數(shù)字圖像處理第八章完整ppt課件

第8章圖像壓縮（圖像編碼）,目的是減少表示數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量。去除冗余。35年前，電視傳輸?shù)膸拤嚎s；60年前，C.E.Shannon等的信息理論發(fā)展成目前的國際圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。目前，圖像壓縮技術(shù)被認(rèn)為是一種“使能技術(shù)”（enablingtechnology”)。提高圖像分辨率，開發(fā)新的電視標(biāo)準(zhǔn)，電視會議、RS、FAX等。,8.1基礎(chǔ),數(shù)據(jù)壓縮表示定量信息所需數(shù)據(jù)量的減少過程,數(shù)據(jù)、信息、知識。比如，不同人講相同的事件。,數(shù)據(jù)冗余：是數(shù)字圖像壓縮的中心問題。這不是抽象的概念，而是可以用數(shù)學(xué)式子度量的實體：如果表示相同信息的兩組數(shù)據(jù)所用的信息載體單元數(shù)量分別為n1和n2,則第一組數(shù)據(jù)的相對(第二組數(shù)據(jù)的)數(shù)據(jù)冗余RD可定義為：RD=1-1/CR(-,1)其中：CR=n1/n2,(0,),RD=1-1/CR(-,1)其中：CR=n1/n2,(0,),當(dāng)n1=n2,CR=1而RD=0，表示相對于第二組數(shù)據(jù)，第一種數(shù)據(jù)表達(dá)沒有包含冗余數(shù)據(jù)。當(dāng)n2n1,CR0，RD-，表示第二組數(shù)據(jù)比原始表示包含多得多得數(shù)據(jù)。這也是通常不希望出現(xiàn)得數(shù)據(jù)膨脹。比如CR=10，RD=0.9,表示第一組數(shù)據(jù)中有90%的數(shù)據(jù)是冗余的。,數(shù)據(jù)冗余的類別,1.空間冗余2.時間冗余3.信息熵冗余（編碼冗余）4結(jié)構(gòu)冗余5.知識冗余6.視覺冗余7.其它冗余在數(shù)字圖像壓縮中，3種基本的數(shù)據(jù)冗余是：編碼冗余，像素間冗余，心理視覺冗余。減少其中1到多種冗余就是數(shù)據(jù)壓縮,8.1.1編碼冗余,Code1的二進制平均碼長為3；Code1的二進制平均碼長(l2pr)為2.7；Huffman碼壓縮比CR=3/2.7=1.11,上例壓縮的原理：l2(rk)與pr(rk)成反比,變長編碼Code1不能使其平均碼長(l2pr)最小，有編碼冗余。數(shù)字圖像一般都有編碼冗余,8.1.2像元間的冗余,c,d直方圖分別對應(yīng)a,b圖，相同的三峰，兩邊是火柴：,等長碼有編碼冗余，可用變長碼壓縮。但是，變長碼還是不能改變像元間的相關(guān)性。,計算像元間的相關(guān)性可用P414中的6式。沿某水平線,e,f分別反映a,b圖像像元在不同間隔后灰度的相關(guān)程度,利用像元值的空間相關(guān)可預(yù)測,減少像元間冗余的一種方法：行程編碼(RLC)Run-LengthCode,a,b,c,d,nonvisual,p.417,CR的計算,8.1.3視覺冗余,2561286432,16842,在8個比特的灰度值中，每次去掉一個bit面，從左/右？,8.1.3Psycho-visualRedundancy,眼睛對所有視覺信息的響應(yīng)具有不同的靈敏度。消除心理視覺冗余會導(dǎo)致數(shù)量信息的損失，又稱量化。,原圖256級,16級,2:1,IGC16級,2:1,量化,不可逆，信息損失,IGS,ImprovedGray-Scalequantization,IGS意識到眼睛對邊緣特有的敏感性，通過加入偽隨機數(shù)來破壞邊緣：偽隨機數(shù)從鄰近像元的低4位獲得，加入當(dāng)前像元灰度值后才量化。（圖像的低bit面很象隨機數(shù)，見p.89）低4位的初值為0000，對高4位為1111的像素不加隨機數(shù)。,01101100000001101100,10001011110010010111,10000111011110001110,11110100111011110100,8.1.4保真度準(zhǔn)則,Objective/SubjectiveFidelityCriteriaObjective：SNR,p.420Subjective:judgedbyagroupofpeople,Objective：Subjective=3：7,8.2ImageCompressionModels,圖8.5通用壓縮系統(tǒng)模型,信源編碼：消除輸入冗余。信道編碼：對源編碼的輸出加強噪聲免疫。,a,b,Mapper:減少空間冗余Quantizer:減少視覺冗余。不可逆，不失真（熵）編碼要省去。Symbolencoder:減少編碼冗余,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Table8.14(Cont),Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8ImageCompression,Chapter8Im