多媒体技术与应用
论文题目:图像压缩编码班 级:姓 名:学 号:
2010-12-09
摘要:
多媒体信息中视频、音频的数据量非常大,数据的传输、提高处理速度和节约存储空间成为多媒体的重点课题。因此数据压缩成了多媒体技术的关键技术之一。 图象和视频通常在计算机中表示后会占用非常大的空间,而出于节省硬盘空间的考虑,往往要进行压缩。同时,传输过程中,为了节省珍贵的带宽资源和节省时间,也迫切要求压缩。压缩之后,传输过程中的误码率也会相应地减少
关键字:图像、压缩、编码
正文:
1、图像压缩编码技术概述
图像的数据量非常大。为了有效地传输和存储图像,有必要压缩图像的数据量。随着现代通信技术的发展,要求传输的图像信息的种类和数据量愈来愈大。若不对此进行数据压缩,便难以推广应用。 图像数据可以进行压缩有几方面的原因。首先,原始图像数据是高度相关的,存在很大的冗余。数据冗余造成比特数浪费,消除这些冗余可以节约码字,也就是达到了数据压缩的目的。大多数图像内相邻像素之间有较大的相关性,这称为空间冗余。序列图像前后帧内相邻之间有较大的相关性,这称为时间冗余。其次,若用相同码长来表示不同出现概率的符号也会造成比特数的浪费,这种浪费称为符号编码冗余。如果采用可变长编码技术,对出现概率高的符号用短码字表示,对出现概率低的符号用长码字表示,这样就可大大消除符号编码冗余。再次,有些图像信息(如色度信息、高频信息)在通常的视感觉过程中与另外一些信息相比来说不那么重要,这些信息可以认为是心里视觉冗余,去除这些信息并不会明显地降低人眼所感受到的图像质量,因此在压缩的过程中可以去除这些人眼不敏感的信息,从而实现数据压缩。
在满足一定保真度的要求下,对图像数据的进行变换、编码和压缩,去除多余数据减少表示数字图像时需要的数据量,以便于图像的存储和传输。即以较少的数据量有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术,也称图像编码。图像压缩编码可分为两类:一类压缩是可逆的 ,即从压缩后的数据可以完全恢复原来的图像 ,信息没有损失 ,称为无损压缩编码;另一类压缩是不可逆的 ,即从压缩后的数据无法完全恢复原来的图像 ,信息有一定损失 ,称为有损压缩编码。
2、常用图像压缩编码算法简介
图像压缩编码技术从不同的角度出发,有不同的分类方法。根据压缩过程有无信息损失,可分为有损编码和无损编码。根据压缩原理进行划分,可以分为预测编码、变换编码、统计编码等。
有损编码:有损编码又称为不可逆编码,是指对图像进行有损压缩,致使解码重新构造的图像与原始图像存在一定的失真,即丢失了了部分信息。由于允许一定的失真,这类方法能够达到较高的压缩比。有损压缩多用于数字电视、静止图像通信等领域
无损编码:无损压缩又称可逆编码,是指解压后的还原图像与原始图像完全相同,没有任何信息的损失。这类方法能够获得较高的图像质量,但所能达到的压缩比不高,常用于工业检测、医学图像、存档图像等领域的图像压缩中。
预测编码:预测编码是利用图像信号在局部空间和时间范围内的高度相关性,以已经传出的近邻像素值作为参考,预测当前像素值,然后量化、编码预测误差。预测编码广泛应用于运动图像、视频编码如数字电视、视频电话中。
变换编码:变换编码是将空域中描述的图像数据经过某种正交变换(如离散傅里叶变换DFT、离散余弦变换DCT、离散小波变换DWT等)转换到另一个变换域(频率域)中进行描述,变换后的结果是一批变换系数,然后对这些变换系数进行编码处理,从而达到压缩图像数据的目的。
统计编码:统计编码也称为熵编码,它是一类根据信息熵原理进行的信息保持型变字长编码。编码时对出现概率高的事件(被编码的符号)用短码表示,对出现概率低的事件用长码表示。在目前图像编码国际标准中,常见的熵编码方法有哈夫