《数字视频图像压缩》PPT课件

《《数字视频图像压缩》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、数字视频信息处理与传输侯颖houying@mailst.xjtu.edu.cn第五章数字视频图像压缩5.1视频编码系统概述5.2数字视频压缩的评价指标和图像质量的评判标准5.3统计编码5.4变换编码5.5预测编码第五章数字视频图像压缩5.1视频编码系统概述一、数字视频压缩的必要性和可行性1、数字视频压缩的必要性①静态图像CIF:352x288x3x8=2.43Mbits对56Kbits带宽的信道，传输时间为43秒。5.1视频编码系统概述视频目前高分辨率电视(HDTV)数据量高达1.2Gbit/s，1张1

2、GB的光盘还存不下6s的HDTV图像。格式行列帧速每像素字节数数码率(Mbits)视频会议352288101.512.2广播TV720480302166HDTV12807206028855.1视频编码系统概述2、数字视频压缩的可行性从信息论的角度来看，压缩就是去除掉信息中的冗余，即保留不确定的信息，去除确定的信息，也就是用一种更接近信息本质的描述来代替原有冗余的描述。将香农（信息论的主要奠基人）的信息论观点运用的图像信息的压缩，所要解决的问题就是如何将图像信息压缩到最小，但仍携有足够信息以保证能复制出与原

3、图近似的图像。图像压缩编码的目的在于使用尽量少的比特数来表示和重建原始数据。5.1视频编码系统概述信息冗余统计冗余空间冗余时间冗余结构冗余视觉冗余知识冗余5.1视频编码系统概述空间冗余：图像中同类像素重复性较多，则可以用较少的编码信息来表示原图像，它以变换编码、量化和熵编码等技术为基础。时间冗余：相邻帧之间的相似性，它利用预测和运动补偿对视频图像进行压缩。5.1视频编码系统概述结构冗余：图像的部分区域存在着非常强的纹理结构，或是图像的各个部分之间存在有某种关系，例如自相似性等。视觉冗余：人的视觉对某些信号

4、（如颜色）具有不那么敏感的生理特性，例如视觉惰性（对亮度和色度，蓝色和红绿色，25帧视频采样等）的遮蔽效应。5.1视频编码系统概述知识冗余：有些图像中包含的信息与某些先验的基础知识有关，例如在一般人脸图像中，头、眼、鼻和嘴的相互位置等信息就是一些常识。5.1视频编码系统概述二、压缩编码的分类1、压缩编码的分类压缩编码的分类方法有很多种，从信息论角度可以分为无损压缩和有损压缩两大类。无损压缩是指数据在压缩或解压缩过程中不会改变或损失原有的信息，解压缩产生的数据是原始对象的完整复制，没有失真。有损压缩是利

5、用了人类视觉对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定的信息。5.1视频编码系统概述2、图像压缩编码方法第一代编码技术（经典编码）统计编码(又称熵编码)游程编码哈夫曼编码算术编码预测编码线性预测非线性预测变换编码K-L变换傅立叶变换离散余弦变换第二代编码技术新型编码小波变换分形压缩模型编码5.1视频编码系统概述三、视频编码系统的基本组成分析量化二进制编码信道反量化量化参数参数统计特性信源模型综合二进制解码噪声编码器解码器图6.1数字视频编码系统模型5.1视频编码系统概述信源用户信源编码

6、信源解码信道编码信道解码调制解调传输通道噪声信源编码信道编码图6.2数字传输系统模型5.1视频编码系统概述信源编码：主要解决有效性问题，通过对信源的压缩、扰乱、加密等一系列处理，力求用最少的数码传递最大的信息量，使信号更适宜传输。信道编码：主要解决可靠性问题，即尽量使处理过的信号在传输过程中不出错或少出错，即使出了错也能自动检错和尽量纠错。第五章数字视频图像压缩5.2数字视频压缩的评价指标和图像质量的评判标准一、数字视频压缩的评价指标衡量一个压缩编码方法优劣的重要指标是：压缩比要高。解压缩的

7、图像质量要好。评价指标为：主观评价和客观评价。压缩系统的复杂度和功能。压缩与解压缩速度要快，算法要简单，硬件实现容易。5.2数字视频压缩的评价指标和图像质量的评判标准一、数字视频压缩的评价指标1、香农的信息论原理第一代编码技术是以信息论和数字信号处理技术为理论基础，其中统计编码的基本原理是给出现概率较大的符号一个短码字，而给出现概率较小的符号一个长码字，这样使得最终的平均码长很小。然而，按照香农的理论，无论规定的码字如何分配，其平均码字的比特数不可能小于原信息源的熵值。5.2数字视频压缩的评价指标和

8、图像质量的评判标准熵的定义：设信息源S的符号集为,出现的概率为，则信息源的熵为：其中熵的单位为：比特数/字符。熵值是信息不确定性的一个度量值，当信息越不确定时，信息量越多，香农定义实际给出了实现无损编码和有损编码所需要的最低比特率的界限。=5.2数字视频压缩的评价指标和图像质量的评判标准2、压缩比压缩比是衡量图像压缩系统的一个重要指标，无失真编码不能取得很高的压缩比，是因为它受到信源本身的限制，即香农定理的最低比特率界限，因