《图像编码》PPT课件

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1、数字图像处理(DigitalImageProcessing）湖北师范学院教育信息与技术学院第五章图像压缩编码5.1图像压缩编码的理论基础5.2无失真编码5.3有失真编码5.4图像压缩标准简介1.图像压缩编码的目的模拟信息与数字信息信源2.图像压缩的根据有效信息冗余信息不相干信息设n1是一幅图像原来的数据量，n2表示压缩后的数据量；则有：1）描述压缩算法性能的压缩率（压缩比）为：CR=n1/n22）相对数据冗余：RD=1–1/CR例：CR=20;RD=19/205.1图像压缩编码的理论基础3.图像中存在

2、的冗余三种数据冗余：编码冗余；像素冗余；视觉心理冗余。1）编码冗余：如果一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号，就称该图像包含了编码冗余。例二值化图像，如用8位表示该图像的像素，该图像存在着编码冗余，因为该图像的像素只有两个灰度，用一位即可表示。2)像素冗余：由于任何给定的像素值，原理上都可以通过它的邻居预测到，单个像素携带的信息相对是小的。对于一个图像，很多单个像素对视觉的贡献是冗余的。这是建立在对邻居值预测的基础上。例：原图像数据：234223231238235压缩后数据：23411-

3、8-735.1图像压缩编码的理论基础3）视觉心理冗余：一些信息在一般视觉处理中比其它信息的相对重要程度要小，这种信息就被称为视觉心理冗余。如下图：33K15K4.图像压缩模型1)图像传输环境中图像压缩模型其中，源数据编码：完成原数据的压缩。通道编码：为了抗干扰，增加一些容错、校验位、版权保护，实际上是增加冗余。通道：如Internet、广播、通讯、可移动介质。源数据编码通道编码通道通道解码源数据解码2)源数据编码与解码的模型源数据编码的模型源数据解码的模型源数据编码与解码的模型中，映射器：减少像素冗余

4、，如使用RLE编码。或进行图像变换。量化器：减少视觉心理冗余，仅用于有损压缩。符号编码器：减少编码冗余，如使用哈夫曼编码符号解码器反向映射器映射器量化器符号编码器5.保真度标准——评价压缩算法的标准1）客观保真度标准如果图像压缩过程对图像信息有所损失，能够表示为原始输入图像与压缩后又解压缩输出的图像的函数，这个函数就被称为客观保真度标准。可用信噪比、峰值信噪比、绝对差等表示。2）主观保真度标准通过视觉比较两个图像，给出一个定性的评价，如很粗、粗、稍粗、相同、稍好、较好、很好，这种评价被称为主观保真度标

5、准。(1)优秀的具有极高质量的图像；(2）好的是可供观赏的高质量的图像,干扰并不令人讨厌；(3）可通过的图像质量可以接受,干扰不讨厌；(4)边缘的图像质量较低,希望能加以改善,干扰有些讨厌；(5)劣等的图像质量很差,尚能观看,干扰显著地令人讨厌；(6）不能用图像质量非常之差,无法观看。6.图像压缩编码的分类图像压缩编码的分类如下图：图像压缩编码有失真编码无失真编码行程编码LZW编码哈夫曼编码算术编码无损预测编码位平面编码有损预测编码分形编码模型编码子带编码神经网络编码变换编码K.L变换Haar变换Wa

6、lsh.Hadamard变换离散余弦变换离散傅立叶变换斜变换小波变换5.2无失真编码1、无失真编码编码技术都是为了消除图像中一种或者冗余，根据由压缩数据恢复的像与原始图像的差别，数据压缩可以分为可逆压缩与不可逆压缩。无失真编码主要包括：统计编码、位平面编码、行程编码以及轮廓编码等。统计编码针对无记忆的信源，根据信息码字出现的概率分布特征寻找概率与码字长度间的最优匹配，从而进行压缩；行程编码则是利用图像灰度的相关性；轮廓编码利用图像的结构特征；位平面编码综合空百块编码，行程编码，轮廓编码等实施。2.行程

7、编码（RunLengthEncoding，RLE）1）概念行程：具有相同灰度值的像素序列。2）编码思想去除像素冗余，用行程的灰度和行程的长度代替行程本身。例：设重复次数为iC,重复像素值为iP编码为：iCiPiCiPiCiP编码前：aaaaaabbbbbbcccccccc编码后：7a6b8c分析：对于有大面积色块的图像，压缩效果很好；对于纷杂的图像，压缩效果不好，最坏情况下，会加倍图像数据。3)PCX_RLE编码原则：1)图像数据以字节为单位进行编码.2)按行进行压缩.3)长度在前，灰度值在后.4)单

8、像素没有长度值.5)以最高两位作为判断是重复数还是原像素。最高两位为1，说明是重复数，否则，说明是原像素值.6)重复像素长度iC最大值为26-1=63，如果遇到iC大于63的情况，则分为小于63的几段，分别处理。7)如果遇到不重复的单个像素P：如果P<0xC0（192）直接存入该像素值，否则先存入长度1，再存入像素值（注：在192-255之间的单像素图像不减反增，在192-255之间，64个数高两位为11）3.哈夫曼编码1）基本思想通过减少编码冗余来达到