第六章 圖像編碼(3)

1、姓名：石英E_mail：a_l一：概述和分類一：概述和分類l二：基本概念和理論二：基本概念和理論l三：簡單的編碼方法三：簡單的編碼方法l四：預測編碼四：預測編碼l五：變換編碼五：變換編碼l六：國際標準簡介六：國際標準簡介l一：概述和分類一：概述和分類l二：基本概念和理論二：基本概念和理論l三：簡單的編碼方法三：簡單的編碼方法l四：預測編碼四：預測編碼l五：變換編碼五：變換編碼l六：國際標準簡介六：國際標準簡介l6.3.1 變長編碼變長編碼l6.3.2 位平面編碼位平面編碼概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準 位平面編碼是一種基于將灰度值圖像

2、分位平面編碼是一種基于將灰度值圖像分解成一系列二值圖，再對每一幅二值圖采用解成一系列二值圖，再對每一幅二值圖采用二元壓縮的方法進行壓縮的技術。這種技術二元壓縮的方法進行壓縮的技術。這種技術除能消除或減少編碼冗余外，也能消除或減除能消除或減少編碼冗余外，也能消除或減少圖像中的象素間冗余。少圖像中的象素間冗余。概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準1. 位平面分解位平面分解常數塊編碼常數塊編碼1D游程編碼游程編碼2D游程編碼游程編碼邊界跟蹤和編碼邊界跟蹤和編碼2. 編碼算法比較編碼算法比較概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變

3、換編碼變換編碼 國際標準國際標準1. 位平面分解位平面分解 具有具有mbit灰度級的圖像中象素的灰度值可灰度級的圖像中象素的灰度值可以由如下多項式來表示：以由如下多項式來表示： am-12m-1+am-22m-2+a121+a020 把上述多項式的把上述多項式的m個系數分別分到個系數分別分到m個個1bit的位平面中去就能把一幅灰度圖分解成一系列的位平面中去就能把一幅灰度圖分解成一系列二值圖集合。二值圖集合。概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準1. 位平面分解位平面分解 這種分解方法的缺點：象素點的微小變化這種分解方法的缺點：象素點的微小變化

4、有可能對位平面的復雜度產生較明顯的影響。有可能對位平面的復雜度產生較明顯的影響。 例如：空間相鄰象素的灰度值分別為例如：空間相鄰象素的灰度值分別為 127(01111111)2和和128(10000000)2 那么圖像的每個位平面在這個位置上都有那么圖像的每個位平面在這個位置上都有從從1到到0（或從（或從0到到1）的過渡。采用灰度碼減少）的過渡。采用灰度碼減少這種影響。這種影響。概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準1. 位平面分解位平面分解 灰度碼定義：灰度碼定義： gi= ai ai+1 0=i 0 0 是一個正常數是一個正常數-其它其它

5、 e en n用用1位編碼位編碼 預測器預測器fn = fn-1 一般是一個小于一般是一個小于1的預測系數的預測系數 en =概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準lDM(Delta modulation)有損有損預測編碼預測編碼 舉例：舉例： = 1， = 6.5 計算：兩個像素計算：兩個像素 f0 =14、f1 =15n=0, f0 = f0 = 14，n=1，f1 = f0 =(1)(14) = 14 （預測結果）預測結果）編碼編碼 e1 = 15 14 = 1 （預測誤差）預測誤差） e1 = +6.5 (因為因為e1 0 ) （量化

6、誤差）量化誤差）解碼解碼 f1 = e1+f1 = 6.5+14 = 20.5 （重構結果）重構結果） f1- f1 = (15 20.5) = 5.5 （重構誤差）重構誤差）概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準lDM(Delta modulation)有損有損預測編碼預測編碼 舉例：舉例： = 1， = 6.5 輸入輸入 編碼編碼 解碼解碼誤差誤差n f f e e f f f f- f0 14 - - - 14.0 - 14.0 0.01 15 14.0 1.0 6.5 20.5 14.0 20.5 -5.52 14 20.5 -6.5

7、 -6.5 14.0 20.5 14.0 0.03 15 14.0 1.0 6.5 20.5 14.0 20.5 -5.5 . . . . . . . . .14 29 20.5 8.5 6.5 27.0 20.5 27.0 2.015 37 27.0 10.0 6.5 33.5 27.0 33.5 3.516 47 33.5 13.5 6.5 40.0 33.5 40.0 7.017 62 40.0 22.0 6.5 46.5 40.0 46.5 15.5概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準lDM(Delta modulation)有損有

8、損預測編碼預測編碼 算法分析算法分析 粒狀噪音粒狀噪音溢出過載溢出過載例例6.4.1 DM編碼示例編碼示例概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準lDM(Delta modulation)有損有損預測編碼預測編碼算法分析算法分析 在在n=14到到19變化快的區(qū)域，變化快的區(qū)域， 太小太小以至不能表示輸以至不能表示輸入的最大的變化，發(fā)生一個被稱為入的最大的變化，發(fā)生一個被稱為溢出過載溢出過載的失真。的失真。 在在n= 0到到7相對平滑的區(qū)域，相對平滑的區(qū)域， 太大太大以至不能表示輸以至不能表示輸入的最小變化，出現了入的最小變化，出現了粒狀噪音粒狀噪音 在大多數圖像中，這兩種現象導致在大多數圖像中，這兩種現象導致: 對象邊緣的鈍化對象邊緣的鈍化 平滑區(qū)域表面粒狀的失真平滑區(qū)域表面粒狀的失真概述概述基本知識基本知識統(tǒng)計編碼統(tǒng)計編碼預測編碼預測編碼變換編碼變換編碼 國際標準國際標準lDM(Delta modulation)有損有損預測編碼預測編碼算法分析算法分析 在所有有損預測壓縮中都會出現誤差。誤差的嚴在所有有損預測壓縮中都會出現誤差。誤差的嚴重程度取決于使用的重程度取決于使用的量化方法和預測方法之間的量化方法和預測方法之間的相