第 3 章多媒体数据压缩编码技术

第3章多媒体数据压缩编码技术 本章要点 • 多媒体数据压缩编码的重要性和分类 • 常用压缩编码算法的基本原理及实现技术，预测编码、变换编码（K-L变换、DCT变换）、统计编码（Huffman编码、算术编码）。 • 量化的基本原理和量化器的设计思想 • 静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）原理、实现技术，以及动态图像压缩编码的国际标准（MPEG）的基本原理。

多媒体数据压缩编码的重要性 • 信息时代的重要特征是信息的数字化，数字化了的信息带来了“信息爆炸”。多媒体计算机系统技术是面向三维图形、立体声和彩色全屏幕运动画面的处理技术。数字计算机面临的是数值、文字、语言、音乐、图形、动画、静图像和电视视频图像等多种媒体承载了由模拟量转化成数字量信息的吞吐、存储和传输的问题。数字化了的视频和音频信号的数量之大是非常惊人的。

多媒体数据压缩编码的分类 多媒体数据压缩方法根据不同的分类标准而不同 • 第一种，根据质量有无损失可分为：无损压缩和有损压缩。 • 第二种，按照其作用域在空间域或频率域上分为：空间方法、变换方法和混合方法。 • 第三种，根据是否自适应分为自适应性编码和非适应性编码，一般来说，每一个编码方法都有其相应的自适应算法。 • 第四种，按其原理分类也可分为：预测编码、变换编码、量化与矢量量化编码、信息熵编码、分频带编码、结构编码和基于知识的编码。

常用压缩编码算法的基本原理及实现技术 • 预测编码：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。这一方法称为差值脉冲编码调制（differential pulse code modulation，简称DPCM）方法 • 变换编码（K-L变换、DCT变换）：其主要思想是利用图像块内像素值之间的相关性，把图像变换到一组新的基上，使得能量集中到少数几个变换系数上，通过存储这些系数而达到压缩的目的 • 统计编码（Huffman编码、算术编码）：最常用的统计编码是Huffman编码

量化处理是使数据比特率下降的一个强有力的措施。脉冲编码调制（PCM）的量化处理是采样之后进行，从理论分析的角度，图像灰度值是连续的数值，而我们通常看到的是以（0～255）的整数表示图像灰度，这是经 A/D变换后的以256级灰度分层量化处理了的离散数值通常设计量化器有下述两种情况：（1）给定量化分层级数，满足量化误差最小。（2）限定量化误差，确定分层级数，满足以尽量小的平均比特数，表示量化输出。显然，这是一对相互矛盾的要求，设计量化器只能折衷量化的基本原理和量化器的设计思想

静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）原理、实现技术静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）原理、实现技术 • JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一个通用的静态图像压缩标准 • JPEG压缩分4个步骤实现： • ① 颜色模式转换及采样； • ②DCT变换； • ③ 量化； • ④ 编码。

动态图像压缩编码的国际标准（MPEG）的基本原理动态图像压缩编码的国际标准（MPEG）的基本原理 • MPEG（Motion picture Experts Group）是运动图像专家小组的英文缩写 • MPEG标准主要有MPEG-l、MPEG-2、MPEG-4和正在制定的MPEG-7等

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