁%3 . 2%100)1 (DR31.262.3

4、80RavgmCL第11頁/共61頁ixiP121212;nnnxxxXPPPPPP12112kkxxxXPPP12212kknkknxxxXPPP第12頁/共61頁11knijij kPP 1X2X02. 004. 006. 012. 016. 02 . 04 . 05473162aaaaaaaA第13頁/共61頁02. 004. 006. 012. 016. 02 . 04 . 07654321xxxxxxxX記為圖6.3.4 香農(nóng)費諾碼編碼過程 1x2x3x4x5x6x7x碼字碼字符號符號概率概率00.401000.21001010.1611100.121011100.061011110

5、0.0410111110.021第14頁/共61頁737. 13 . 0log2第15頁/共61頁 第16頁/共61頁( )0.2P a ( )0.3P b ( )0.4P c ( )0.1P d 表6.3.2 信源符號出現(xiàn)概率和初始編碼區(qū)間分配表信源符號信源符號abcd出現(xiàn)概率出現(xiàn)概率P0.20.30.40.1初始區(qū)間初始區(qū)間l,h)0,0.2)0.2,0.5)0.5,0.9)0.9,1.0)第17頁/共61頁 ( ),( ) )L i H i)(iL)(iHhiRiLiHliRiLiL) 1() 1()() 1() 1()()5 . 0 , 2 . 0),hl)1 (),1 (HLhRLH

6、lRLL)0()0() 1 ()0()0() 1 () 1 , 0)0(),0(HL101)0()0()0(LHR ),)5 . 0 , 2 . 0)1 (),1 (hlHL)9 . 0 , 5 . 0),hl3 . 02 . 05 . 0) 1 () 1 () 1 (LHR，第18頁/共61頁47. 09 . 03 . 02 . 0) 1 () 1 ()2(35. 05 . 03 . 02 . 0) 1 () 1 ()2(hRLHlRLL)47. 0 ,35. 0)2(),2(HL)2 . 0 , 0),hl374. 02 . 0)35. 047. 0(35. 0)2()2()3(35. 0

7、0)35. 047. 0(35. 0)2()2()3(hRLHlRLL)374. 0 ,35. 0。 )0 . 1 , 9 . 0),hl 第19頁/共61頁374. 00 . 1)35. 0374. 0(35. 0)3()3()4(3716. 09 . 0)35. 0374. 0(35. 0)3()3()4(hRLHlRLL37376. 09 . 0)3716. 0374. 0(3716. 0)4()4()5(3728. 05 . 0)3716. 0374. 0(3716. 0)4()4()5(hRLHlRLL)37376. 0 ,3728. 0)37376. 0 ,3728. 00.010

8、11111011 , 0.01011111101)第20頁/共61頁。abcd01b0.5c0.47a0.374d0.374c0.373760.20.350.350.37160.3728第21頁/共61頁)(DRD第22頁/共61頁221222log;0()0;DDR DD第23頁/共61頁),(),(),(nmfnmfnme),(nmf第24頁/共61頁-300-200-1000100200300 050100150200250 第25頁/共61頁22(, )(, )(, )em nEf m nf m n2122()logffDRD2122()logeeDR D22),(fenm2f2222

9、111222222()()logloglogffeefeDDRRDR D第26頁/共61頁預(yù)測器 nf 解碼器信道編碼器量化器nfnenf預(yù)測器nfnfnenenf+nf121(,)nn mn mnnfF ffff第27頁/共61頁第28頁/共61頁子圖像劃分正交變換量化編碼器原始圖像壓縮碼流解碼器壓縮碼流反變換子圖像合并解壓圖像),(nmfi),( vuFi),(vuFi),(nmfi),(nmf(a)(b),(nmf),(vuFi第29頁/共61頁22, 2 , 1),(),(dNiinmfnmf第30頁/共61頁第31頁/共61頁1100( , )( , ) ( , , , )NNiim

10、nF u vf m n g m n u v( , )( , ) ( , )iiF u vF u v P u v第32頁/共61頁1;( , )( , )0u vP u velse選定區(qū)域；第33頁/共61頁222Nd1;( , )( , )0;ihFu vTP u velse第34頁/共61頁第35頁/共61頁23k255k255) 1(k(, );(, ),0;(, )(, );(, )TTTDm nTD m nTDm nTD m nTDm nTD m nT (,)(,) /0.5TTDm nIN TDm nt第36頁/共61頁第37頁/共61頁游程游程編碼( (RC)RC) 游程編碼是一種

11、最簡單的、在某些場合是非常有效的一種無損壓縮編碼方法。雖然這種編碼方式的應(yīng)用范圍非常有限，但是因為這種方法中所體現(xiàn)出的編碼設(shè)計思想非常明確，所以在圖像編碼方法中都會將其作為一種典型的方法來介紹。 基本原理：通過改變圖像的描述方式，來實現(xiàn)圖像的壓縮。將一行中灰度值相同的相鄰像素，用一個計數(shù)值和該灰度值來代替。第38頁/共61頁 舉例說明：舉例說明： aaaa bbb cc d eeeee fffffff ( (共共2222* *8=176 8=176 bits)bits) 4a3b2c1d5e7f ( (共共1212* *8=96 8=96 bits)bits) 壓縮率為：壓縮率為：96/176

12、=54.5%96/176=54.5%第39頁/共61頁 傳真件中一般都是白色比較多，而黑色相對傳真件中一般都是白色比較多，而黑色相對比較少。所以可能常常會出現(xiàn)如下的情況：比較少。所以可能常常會出現(xiàn)如下的情況： 600W 3b 570w 12b 4w 3b 3000w 上面的游程編碼所需用的字節(jié)數(shù)為：上面的游程編碼所需用的字節(jié)數(shù)為： 因為：因為：204830004096204830004096 所以：計數(shù)值必須用所以：計數(shù)值必須用12 12 bitbit來表示來表示第40頁/共61頁對于：對于： 600W 3b 570w 12b 4w 3b 3000w 需要的數(shù)據(jù)量為：需要的數(shù)據(jù)量為： 12*7

13、=84 bit 因為只有白或黑，而且排版中一定要留因為只有白或黑，而且排版中一定要留出頁邊距，所以可以只傳輸計數(shù)值即可。出頁邊距，所以可以只傳輸計數(shù)值即可。第41頁/共61頁 對其進行改善對其進行改善 既然已經(jīng)可以預(yù)制知白色多黑色少，可以對白色既然已經(jīng)可以預(yù)制知白色多黑色少，可以對白色和黑色的計數(shù)值采用不同的位數(shù)。和黑色的計數(shù)值采用不同的位數(shù)。 以這個例子，可以定義：以這個例子，可以定義： 白色：白色：12 12 bitbit，黑色：黑色：4 4 bitbit 所需字節(jié)數(shù)為：所需字節(jié)數(shù)為： 4 4* *12+312+3* *4=604=60bitbit 比比8484bitbit減少了減少了24

14、24bit,bit,相當于又提高了壓縮比。相當于又提高了壓縮比。 第42頁/共61頁第43頁/共61頁第44頁/共61頁第45頁/共61頁第46頁/共61頁1100100 0001 0 0 011 0 01 01 0 0 1 1 1 0 0第47頁/共61頁；iSiiMNiT14SS2iM 2iN 0iiiTM NiS0iT 第48頁/共61頁混合編碼 設(shè)計思想： 每一種編碼方式都有其優(yōu)點和局限性，混合編碼的思想就是將兩種以上的編碼方式的優(yōu)點進行綜合，達到提高編碼效率的目的。第49頁/共61頁 混合編碼實現(xiàn)的可能性及有效性分析混合編碼實現(xiàn)的可能性及有效性分析例如：例如：1）游程編碼： 擅長于重

15、復(fù)數(shù)字的壓縮。2）Huffman編碼：擅長于像素個數(shù)分布不均勻情 況下的編碼。3）DCT變換： 擅長分離視覺敏感與不敏感的 部分。第50頁/共61頁 例： aaaa bbb cc d eeeee fffffff （共22*8=176 bits) 4 3 2 1 5 7 游程編碼：4a3b2c1d5e7f (共6*（8+3）= 66Bits ) 176 66第51頁/共61頁 aaaa bbb cc d eeeee fffffff （共22*8=176 bits) 4 3 2 1 5 7 Huffman編碼： f=01 e=11 a=10 b=001 c=0001 d=0000 10101010

16、10001001001000100010000111111111101010101010101 (共 7*2+5*2+4*2+3*3+2*4+1*4=53 bits) 176 66 53第52頁/共61頁圖像壓縮的實例一次小波變換DCT變換.游程編碼Huffman編碼一次小波變換Huffman編碼變字長游程編碼差值編碼第53頁/共61頁復(fù)原圖復(fù)原圖原圖原圖算法算法1 1信噪比：信噪比：66.0266.02壓縮比壓縮比:11.83:1:11.83:1第54頁/共61頁復(fù)原圖復(fù)原圖原圖原圖信噪比：信噪比：64.5564.55壓縮比壓縮比:26.50:1:26.50:1算法算法 2 2第55頁/共61頁現(xiàn)代壓縮編碼示例原圖原圖JPEG 100JPEG