第三章多媒体数据压缩编第三章多媒体数据压缩编码技术码技术3.1多媒体数据压缩编码的重要性和分类3.2量化3.3统计编码3.3预测编码3.5变换编码3.6多媒体数据压缩编码的国际标准本章重点介绍1.1.统计编码、预测编码和变换编码的原理统计编码、预测编码和变换编码的原理2.2.多媒体数据压缩编码的国际标准多媒体数据压缩编码的国际标准JPEGJPEG3.3.多媒体数据压缩编码的国际标准多媒体数据压缩编码的国际标准MPEGMPEG3.1多媒体数据压缩编码的重要性和分类3.1.1多媒体数据压缩编码的重要性3.1.2多媒体数据压缩的可能性3.1.3多媒体数据压缩方法的分类3.1.1多媒体数据压缩编码的重要性多媒体技术最大难题是海量数据存储与传送电视信号数字化后的数据量。信息量与数据量的关系I=D+duI—信息量D—数据量du—冗余量1.du在平时说话时是大量存在的。2.中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。3.图像信息、视频信息的冗余就更大了。3.1.2多媒体数据压缩的可能性1.空间冗余规则物体和规则背景的表面物理特性具有相关性。例:图象中的“A”是一个规则物体，光的亮度、饱和度及颜色都一样具有规则，因此，数据A有很大的冗余。2.时间冗余3.信息熵冗余（编码冗余）信息量：指从N个相等的可能事件中选出一个事件所需要的信息度量和含量。信息熵：指一团数据所带的信息量，平均信息量就是信息熵（entropy）。4.结构冗余图象有非常强的纹理结构。如草席图结构上存在冗余。5.知识冗余图像的理解与某些基础知识有关。例:人脸的图像有同样的结构：嘴的上方有鼻子，鼻子上方有眼睛，鼻子在中线上……6.视觉冗余视觉冗余是非均匀、非线性的，视觉系统并不能对于图像的任何变化都有所感知。7.其他冗余图象空白的非定长性。3.1.3多媒体数据压缩方法的分类按编码算法原理分:(1)预测编码(2)变换编码(3)量化与向量量化编码(3)信息熵编码(5)子带编码(6)结构编码(7)基于知识的编码多媒体数据编码分类PCM：脉冲编码调制多媒体数据压缩方法根据不同的依据产生不同的分类：根据质量有无损失——有损失编码和无损失编码（不可逆编码和可逆编码）；按照其作用域在空间或频率上——空间方法，变换方法和混合方法；根据是否自适应——自适应性编码和非适应性编码。按压缩方法分:有失真压缩、无失真压缩1·脉冲编码调制PCM脉冲编码是连续模拟信号的数字采样表示。若量化器为N级，N=2b，则每一个采样用b位的二进制代码表示。信号的量化中，每一色彩分量一般用8位表示。脉冲编码调制编码器和解码器位于一个图像编码系统的起点（A/D转换器）和终点（D/A转换器2·预测编码DPCM编码器记录与传输的不是样本的真实值，而是它与预测值的差——差值脉冲编码调制方法。预测值由欲编码图像信号的过去信息决定。本方法通常采用线性预测，比例系数由统计特性估计得到。预测不仅可以在相邻像素值之间进行，还可以在行与行之间进行。由于真实值与预测值的差值变化远远小于真实值的变化范围，因而可采用较少的位数来表示。如果利用人的视觉特性对差值进行非均匀量化，能够获得更高的压缩比。3·变换编码利用图像块（矩阵）的像素值之间的相关性，把图像变换到一组新的域上，使得能量集中到少数几个变换系数上，通过存储这些系数达到压缩的目的。本方法采用对整幅的原始图像分成许多个矩形区域子图像独立进行变换。常用变换有：卡亨南—洛维变换（KLT）离散余弦变换（DCT）沃尔什—哈达玛变换（WHT）离散傅里叶变换（DFT）。4·统计编码哈夫曼（Huffman）编码（统计编码最常用的一种）。对于出现频率大的符号用较少的位数来表示；对于出现频率小的符号用较多的位数来表示。其编码效率主要取决于需编码的符号出现的概率分布，越集中则压缩比越高。算术编码每一符号对应[0，1]上的一子区间，区间长度为该符号出现的概率。算术编码的优点是可方便地使用自适应编码，可以根据当前接收的数据不断地更改概率模型。5·混合编码合并变换和预测技术的编码方法。在某一方向上进行酉变换，而在另一方向上采用DPCM对变换系数进行预测编码。对动态图像而言，采用二维变换加上时间方向上的DPCM预测...
