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數(shù)字圖象處理,第5章 圖像編碼技術 吉林大學 計算機學院,第5章 圖像編碼技術,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮 5.2 圖象保真度 5.3 無失真編碼定理 5.4 哈夫曼編碼 5.5 位平面編碼 5.6 無損預測編碼 5.7 有損預測編碼 5.8 變換編碼,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,圖象編碼 數(shù)據(jù)：信息的載體 信息：媒體所攜帶的內(nèi)容 數(shù)據(jù)壓縮 給定量信息，減少數(shù)據(jù)量 用給定數(shù)據(jù)量，攜帶更多信息量,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,數(shù)據(jù)冗余 （1）象素相關冗余 空間冗余，幾何冗余 （2）編碼冗余 與概率特性有關 （3）心理視覺冗余 與主觀感覺有關,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,象素相關冗余 同一目標的象素之間有相關性 每個象素所攜帶的信息相對較少 映射：2－D象素矩陣 —》其他表達形式,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,,5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,心理視覺冗余 眼睛對某些視覺信息更敏感 人對某些視覺信息更關心 心理視覺冗余與實在的視覺信息聯(lián)系 量化操作，損失不可逆轉(zhuǎn),5.1 數(shù)據(jù)冗余和壓縮,,5.2 圖象保真度,圖象保真度 信息保存型 信息損失型 描述解碼圖象相對于原始圖象的偏離程度 對信息損失的測度,5.2 圖象保真度,主觀保真度準則 主觀測量圖象的質(zhì)量 應用不方便 客觀保真度準則 用編碼輸入圖與解碼輸出圖的某個確定函數(shù)表示損失的信息量 便于計算或測量,5.2 圖象保真度,,5.3 無失真編碼定理,,5.3 無失真編碼定理,,5.3 無失真編碼定理,,5.3 無失真編碼定理,,5.3 無失真編碼定理,,5.4 哈夫曼編碼,減少編碼冗余 變長編碼 用短碼來表示出現(xiàn)多的灰度級 用長碼表示出現(xiàn)少的灰度級 哈夫曼編碼 信源消減 對每個信源符號賦值,5.4 哈夫曼編碼,,5.4 哈夫曼編碼,,5.4 哈夫曼編碼,,5.4 哈夫曼編碼,哈夫曼碼改型 亞最優(yōu) 犧牲編碼效率來換取編碼速度 截斷哈夫曼碼 只一部分用哈夫曼編碼 平移哈夫曼碼 分組有哈夫曼編碼,5.4 哈夫曼編碼,,5.4 哈夫曼編碼,,5.4 哈夫曼編碼,,5.4 哈夫曼編碼,截斷哈夫曼碼 前M個符號用哈夫曼編碼 其余用前綴碼+定長碼（自然碼） 平移哈夫曼碼 分組：相同符號數(shù) 用哈夫曼編碼編第一組 其余組用平移符號+第一組哈夫曼碼,5.5 位平面編碼,,5.5 位平面編碼,,5.5 位平面編碼,,5.5 位平面編碼,游程編碼 1－D游程編碼 將連續(xù)的游程用游程的長度來編碼 用變長碼對游程的長度編碼,5.5 位平面編碼,,5.6 無損預測編碼,,5.6 無損預測編碼,,5.6 無損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.7 有損預測編碼,,5.8 變換編碼,,5.8 變換編碼,變換編碼 （1）構造子圖象 子圖象尺寸影響 （2）變換 變換的選擇 （3）量化 分區(qū)編碼 閾值編碼 （4）符號編碼,5.8 變換編碼,,5.8 變換編碼,變換編碼 （2）變換 變換的選擇 壓縮并不是在變長步驟取得的 是在量化變換的系數(shù)時取得的 變換將圖象能量或信息集中于某些系數(shù) KLT最優(yōu)。但計算量非常大 正弦類變換（如DFT和DCT）較優(yōu) 非正弦類變換（如WHT）實現(xiàn)簡單,5.8 變換編碼,,5.8 變換編碼,（3） 量化 閾值編碼 隨子圖象不同而保留不同位置變換系數(shù) （1）對所有子圖象用一個全局閾值 （2）對各個子圖象分別用不同的閾值 （3）根據(jù)子圖象中各系數(shù)的位置選取閾值 （4） 符號編碼,