多媒體數(shù)據(jù)壓縮編碼介紹(ppt-77頁)課件

1、第2章多媒體數(shù)據(jù)壓縮基礎2.1 數(shù)據(jù)壓縮編碼簡介2.2 統(tǒng)計編碼2.3 詞典編碼2.4 預測編碼2.5 變換編碼2.1 數(shù)據(jù)壓縮編碼簡介2.1.1數(shù)據(jù)壓縮的必要性文本: 若1024768顯示分辨率、1616點陣文字、4 Byte/字，則一屏漢字的總數(shù)據(jù)量為: (1024/16)(768/16)4 = 12288 Byte (12KB)圖片：若采用1024768顯示分辨率，則滿屏圖像的總數(shù)據(jù)量為: 1024768248 = 2359296Byte (2304 KB)音頻： 若采樣頻率為44100Hz，16bit (2Byte)，立體聲 (2聲道)， 則1分鐘的總數(shù)據(jù)量為: 441002 Byte

2、2 (STEREO) 60s = 10336 KB (10MB)視頻：若圖像分辨率為352240，24位色彩，幀率為25幀/秒， 則1分鐘的總數(shù)據(jù)量為: 352240 3 Byte2560s = 371250 KB (362.55MB)分鐘數(shù)字音頻信號需要的存儲空間1分鐘數(shù)字視頻信號需要的存儲空間12.1.2 數(shù)據(jù)壓縮的可能性 數(shù)據(jù)存在冗余 (重復數(shù)據(jù)、可忽略數(shù)據(jù)) 不敏感因素 (顏色、亮度、頻率、細節(jié))24 位顏色 (16,777,216色)8位顏色 (256色)數(shù)據(jù)冗余基本概念：冗余 信息所具有的各種性質中多余的無用內(nèi)容冗余度 多余的無用內(nèi)容的程度信息量與冗余的關系I = D duI 信息

3、量 D 數(shù)據(jù)量 du 冗余量，包含在D中數(shù)據(jù)冗余類型常見的冗余類型：1、空間冗余2、時間冗余3、結構冗余4、視覺冗余5、知識冗余6、信息熵冗余1.空間冗余 規(guī)則物體的物理相關性2.時間冗余 視頻、動畫前后畫面間的相關性3.結構冗余 規(guī)則紋理、相互重疊的結構表面224色28色4. 視覺冗余 視覺敏感度非均勻、非線性5. 知識冗余 憑借經(jīng)驗識別6. 信息熵冗余也稱編碼冗余：如果表示多媒體內(nèi)容使用的平均比特數(shù)大于該消息的信息熵，則信源中存在冗余，即信息熵冗余。例如：圖像中平均每個像素使用的比特數(shù)大于該圖像的信息熵，則圖像中存在冗余，這種冗余即為信息熵冗余。2.1.3 數(shù)據(jù)壓縮技術的重要指標 壓縮比:

4、 壓縮過程中輸入數(shù)據(jù)量與輸出數(shù)據(jù)量之比 恢復質量（失真度）: 解壓后的恢復效果要好 算法的復雜性和運算速度2.1.4 數(shù)據(jù)壓縮編碼方法分類分類方法一：根據(jù)解碼后是否能夠完全無失真地恢復進行分類1）無損壓縮（可逆壓縮）冗余壓縮其原理是在壓縮時去除或減少冗余值，而在解壓縮時重新將這些值插入到數(shù)據(jù)中，恢復原始數(shù)據(jù)。壓縮比較低，一般在2：15：1，多用于文本數(shù)據(jù)的壓縮。典型的編碼方法有：香農(nóng)-范諾碼、Huffman編碼、算術編碼、行程編碼、 LZW 編碼2.1.4 數(shù)據(jù)壓縮編碼方法分類分類方法一：根據(jù)解碼后是否能夠完全無失真地恢復進行分類2）有損壓縮指使用壓縮后的數(shù)據(jù)進行重構，重構后的數(shù)據(jù)與原來的數(shù)據(jù)

5、有所不同，但不影響人對原始資料表達的信息造成誤解。圖像和聲音的壓縮就可以采用有損壓縮，因為其中包含的數(shù)據(jù)往往多于我們的視覺系統(tǒng)和聽覺系統(tǒng)所能接收的信息，丟掉一些數(shù)據(jù)而不至于對聲音或者圖像所表達的意思產(chǎn)生誤解，但可大大提高壓縮比。典型的編碼方法有：PCM 編碼、預測編碼、變換編碼、子帶編碼等。2.1.4 數(shù)據(jù)壓縮編碼方法分類分類方法二：壓縮編碼方法的原理進行分類1）統(tǒng)計編碼: Huffman，Shannon，REL,詞典編碼2）預測編碼: PCM，DPCM，DM，LPC 變換編碼: DCT 子帶（sub-band)編碼 模型編碼壓縮技術分類通用數(shù)據(jù)壓縮（均為無損壓縮）多媒體數(shù)據(jù)壓縮（無損和有損壓

6、縮）基于統(tǒng)計模型的壓縮技術基于字典模型的壓縮技術Huffman編碼算術編碼LZ77LZ78LZW圖像壓縮音頻和視頻壓縮MPEG等二值圖像CCITTJBIG等灰度圖像FELICSJPEG等彩色圖像RLE編碼JPEG等矢量圖像PostScriptWMFCAD等壓縮技術的應用電報、傳真(CCITT)通訊(Modem/網(wǎng)絡協(xié)議)存儲(壓縮池)文件系統(tǒng)(壓縮扇區(qū))圖像(GIF/TIFF/JPEG)音頻(MP3)視頻(MPEG/RM)數(shù)據(jù)庫(B+樹)歸檔(TAR/ZIP)密碼學(消除數(shù)據(jù)的原始特征)全文索引(倒排索引表)編譯(JAVA)程序設計(算法/空間和時間效率)人工智能(專家系統(tǒng)/知識樹)2.2.1

7、 信息熵及基本概念 1信息量信息量是指從N個相等的可能事件中選出一個事件所需要的信息度量或含量，也就是在辨識N個事件中特定的一個事件的過程中所需要提問“是或否”的最少次數(shù)。 設從N個數(shù)中選定任一個數(shù)xj的概率為p（xj），假定選定任意一個數(shù)的概率都相等，即p（ xj ）1/N，因此定義其信息量為:式中，P(xj)是信源X發(fā)出xj的概率。I(xj)的含義是，信源X發(fā)出xj這個消息（隨機事件）后，接收端收到的信息的量度。2.2 統(tǒng)計編碼信息熵熵來源于40年代由Claude Shannon創(chuàng)立的信息論中的一條定理，這一定理借用了熱力學中的名詞“熵”( Entropy )來表示一條信息中真正需要編碼的

8、信息量。信源S發(fā)出的xj（j=1,2,n）共n個隨機事件的自信息統(tǒng)計平均，即H(X)稱為信源X的“熵”，即信源X發(fā)出任意一個隨機變量的平均信息量。其中：等概率事件信源的熵最大，為：當P(x1)1時，P(x2)P(x3)P(xj)0，由（4-6）式得此時熵為由上可得熵的范圍為：在編碼中用熵值來衡量是否為最佳編碼。若以Lc表示編碼器輸出碼字的平均碼長，則當LcH(S) 有冗余，不是最佳。LcH(S) 不可能。LcH(S) 最佳編碼（Lc稍大于H(S)）。熵值為平均碼長Lc的下限。平均碼長Lc的計算公式為：（j=1,2,n）其中：P(xj) 是信源X發(fā)出xj的概率，L(xj)為xj的編碼長度。平均碼

9、長與熵關系熵的計算范例例：對信息aabbaccbaa，字符串長度為 10，字符a、b、c分別出現(xiàn)了5、3、2次，則Ia=-log2(0.5)=1比特 Ib=-log2(0.3)=1.737 比特 Ic=-log2(0.2)=2.322 比特H（S）= 0.5Ia +0. 3Ib +0. 2Ic =1.4855比特/符號如采用等長編碼，則每個字符需要位；總的碼長: L=5*+3* +2* = 位對比一下，我們用ASCII編碼表示該信息需要80位?；舅枷耄褐饕槍o記憶信源，根據(jù)信息（符號）出現(xiàn)概率的分布特征進行壓縮編碼，尋找概率與碼字長度之間的最佳匹配:主要方法：包括哈夫曼編碼、算術編碼、行程

10、編碼等統(tǒng)計編碼原理2.2.1 哈夫曼編碼哈夫曼1952年提出主要思想：在變字長編碼中，對于出現(xiàn)概率大的信息符號編以短字長的碼，對于概率小的符號編以長字長的碼。最佳性：如果碼字長度嚴格按所對應符號出現(xiàn)概率大小逆序排列，則平均碼字長度一定小于其他以任何符號順序排列方式得到的平均碼字長度。1.將符號按出現(xiàn)概率由大到小排列，給最后兩個符號賦予一個二進制碼，概率大的賦1，小的賦0（反之亦可）2.把最后兩個符號的概率合成一個概率，重復上一步3.重復步驟2，直到最后只剩下兩個概率為止4.將每個符號所對應的分支的0,1反序排出即可哈夫曼編碼步驟0.230.210.180.150.130.070.03概率 1

11、00.101 00.23 1 00.33 1 00.44 1 00.560 11編碼 01 00 111 110 10110011000可以看出，概率大的符號其編碼短，概率小的符號其編碼長，符號使用其編碼來表示，達到數(shù)據(jù)壓縮目的A1A2A3A4A5A6A7符號哈夫曼編碼舉例編碼 01 00 111 110 10110011000碼長 2 2 3 3 3 4 4碼字的平均長度：可見，哈夫曼編碼結果，其平均長度接近于信息符號的熵值，但是仍有冗余哈夫曼編碼性能分析信源的信息熵：哈夫曼編碼練習哈夫曼編碼特點優(yōu)點：當信源符號概率是2的負冪次方時， Huffman 編碼法編碼效率達到100%。一般情況下，

12、它的編碼效率要比其它編碼方法的效率高，是最佳變長碼。 缺點：Huffman 碼依賴于信源的統(tǒng)計特性，必須先統(tǒng)計得到信源的概率特性才能編碼，這就限制了實際的應用。通常可在經(jīng)驗基礎上預先提供Huffman碼表，此時性能有所下降。2.2.2 行程編碼最簡單的編碼方法之一。主要思想：檢測重復出現(xiàn)的比特或字符序列，并用一個單獨的值和一個計數(shù)值來取代。行程編碼原理如圖所示，假定一幅灰度圖像，第n行的像素值為：用RLE編碼方法得到的代碼為：3150841160。代碼斜體表示的數(shù)字是行程長度，斜體字后面的數(shù)字代表像素的顏色值。例如斜體字50代表有連續(xù)50個像素具有相同的顏色值，它的顏色值是8。 對比RLE編碼

13、前后的代碼數(shù)可以發(fā)現(xiàn)，在編碼前要用73個代碼表示這一行的數(shù)據(jù)，而編碼后只要用10個代碼表示代表原來的73個代碼，壓縮前后的數(shù)據(jù)量之比約為7:1，即壓縮比為7:1。這說明RLE確實是一種壓縮技術，而且編碼技術實用。消零(或消空白)法 將數(shù)字中連續(xù)的“0”或文本中連續(xù)的空白用一個標識符(或特殊字符)后跟數(shù)字N(連續(xù)“0”的個數(shù))來代替。 如數(shù)字序列： 742300000000000000000055 編碼為： 7423Z1855行程編碼示例RLE的性能好壞主要取決于圖像本身的特點。RLE壓縮編碼尤其適用于計算機生成的圖像，對減少圖像文件的存儲空間非常有效。然而，由于顏色豐富的自然圖像在同一行上具有

14、相同顏色的連續(xù)像素往往很少，而連續(xù)幾行都具有相同顏色值的連續(xù)行數(shù)就更少，如果仍然使用RLE編碼方法，不僅不能壓縮圖像數(shù)據(jù)，反而可能使原來的圖像數(shù)據(jù)變得更大。 譯碼時按照與編碼時采用的相同規(guī)則進行，還原后得到的數(shù)據(jù)與壓縮前的數(shù)據(jù)完全相同。因此，RLE屬于無損壓縮技術。行程編碼的應用2.2.3 算術編碼（arithmetic coding AC）20世紀60年代初，Elias提出了算術編碼概念；1976年， Rissanen和Pasco首次介紹了它的實用技術?；驹恚簩⒕幋a的信息序列表示成實數(shù)0和1之間的一個間隔(Interval)，信息序列越長，編碼表示它的間隔就越小，表示這一間隔所需的二進制

15、位就越多。假設某個字符的出現(xiàn)概率為 80%，該字符事實上只需要 -log2(0.8) = 0.322 個二進制位進行編碼。難道真的能只輸出 0.322 個 0 或 0.322 個 1 嗎？算術編碼的輸出是：一個小數(shù)算術編碼對整條信息（無論信息有多么長），其輸出僅僅是一個數(shù)，而且是一個介于0和1之間的二進制小數(shù)。例如算術編碼對某條信息的輸出為1010001111，那么它表示小數(shù)0.1010001111，也即十進制數(shù)0.64算術編碼例：假設信源符號為A, B, C, D，這些符號的概率分別為 0.1, 0.4, 0.2, 0.3 ，根據(jù)這些概率可把間隔0, 1分成4個子間隔：0, 0.1）, 0.

16、1, 0.5）, 0.5, 0.7）, 0.7, 1），其中x,y）表示半開放間隔，即包含x不包含y，如表2-1所示。符號ABCD概率0.10.40.20.3初始編碼間隔0,0.1）0.1,0.5）0.5,0.7）0.7,1）表2-1 信源符號、概率和初始編碼間隔如果消息序列的輸入為：CADACDB，其編碼過程如下：首先輸入的符號是C，找到它的編碼范圍是0.5, 0.7）；由于消息中第2個符號A的編碼范圍是0, 0.1），因此它的間隔就取0.5, 0.7）的第一個1/10作為新間隔0.5, 0.52）；編碼第3個符號D時取新間隔為0.514, 0.52）；編碼第4個符號A時，取新間隔為0.51

17、4, 0.5146），。算術編碼過程消息的編碼輸出可以是最后一個間隔中的任意數(shù)，整個編碼過程如圖4-3所示。最后在0.5143876,0.514402）中選擇一個數(shù)作為編碼輸出值：0.5143876。解碼時，解碼器由編碼輸出值：0.5143876，可馬上解得一個字符為C，然后依次得到唯一解A,D,A,C,D,B。Character probability Range (space) 1/10 A 1/10 B 1/10 E 1/10 G 1/10 I 1/10 L 2/10 S 1/10 T 1/10算術編碼示例0.01.00.20.2560.2580.250.10.50.60.80.90.2

18、0.30.4TGILSABE0.30.260.250.26ILL0.2560.2580.25720.25760.25720.25760.25724算術編碼示例(續(xù))編碼輸入符號序列: BILL GATESNew character Low value High valueB 0.2 0.3I 0.25 0.26L 0.256 0.258L 0.2572 0.2576(space) 0.25720 0.25724G 0.257216 0.257220A 0.2572164 0.2572168T 0.25721676 0.2572168E 0.257216772 0.257216776S 0.25

19、72167752 0.2572167756算術編碼示例(續(xù))最終編碼（標簽）是0.2572167752-0.2572167756之間的任意數(shù)值，它可以通過解碼還原初始序列解碼是編碼的逆過程因為 0.2572167752 位于 0.2 至 0.3之間, 所以解碼的第一個字符是 B.通過減去B的最低值，去除B的影響。碼值變?yōu)椋?.0572167752.碼值除以B的范圍0.1，碼值變?yōu)椋?0.572167752.碼值落入I的范圍重復上述過程，直到0值或字符序列長度為止解碼過程解碼結果rcLowHighrange 0.2572167752 B0.20.30.10.572167752I0.50.60.1

20、0.72167752L0.60.80.2 0.6083876L0.60.80.20.041938(space)0.00.10.10.41938G0.40.50.10.1938A0.20.30.10.938T0.91.00.10.38E0.30.40.10.8S0.80.90.12.3 詞典編碼通用編碼技術：有許多場合，開始時不知道要編碼數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，也不一定允許你事先知道它們的統(tǒng)計特性。詞典編碼：主要利用數(shù)據(jù)本身包含有重復代碼這個特性。例如文本文件和光柵圖像就具有這種特性。詞典編碼法分類：指針法索引法2.3 詞典編碼通用編碼技術：有許多場合，開始時不知道要編碼數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性，也不一定允許你事

21、先知道它們的統(tǒng)計特性。詞典編碼：主要利用數(shù)據(jù)本身包含有重復代碼這個特性。例如文本文件和光柵圖像就具有這種特性。詞典編碼法分類：指針法索引法指針法查找正在壓縮的字符序列是否在以前輸入的數(shù)據(jù)中出現(xiàn)過，然后用已經(jīng)出現(xiàn)過的字符串替代重復的部分，它的輸出僅僅是指向早期出現(xiàn)過的字符串的“指針”。典型算法為LZ77算法及LZSS算法。索引法從輸入的數(shù)據(jù)中創(chuàng)建一個“短語詞典(dictionary of the phrases)”，這種短語不一定是像“嚴謹勤奮求實創(chuàng)新”和“國泰民安是坐穩(wěn)總統(tǒng)寶座的根本”這類具有具體含義的短語，它可以是任意字符的組合。編碼數(shù)據(jù)過程中當遇到已經(jīng)在詞典中出現(xiàn)的“短語”時，編碼器就輸出

22、這個詞典中的短語的“索引號”，而不是短語本身。LZ77算法(指針法)字典模型：現(xiàn)代漢語詞典以及下面的例子L77算法主要術語：輸入數(shù)據(jù)流(input stream)：要被壓縮的字符序列。 字符(character)：輸入數(shù)據(jù)流中的基本單元。 編碼位置(coding position)：輸入數(shù)據(jù)流中當前要編碼的字符位置，指前向緩沖存儲器中的開始字符。 前向緩沖存儲器(Lookahead buffer)：存放從編碼位置到輸入數(shù)據(jù)流結束的字符序列的存儲器。 窗口(window)：指包含已編碼W個字符的窗口。 指針(pointer)：指向窗口中的匹配串且含長度的指針。LZ77編碼算法編碼算法的具體執(zhí)行步

23、驟如下：（）把編碼位置設置到輸入數(shù)據(jù)流的開始位置。 （）查找窗口中最長的匹配串。 （）以“(Pointer, Length) Characters”的格式輸出，其中Pointer是指向窗口中匹配串的指針，Length表示匹配字符的長度，Characters是前向緩沖存儲器中的不匹配的第1個字符。 （）如果前向緩沖存儲器不是空的，則把編碼位置和窗口向前移(Length+1)個字符，然后返回到步驟2。LZ77編碼示例說明“步驟”欄表示編碼步驟。 “位置”欄表示編碼位置，輸入數(shù)據(jù)流中的第1個字符為編碼位置1。 “匹配串”欄表示窗口中找到的最長的匹配串。 “字符”欄表示匹配之后在前向緩沖存儲器中的第1

24、個字符。 “輸出”欄以“(Back_chars, Chars_length) Explicit_character”格式輸出。其中，(Back_chars, Chars_length)是指向匹配串的指針，告訴譯碼器“在這個窗口中向后退Back_chars個字符然后拷貝Chars_length個字符到輸出”，Explicit_character是真實字符。步驟位置匹配串 字符 輸出 11-A(0,0) A22-B(0,0) B33BC(1,1) C45ABBB(4,3) B59C-(5,1)編碼舉例位置123456789字符ABBCABBBC步驟位置匹配串 字符 輸出 11-A(0,0) A22

25、-B(0,0) B33BC(1,1) C45ABBB(4,3) B59C-(5,1)譯碼演示位置123456789字符ABBCABBBC步驟位置編碼流 輸出 11(0,0) AA22(0,0) BB33(1,1) CBC45(4,3) BABBB59(5,1)CLZW算法( 索引法)LZW算法：J.Ziv和A.Lempel在1978年首次發(fā)表了介紹第二類詞典編碼算法的文章。在他們的研究基礎上，Terry A.Welch在1984年發(fā)表了改進這種編碼算法的文章，因此把這種編碼方法稱為LZW(Lempel-Ziv Walch)壓縮編碼。主要思想： 通過管理這個詞典完成輸入與輸出之間的轉換。LZW編

26、碼器的輸入是字符流(Char stream)，字符流可以是用8位ASCII字符組成的字符串，而輸出是用n位(例如12位)表示的碼字流 (Code stream)，碼字代表單個字符或多個字符組成的字符串(String)。LZW編碼算法步驟1：將詞典初始化為包含所有可能的單字符，當前前綴P初始化為空。步驟2：當前字符C:=字符流中的下一個字符。步驟3：判斷PC是否在詞典中 （1）如果“是”，則用C擴展P，即讓P:=PC，返回到步驟2。 （2）如果“否”，則 輸出與當前前綴P相對應的碼字W； 將PC添加到詞典中； 令P:=C，并返回到步驟2LZW編碼舉例位置123456789字符ABCABABAA步

27、驟位置碼字詞典輸出（1）A（2）B（3）C11（4）AB（1）22（5）BC（2）33（6）CA（3）44（7）ABA（4）56（8）ABAA（7）6（1）輸入數(shù)據(jù)流：編碼過程：LZW譯碼算法兩個術語： 1.當前碼字：當前正在處理的碼字，cW表示當前碼字，string.cW表示當前綴-符串（前綴+字符） 2.先前碼字：先于當前碼字的碼字，用pW表示，string.pW表示先前綴-符串LZW譯碼算法：先記住先前碼字(pW)，從碼字流中讀當前碼字(cW)之后，輸出當前綴-符串string.cW，然后把用string.cW的第一個字符擴展的先前綴-符串string.pW添加到詞典中。LZW譯碼算法步

28、驟1：在開始譯碼時包含所有可能的前綴根。步驟2：cW:=碼字流中的第一個碼字。步驟3：輸出當前綴-符串string.cW到字符流。步驟4：先前碼字pW:=當前碼字cW步驟5：當前碼字cW:=碼字流中的下一個碼字。步驟6：判斷當前綴-符串string.cW是否在詞典中。 （1）如果“是”，則 a. 把當前字符串string.cW輸出到字符流 b. 當前前綴P:=先前綴-符串string.pW c. 當前字符C:=當前綴-符串string.cW的第一個字符 d. 把綴-符串P+C添加到詞典 (2) 如果“否”，則 a. 當前前綴P:=先前綴-符串string.pW b. 當前字符C:=先前綴-符串

29、string.pW的第一個字符 c. 輸出綴-符串P+C到字符流，然后把它添加到詞典中。步驟7：判斷碼字流中是否還有碼字要譯 (1) 如果“是”，返回到步驟4 (2) 如果“否”，結束。LZW譯碼舉例步驟輸入碼字詞典輸出碼字字串（1）A（2）B（3）C1（1）A2（2）（4）ABB3（3）（5）BCC4（4）（6）CAAB5（7）（7）ABAABA6（1）（8）ABAAA譯碼過程：LZW算法優(yōu)勢LZW算法得到普遍采用，它的速度比使用LZ77算法的速度快，因為它不需要執(zhí)行那么多的綴-符串比較操作。對LZW算法進一步的改進是增加可變的碼字長度，以及在詞典中刪除老的綴-符串。在GIF圖像格式和UNI

30、X的壓縮程序中已經(jīng)采用了這些改進措施之后的LZW算法。LZW算法取得了專利，專利權的所有者是美國的一個大型計算機公司Unisys(優(yōu)利系統(tǒng)公司)，除了商業(yè)軟件生產(chǎn)公司之外，可以免費使用LZW算法。這是一種針對空間冗余和時間冗余的壓縮方法。這種編碼技 術比較成熟、簡便，目前大多數(shù)語音、圖像編碼中都采用這種編碼技術。主要思想：利用原始的離散信號之間存在著一定的相關性的特點，建立一個預測模型，然后根據(jù)這個模型及以往的樣本值，預測下一個信號的值，然后由實際值和預測值計算出預測誤差，再對這個誤差進行編碼后發(fā)送到接收端，接收端通過預測值加差值信號來重建原信號。如果預測比較準確，那么誤差信號就會很小，就可以

31、用較少的碼位進行編碼，以達到數(shù)據(jù)壓縮的目的。2.4 預測編碼空間冗余靜態(tài)圖像中存在的最主要的一種數(shù)據(jù)冗余在同一幅圖像中，規(guī)則物體和規(guī)則背景的表面物理特性具有相關性即對同一景物表面上采樣點的顏色之間存在著空間連貫性例如：圖像中一片連續(xù)的區(qū)域，其像素為相同/相近的顏色空間冗余時間冗余序列圖像(電視圖像、動畫)和語音數(shù)據(jù)中所經(jīng)常包含的冗余一組連續(xù)的畫面之間往往存在著時間和空間的相關性例如：唱歌的歌手PCM(Pulse Code Modulation)：原始的模擬信號經(jīng)過時間采樣，然后對每一樣值進行量化，作為數(shù)字信號傳輸。DPCM：不對每一樣值都進行量化，而是預測下一樣值，并量化實際值和預測值之間的差

32、。DPCM是基本的編碼方法之一，在大量的壓縮算法中被采用，比如JPEG的DC分量就是采用DPCM編碼的。預測編碼差分脈碼調制(DPCM)DPCM示例圖像預測編碼原理圖像重構圖像預測編碼實例預測誤差影像還原影像主要思想：不直接對信號進行編碼，而是在數(shù)據(jù)壓縮前先對原始輸入數(shù)據(jù)作某種正交變換，把信號映射變換到另外一個正交向量空間，產(chǎn)生一批變換系數(shù)，然后再對這些變換系數(shù)進行量化壓縮。例如：將時域信號變換到頻域信號，因為聲音、圖像大部分信號都是低頻信號，在頻域中信號的能量較集中，再進行采樣、編碼，來實現(xiàn)壓縮數(shù)據(jù)。2.5 變換編碼一個輸入序列經(jīng)過轉換矩陣，轉換為另一個輸出序列。該序列包含的信息主要集中于個

33、別元素 通過拋棄輸出序列中包含信息少的元素，可以獲得很高的數(shù)據(jù)壓縮比.XnYnTransformY=AX變換編碼原理Discrete Fourier Transform (DFT)Transform Inverseand f(j.k) is the input sequence.圖像壓縮常用變換（一）離散傅立葉變換Discrete Fourier Transform (DFT) 有快速算法 (FFT) O(nlogn)圖像壓縮不常用，原因是： 性能不夠好 復數(shù)變換，計算負載大圖像壓縮常用變換（一）離散傅立葉變換Discrete Cosine Transform (DCT)余弦函數(shù)作為基函數(shù)性能

34、接近 KLT存在快速算法圖像壓縮中非常流行為 JPEG采納圖像壓縮常用變換（二）離散余弦變換對每個單獨的彩色圖像分量，把整個分量圖像分成88的圖像塊，并作為兩維離散余弦變換DCT的輸入。通過DCT變換，把能量集中在少數(shù)幾個系數(shù)上。圖像壓縮常用變換（二）離散余弦變換DCT變換使用下式計算逆變換使用下式計算C(u), C(v) = 1/ , 當u, v = 0；C(u), C(v) = 1, 其他。 圖像壓縮常用變換（二）離散余弦變換離散余弦變換示例（第14講）考場作文開拓文路能力分解層次(網(wǎng)友來稿)江蘇省鎮(zhèn)江中學 陳乃香說明：本系列稿共24講，20XX年1月6日開始在資源上連載【要義解說】文章主

35、旨確立以后，就應該恰當?shù)胤纸鈱哟?，使幾個層次構成一個有機的整體，形成一篇完整的文章。如何分解層次主要取決于表現(xiàn)主旨的需要?！静呗越庾x】一般說來，記人敘事的文章常按時間順序分解層次，寫景狀物的文章常按時間順序、空間順序分解層次；說明文根據(jù)說明對象的特點，可按時間順序、空間順序或邏輯順序分解層次；議論文主要根據(jù)“提出問題分析問題解決問題”順序來分解層次。當然，分解層次不是一層不變的固定模式，而應該富于變化。文章的層次，也常常有些外在的形式：1小標題式。即圍繞話題把一篇文章劃分為幾個相對獨立的部分，再給它們加上一個簡潔、恰當?shù)男祟}。如世界改變了模樣四個小標題：壽命變“長”了、世界變“小”了、勞動變

36、“輕”了、文明變“綠”了。 2序號式。序號式作文與小標題作文有相同的特點。序號可以是“一、二、三”，可以是“A、B、C”，也可以是“甲、乙、丙”從全文看，序號式干凈、明快；但從題目上看，卻看不出文章內(nèi)容，只是標明了層次與部分。有時序號式作文，也適用于敘述性文章，為故事情節(jié)的展開，提供了明晰的層次。 3總分式。如高考佳作人生也是一張答卷。開頭：“人生就是一張答卷。它上面有選擇題、填空題、判斷題和問答題，但它又不同于一般的答卷。一般的答卷用手來書寫，人生的答卷卻要用行動來書寫?！敝黧w部分每段首句分別為：選擇題是對人生進行正確的取舍，填空題是充實自己的人生，判斷題是表明自己的人生態(tài)度，問答題是考驗自

37、己解決問題的能力。這份“試卷”設計得合理而且實在，每個人的人生都是不同的，這就意味著這份人生試卷的“答案是豐富多彩的”。分解層次，應追求作文美學的三個價值取向：一要勻稱美。什么材料在前，什么材料在后，要合理安排；什么材料詳寫，什么材料略寫，要通盤考慮。自然段是構成文章的基本單位，恰當劃分自然段，自然就成為分解層次的基本要求。該分段處就分段，不要老是開頭、正文、結尾“三段式”，這種老套的層次顯得呆板。二要波瀾美。文章內(nèi)容應該有張有弛，有起有伏，如波如瀾。只有這樣才能使文章起伏錯落，一波三折，吸引讀者。三要圓合美。文章的開頭與結尾要遙相照應，把開頭描寫的事物或提出的問題，在結尾處用各種方式加以深化

38、或回答，給人首尾圓合的感覺?！纠慕馄省?話題：忙忙，不亦樂乎 忙，是人生中一個個步驟，每個人所忙的事務不同，但是不能是碌碌無為地白忙，要忙就忙得精彩，忙得不亦樂乎。 忙是問號。忙看似簡單，但其中卻大有學問。忙是人生中不可缺少的一部分，但是怎么才能忙出精彩，忙得不亦樂乎，卻并不簡單。人生如同一張地圖，我們一直在自己的地圖上行走，時不時我們眼前就出現(xiàn)一個十字路口，我們該向哪兒，面對那縱軸橫軸相交的十字路口，我們該怎樣選擇?不急，靜下心來分析一下，選擇適合自己的坐標軸才是最重要的。忙就是如此，選擇自己該忙的才能忙得有意義。忙是問號，這個問號一直提醒我們要忙得有意義，忙得不亦樂乎。 忙是省略號。四季在有規(guī)律地進行著冷暖交替，大自然就一直按照這樣的規(guī)律不停地忙，人們亦如此。為自己找一個目標，為目標而不停地忙，讓這種忙一直忙下去。當目標已達成，那么再找一個目標，繼續(xù)這樣忙，就像省略號一樣，