第六章圖像編碼技術(shù)

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數(shù)字圖像處理張?chǎng)?第六章圖像編碼技術(shù)主要內(nèi)容：數(shù)據(jù)冗余和壓縮圖像保真度編碼方法34圖像編碼又稱(chēng)為圖像壓縮一幅512x512像素，8b/像素的黑白圖像——256KB一幅512x512像素，每分量8b/像素的彩色靜止圖像——3x256=768KB如果每秒24幀（1幀即1幅圖像）傳送上述彩色圖像，則一秒鐘的數(shù)據(jù)量為24X768=18.5MB一張容量為680MB的CD-ROM——存儲(chǔ)30多秒的數(shù)據(jù)5目的：節(jié)省圖像存儲(chǔ)容量；減少傳輸信道容量；縮短圖像加工處理時(shí)間。原因：圖像像素之間、行之間、幀之間有較強(qiáng)的相關(guān)性。從統(tǒng)計(jì)的觀(guān)點(diǎn)，某點(diǎn)像素的灰度與其鄰域灰度有密切關(guān)系；從信息論關(guān)系，減少圖像信息中冗余信息。6壓縮率9.27壓縮率18.48壓縮率51.66.1數(shù)據(jù)冗余和壓縮9第10頁(yè)圖像壓縮方法的分類(lèi)： 信息保存型： 在壓縮和解壓縮過(guò)程中沒(méi)有信息損失 壓縮率一般在2~10之間 信息損失型： 常能取得較高的壓縮率（幾十~幾百） 壓縮后并不能經(jīng)解壓縮恢復(fù)原狀11數(shù)據(jù)冗余的概念數(shù)據(jù)是用來(lái)表示信息的。如果不同的方法為表示給定量的信息使用了不同的數(shù)據(jù)量，那么使用較多數(shù)據(jù)量的方法中，有些數(shù)據(jù)必然是代表了無(wú)用的信息，或者是重復(fù)地表示了其它數(shù)據(jù)已表示的信息，這就是數(shù)據(jù)冗余的概念。12三種數(shù)據(jù)冗余：1、像素相關(guān)冗余2、編碼冗余3、心理視覺(jué)冗余131.

像素相關(guān)冗余（空間冗余、幾何冗余）由于任何給定的像素值，原理上都可以通過(guò)它的鄰域預(yù)測(cè)到，單個(gè)像素?cái)y帶的信息相對(duì)是小的。 對(duì)于一個(gè)圖像，很多單個(gè)像素對(duì)視覺(jué)的貢獻(xiàn)是冗余的。這是建立在對(duì)鄰居值預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上。例：原圖像數(shù)據(jù)：234223231238235 壓縮后數(shù)據(jù)：234-1187-3第14頁(yè)第9章圖像編碼 直接與像素間相關(guān)性聯(lián)系規(guī)則冗余大不規(guī)則冗余小152、編碼冗余：

為表達(dá)圖像數(shù)據(jù)需要使用一系列符號(hào)，用這些符號(hào)根據(jù)一定的規(guī)則來(lái)表達(dá)圖像就是對(duì)圖像編碼。碼字：對(duì)每個(gè)信息或事件所賦的符號(hào)序列碼字的長(zhǎng)度：每個(gè)碼字里的符號(hào)個(gè)數(shù)162、編碼冗余：如果一個(gè)圖像的灰度級(jí)編碼，使用了多于實(shí)際需要的編碼符號(hào)，就稱(chēng)該圖像包含了編碼冗余。例：如果用8位表示該圖像的像素，我們就說(shuō)該圖像存在著編碼冗余，因?yàn)樵搱D像的像素只有兩個(gè)灰度，用1位即可表示。P148例6.1.2173.心理視覺(jué)冗余：18感到他像窗簾邊或者凹格心理學(xué)家馬赫（mach）注意到，人類(lèi)感知兩個(gè)區(qū)域之間的邊緣時(shí)，就好像把邊緣拉出來(lái)夸大亮度的差異，如圖所示。馬赫帶效應(yīng)能改變連接面的感知形狀193.心理視覺(jué)冗余：第20頁(yè)圖像編解碼系統(tǒng)模型 兩個(gè)通過(guò)信道級(jí)連的結(jié)構(gòu)模塊 輸出圖是輸入圖的精確復(fù)制？ 信息保持型：是，無(wú)失真 信息損失型：不是，有一定的失真第21頁(yè)信源編碼器和信源解碼器無(wú)失真信源編碼器不需要量化器映射器：通過(guò)將輸入數(shù)據(jù)變換以減少像素相關(guān)冗余；量化器：通過(guò)減少映射器輸出的精度來(lái)減少心里視覺(jué)冗余；符號(hào)編碼器：通過(guò)將最短的碼賦給最頻繁出現(xiàn)的量化器輸出值以減少編碼冗余。6.2圖像保真度2324

客觀(guān)保真度準(zhǔn)則 所損失的信息量可用編碼輸入圖與解碼輸出圖的某個(gè)確定函數(shù)表示

均方根（rms）誤差：

6.2 圖像保真度

客觀(guān)保真度準(zhǔn)則

壓縮―解壓縮圖的均方信噪比（signal-to-noiseratio，SNR）：

6.2 圖像保真度實(shí)際使用時(shí)，常將SNR歸一化并用分貝（DB）表示峰值信噪比PSNR令fmax=max{f(x,y),x=0,1,…,M-1,y=0,1,…,N-1},圖像中的灰度最大值。27

主觀(guān)保真度準(zhǔn)則6.2 圖像保真度29設(shè)每一種得分為Ci，每一種得分的評(píng)分人數(shù)為ni平均感覺(jué)分MOS的主觀(guān)評(píng)價(jià)可定義主觀(guān)評(píng)價(jià)準(zhǔn)則MOS得分越高，解碼后圖像的主觀(guān)評(píng)價(jià)好30圖像的編碼質(zhì)量評(píng)價(jià)則壓縮比p147：壓縮比設(shè)n1為原始圖像每個(gè)像素的平均比特?cái)?shù)

n2為編碼后每個(gè)像素的平均比特?cái)?shù)壓縮比越大壓縮效果越好31相對(duì)數(shù)據(jù)冗余： RD=1–1/CR326.3無(wú)失真編碼定理33什么是圖像壓縮的最終極限（熵）34信息理論是圖像編碼的主要理論依據(jù)之一，它給出無(wú)失真編碼所需比特?cái)?shù)的下限，為了逼近這個(gè)下限而提出了一系列熵編碼算法。35離散信源的熵表示設(shè)一個(gè)離散信源X：滿(mǎn)足其概率分布：離散信源類(lèi)型無(wú)記憶信源

有記憶信源

信源的當(dāng)前輸出與以前的輸出是無(wú)關(guān)的36離散信源的熵表示1個(gè)隨機(jī)事件E,如果它的出現(xiàn)概率是P(E)，那么它包含的信息E的自信息量如果P(E)=1,那么I(E)=0一般底數(shù)是2，這樣得到的信息單位就是bit（比特）37離散信源的熵表示信源熵H(X)（平均信息量）（零階熵）

一幅圖像可以看做一個(gè)具有隨機(jī)離散輸出的信源，這個(gè)信源可以由信源符號(hào)集合組成，信源集合中的符號(hào)稱(chēng)為信源符號(hào)。信源符號(hào)集合B={b1,b2,…,bJ}單個(gè)符號(hào)bj的自信息量概率矢量u=[P(b1)P(b2)…P(bJ)]T第38頁(yè)根據(jù)信息論信源編碼理論，可以證明：（1），總可以設(shè)計(jì)出某種無(wú)失真編碼方法；（2），表明這種方法效率很低，占用比特?cái)?shù)太多；（3），稱(chēng)為最佳編碼；（4），丟失信息，圖像失真。編碼效率：39離散信源的熵表示設(shè)信源熵則，各信源符號(hào)自信息量：例編碼方法：a,b,c,d用碼字00,01,10,11來(lái)編碼,每個(gè)符號(hào)用2個(gè)比特。平均碼長(zhǎng)也是2比特。

40離散信源的熵表示設(shè)信源熵則，各信源符號(hào)自信息量：例41離散信源的熵表示例

兩種編碼方法：

2、a,b,c,d分別用碼字0,10,110,111來(lái)編碼

1、a,b,c,d用碼字00,01,10,11來(lái)編碼

平均碼長(zhǎng)：平均碼長(zhǎng)大于信源的熵

平均碼長(zhǎng)：平均碼長(zhǎng)等于信源的熵

42離散信源的熵表示設(shè)信源熵則，各信源符號(hào)自信息量：例

用第二種編碼方法，平均碼長(zhǎng)1.85大于信源熵43離散信源的熵表示可得到幾點(diǎn)提示：信源的平均碼長(zhǎng)lavg>=H(X)；也就是說(shuō)熵是無(wú)失真編碼的下界。如果所有I(xk)都是整數(shù)，且l(xk)=I(xk),可以使平均碼長(zhǎng)等于熵。對(duì)非等概率分布的信源，采用不等長(zhǎng)編碼其平均碼長(zhǎng)小于等長(zhǎng)編碼的平均碼長(zhǎng)。如果信源中各符號(hào)的出現(xiàn)概率相等，信源熵值達(dá)到最大，這就是重要的最大離散熵定理。

P152，二元信源的熵44

無(wú)失真編碼定理(香農(nóng)第一定理) 確定了對(duì)零記憶信源的每個(gè)信源符號(hào)編碼可達(dá)到的最小平均碼字長(zhǎng)度6.3 無(wú)失真編碼定理46把信息論中熵值的概念應(yīng)用到圖像信息源。以灰度級(jí)為【1，L】的圖像為例，可以通過(guò)直方圖得到各灰度級(jí)概率ps(sk),k=1,2,…,L,這時(shí)圖像的熵為：47信息無(wú)損熵編碼方法哈夫曼編碼（赫夫曼編碼）香農(nóng)-范諾編碼算術(shù)編碼行程編碼位平面編碼哈夫曼編碼

哈夫曼編碼過(guò)程可分為2個(gè)步驟，第1步是消減信源符號(hào)數(shù)量，第2步是對(duì)每個(gè)信源符號(hào)賦值 先將信源符號(hào)按它們的概率從大到小排列，然后將概率最小的2個(gè)符號(hào)結(jié)合得到1個(gè)組合符號(hào)，將這個(gè)組合符號(hào)與其他尚沒(méi)有組合的符號(hào)一起仍按概率從大到小排列

哈夫曼編碼

先從上述消減到最小的信源開(kāi)始，逐步賦值回到初始信源 這里賦0或1可以隨意，不影響編碼效率 這組碼字的平均長(zhǎng)度為L(zhǎng)'avg=0.38+0.32+0.223+0.13=1.94比特/符號(hào)

第50頁(yè)哈夫曼編碼哈夫曼編碼步驟(1)縮減信源符號(hào)數(shù)量 將信源符號(hào)按出現(xiàn)概率從大到小排列，然后選2個(gè)最小的結(jié)合第51頁(yè)第9章圖像編碼哈夫曼編碼哈夫曼編碼步驟

(2) 對(duì)每個(gè)信源符號(hào)賦值 從（消減到）最小的信源開(kāi)始，逐步回到初始信源第52頁(yè)哈夫曼編碼哈夫曼編碼結(jié)果

平均長(zhǎng)度 信源熵

編碼效率53Huffman編碼根據(jù)變長(zhǎng)最佳編碼定理，Huffman編碼步驟如下：（1）將信源符號(hào)xi按其出現(xiàn)的概率，由大到小順序排列；（2）將兩個(gè)最小的概率的信源符號(hào)進(jìn)行組合相加，并重復(fù)這一步驟，始終將較大的概率分支放在上部，直到只剩下一個(gè)信源符號(hào)且概率達(dá)到1.0為止；（3）對(duì)每對(duì)組合的上邊一個(gè)指定為0，下邊一個(gè)指定為1（或相反：對(duì)上邊一個(gè)指定為0，下邊一個(gè)指定為1）；（4）畫(huà)出由每個(gè)信源符號(hào)到概率1.0處的路徑，記下沿路徑的1和0；（5）對(duì)于每個(gè)信源符號(hào)都寫(xiě)出1、0序列，則從右到左就得到非等長(zhǎng)的Huffman碼。對(duì)出現(xiàn)概率大的信息符號(hào)賦予短碼字，對(duì)于出現(xiàn)概率小的信息符號(hào)賦予長(zhǎng)碼字。哈夫曼碼特點(diǎn)①它是1種塊（組）碼，因?yàn)楦鱾€(gè)信源符號(hào)都被 映射成1組固定次序的碼符號(hào)②它是1種即時(shí)碼。解碼即時(shí)性是指對(duì)任意一個(gè) 有限長(zhǎng)的碼符號(hào)串，可以對(duì)每個(gè)碼字分別解 碼，即讀完一個(gè)碼字就將其對(duì)應(yīng)的信源符號(hào) 確定下來(lái)，不需要考慮其后的碼字③它是1種可唯一解開(kāi)的碼，或者說(shuō)具有解碼唯 一性55Huffman編碼特點(diǎn)Huffman編碼的特點(diǎn)是：（1）Huffman編碼構(gòu)造程序是明確的，但編出的碼不是唯一的，其原因之一是兩個(gè)概率分配碼字“0”和“1”是任意選擇的（大概率為“0”，小概率為“1”，或者反之）。第二原因是在排序過(guò)程中兩個(gè)概率相等，誰(shuí)前誰(shuí)后也是隨機(jī)的。這樣編出的碼字就不是唯一的。（2）Huffman編碼結(jié)果，碼字不等長(zhǎng)，平均碼字最短，效率最高，但碼字長(zhǎng)短不一，實(shí)時(shí)硬件實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜（特別是譯碼），而且在抗誤碼能力方面也比較差。56Huffman編碼特點(diǎn)（3）Huffman編碼的信源概率是2的負(fù)冪時(shí)，效率達(dá)100%，但是對(duì)等概率分布的信源，產(chǎn)生定長(zhǎng)碼，效率最低，因此編碼效率與信源符號(hào)概率分布相關(guān)，故Huffman編碼依賴(lài)于信源統(tǒng)計(jì)特性，編碼前必須有信源這方面的先驗(yàn)知識(shí)，這往往限制了哈夫曼編碼的應(yīng)用。（4）Huffman編碼只能用近似的整數(shù)位來(lái)表示單個(gè)符號(hào)，而不是理想的小數(shù)，這也是Huffman編碼無(wú)法達(dá)到最理想的壓縮效果的原因。57Huffman編碼特點(diǎn)（5）是一種可唯一解開(kāi)的碼。001100001解碼串：b1b2b3b4010001001解碼串：b4b3b2b1P156例題6.4.1（6）如果信源有N個(gè)符號(hào)，則所需的信源消減次數(shù)為N-2，所需的碼賦值次數(shù)也為N-2。當(dāng)需要對(duì)大量符號(hào)編碼時(shí)，構(gòu)造最優(yōu)哈夫曼的計(jì)算量會(huì)很大。可以通過(guò)犧牲編碼效率來(lái)?yè)Q取編碼計(jì)算量的減少。兩種最常用的方法是截?cái)喾椒ê推揭品椒?。P157例題。哈夫曼碼的改型59香農(nóng)-范諾編碼是另一種基于統(tǒng)計(jì)的變長(zhǎng)編碼算法，與Huffman編碼沒(méi)有本質(zhì)上的差別，采用從上到下的方法。60Shannon-Fano編碼變長(zhǎng)編碼技術(shù)，其碼字中的0和1是獨(dú)立的，并且基本上等概率出現(xiàn).主要步驟為：(1)將信源符號(hào)依其概率從大到小排列(2)將信源符號(hào)分成概率和接近的兩部分(3)分別給兩部分的信源符號(hào)組合賦值(4)如果兩部分均只有一個(gè)信源符號(hào)，編碼結(jié)束，否則返回(2)繼續(xù)進(jìn)行 香農(nóng)-法諾編碼0101010110灰度概率u00.25u10.25u20.2u30.15u40.1u50.0562Shannon-Fano編碼Shannon-Fano編碼過(guò)程示意圖

S={s1,s2,s3,s4,s5}S={0.4,0.175,0.15,0.15,0.125}63Shannon-Fano編碼結(jié)果編碼后均碼長(zhǎng)

灰度級(jí)出現(xiàn)概率碼字碼長(zhǎng)s10.4002S20.175012S30,15102S40.151103S50.125111364知識(shí)回顧圖像編碼的目的數(shù)據(jù)冗余1、編碼冗余2、像素間冗余3、心理視覺(jué)冗余65考慮無(wú)記憶信源X

，某個(gè)信源符號(hào)xk，如果它出現(xiàn)的概率是pk

信源熵H(X)（平均自信息量）（零階熵）

xk的自信息量知識(shí)回顧66知識(shí)回顧信息無(wú)損熵編碼方法哈夫曼編碼（赫夫曼編碼）香農(nóng)-范諾編碼像素灰度值=7編碼:10001000000100像素灰度值=8編碼:0101100像素灰度值=9編碼:00001像素灰度值=10編碼:110010像素灰度值=11編碼:101011像素灰度值=12編碼:00000像素灰度值=13編碼:00100像素灰度值=14編碼:01010像素灰度值=15編碼:111000像素灰度值=16編碼:011111像素灰度值=17編碼:0111010像素灰度值=18編碼:10001001像素灰度值=19編碼:00010011像素灰度值=20編碼:111010101像素灰度值=21編碼:101000001像素灰度值=22編碼:010110100像素灰度值=23編碼:010110111像素灰度值=24編碼:010011000像素灰度值=25編碼:001010100……平均碼字長(zhǎng)度=7.0448壓縮比=1.135668算術(shù)編碼算術(shù)編碼不是將單個(gè)信源符號(hào)映射成一個(gè)碼字，而是把整個(gè)信源表示為實(shí)數(shù)線(xiàn)上的0到1之間的一個(gè)區(qū)間（Interval），其長(zhǎng)度等于該序列的概率，再在該區(qū)間內(nèi)選擇一個(gè)代表性的小數(shù)，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制作為實(shí)際的編碼輸出。消息序列中的每個(gè)元素都要縮短為一個(gè)區(qū)間。消息序列中元素越多，所得到的區(qū)間就越小，當(dāng)區(qū)間變小時(shí)，就需要更多的數(shù)位來(lái)表示這個(gè)區(qū)間。采用算術(shù)編碼每個(gè)符號(hào)的平均編碼長(zhǎng)度可以為小數(shù)。方法特點(diǎn)算術(shù)編碼是一種從整個(gè)符號(hào)序列出發(fā)，采用遞推形式連續(xù)編碼的方法算術(shù)編碼過(guò)程中，只用到加法和移位運(yùn)算算術(shù)編碼中，源符號(hào)和碼字間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系并不存在算法分析設(shè)要編碼的符號(hào)序列為：c1c2c3c4=b1b2b3b4P={0.1,0.38,0.22,0.30}初始編碼間隔(0~0.1,0.1~0.48,0.48~0.7,0.7~1)算術(shù)編碼

算術(shù)編碼過(guò)程圖解初始編碼間隔(0~0.1,0.1~0.48,0.48~0.7,0.7~1)P6.5.2例題6.5 算術(shù)編碼

算術(shù)解碼算術(shù)解碼p160信源符號(hào){a1,a2,a3,a4,a5,a6}概率{0.2,0.3,0.1,0.2,0.1,0.1}間隔(左閉右開(kāi))0-0.2,0.2-0.5,0.5-0.6,0.6-0.8,0.8-0.9,0.9-1算術(shù)編碼后的碼字為0.233550.23355屬于區(qū)間0.2-0.5，所以解出的第一個(gè)碼字為a2;之后解碼過(guò)程按照公式：0.23355-0.2/(0.5-0.2)=0.1118a1…….

75預(yù)測(cè)編碼76預(yù)測(cè)編碼1）基本思想圖像相鄰像素間存在很強(qiáng)的相關(guān)性預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)值和實(shí)際值存在誤差，稱(chēng)為預(yù)測(cè)誤差。對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行編碼的技術(shù)稱(chēng)為預(yù)測(cè)編碼。77預(yù)測(cè)編碼2）方法分類(lèi)A、無(wú)損預(yù)測(cè)編碼B、有損預(yù)測(cè)編碼78無(wú)損預(yù)測(cè)編碼無(wú)損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)

由于預(yù)測(cè)誤差的動(dòng)態(tài)范圍小于輸入序列的動(dòng)態(tài)范圍，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮。第10章無(wú)損預(yù)測(cè)編碼 當(dāng)輸入圖像的像素序列fn

(n=1,2,…)逐個(gè)進(jìn)入編碼器時(shí)，預(yù)測(cè)器會(huì)根據(jù)若干個(gè)過(guò)去的輸入數(shù)據(jù)計(jì)算產(chǎn)生對(duì)當(dāng)前輸入像素的預(yù)測(cè)（估計(jì)）值 預(yù)測(cè)誤差

解壓圖像的像素序列第10章無(wú)損預(yù)測(cè)編碼 線(xiàn)性預(yù)測(cè)器

對(duì)當(dāng)前像素值的預(yù)測(cè)

設(shè)掃描沿行進(jìn)行 最簡(jiǎn)單的1-D線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼是一階的81無(wú)損預(yù)測(cè)編碼在圖像數(shù)據(jù)壓縮中，常用如下幾種線(xiàn)性預(yù)測(cè)方案：（1）前值預(yù)測(cè)，即（2）一維預(yù)測(cè)，即用同一掃描行的前面幾個(gè)采樣值預(yù)測(cè)。（3）二維預(yù)測(cè)，即不但用同一掃描行的前面幾個(gè)采樣值，還要用前幾行中的采樣值一起來(lái)預(yù)測(cè)。82

無(wú)損預(yù)測(cè)編碼對(duì)Lena圖像進(jìn)行無(wú)損的一階預(yù)測(cè)編碼和解碼預(yù)測(cè)誤差圖像83

無(wú)損預(yù)測(cè)編碼（b)原圖直方圖（c）預(yù)測(cè)誤差直方圖

P166例6.7.18485一、預(yù)測(cè)編碼有損預(yù)測(cè)編碼86878889預(yù)測(cè)編碼有損壓縮方法的壓縮比：在圖像壓縮比大于30:1時(shí)，仍然能夠重構(gòu)圖像在圖像壓縮比為10:1到20:1時(shí)，重構(gòu)圖像與原圖幾乎沒(méi)有差別無(wú)損壓縮的壓縮比很少有能超過(guò)3:1的這兩種壓縮方法的根本差別在于有沒(méi)有量化模塊90源數(shù)據(jù)編碼與解碼的模型源數(shù)據(jù)編碼的模型源數(shù)據(jù)解碼的模型符號(hào)解碼器反向映射器映射器量化器符號(hào)編碼器91量化器基本思想：減少圖像的灰度級(jí)這種量化是不可逆的，因而解碼時(shí)圖像有損失sts1s2s3t1t2t3

如果輸入是256個(gè)灰度級(jí)，對(duì)灰度級(jí)量化后輸出，只剩下4個(gè)層次，數(shù)據(jù)量被大大減少。92

有損預(yù)測(cè)編碼有損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)

93有損預(yù)測(cè)的基本思想

對(duì)無(wú)損預(yù)測(cè)壓縮的誤差進(jìn)行量化，通過(guò)消除視覺(jué)心理冗余，達(dá)到對(duì)圖像進(jìn)一步壓縮的目的。94

無(wú)損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)推導(dǎo)出有損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)

有損預(yù)測(cè)編碼

+-符號(hào)編碼預(yù)測(cè)器壓縮圖像輸入圖像enfn

fn量化器95

有損預(yù)測(cè)解碼

++符號(hào)解碼預(yù)測(cè)器解壓縮圖像壓縮圖像

fn96有損預(yù)測(cè)編碼預(yù)測(cè)器預(yù)測(cè)器編碼fn解碼97修改后的有損預(yù)測(cè)編碼

符號(hào)編碼壓縮圖像+-en輸入圖像fn量化器預(yù)測(cè)器

fn++

98

有損預(yù)測(cè)編碼有損預(yù)測(cè)編碼系統(tǒng)

99德?tīng)査{(diào)制（DM編碼）德?tīng)査{(diào)制是一種簡(jiǎn)單的有損預(yù)測(cè)編碼方法，其預(yù)測(cè)器和量化器定義如下：

C為常數(shù)，編碼長(zhǎng)度為1比特，因?yàn)檎`差量化后輸出只有2個(gè)值P168例6.8.1a=1和c=5。輸入序列{12，16，12，14，20，32，46，52，50，51，50}100DM(Deltamodulation)有損預(yù)測(cè)編碼算法分析（p169）

102德?tīng)査{(diào)制預(yù)測(cè)誤差圖像解碼后圖像103DM(Deltamodulation)有損預(yù)測(cè)編碼算法分析在所有有損預(yù)測(cè)壓縮中都會(huì)出現(xiàn)誤差。誤差的嚴(yán)重程度取決于使用的量化方法和預(yù)測(cè)方法之間的相互作用盡管存在這種相互作用定義預(yù)測(cè)函數(shù)時(shí)仍然假定沒(méi)有量化誤差定義量化函數(shù)時(shí)僅是盡可能地降低它自身的誤差即量化函數(shù)和預(yù)測(cè)函數(shù)是分別定義的104最佳線(xiàn)性預(yù)測(cè)器基礎(chǔ)一個(gè)線(xiàn)性預(yù)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮率大小取決于預(yù)測(cè)器性能的好壞。最佳線(xiàn)性預(yù)測(cè)就是選擇合適的系數(shù)使得誤差信號(hào)的均方誤差最小。信號(hào)的均方誤差（即方差）為：（一般了解）第10章有損預(yù)測(cè)編碼 最優(yōu)預(yù)測(cè)器：4個(gè)例子P170例6.8.2106107最優(yōu)量化器三種量化器的效果比較

預(yù)測(cè)編碼的效果圖預(yù)測(cè)誤差圖預(yù)測(cè)編碼的誤差圖（一般了解）靜止圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)JPEG

由ISO和原CCITT兩個(gè)組織1986年成立的聯(lián)合圖像專(zhuān)家組（jointpictureexpertgroup）所制定的靜止灰度或彩色圖像的壓縮標(biāo)準(zhǔn)(1)基于DCT的有損編碼基本系統(tǒng)，可用于絕大多數(shù)壓縮應(yīng)用場(chǎng)合(2)基于分層遞增模式的擴(kuò)展/增強(qiáng)編碼系統(tǒng)，用于高壓縮比、高精確度或漸進(jìn)重建應(yīng)用場(chǎng)合(3)基于預(yù)測(cè)編碼中DPCM方法的無(wú)損系統(tǒng)，用 于無(wú)失真應(yīng)用的場(chǎng)合靜止圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000

由ISO和原CCITT兩個(gè)組織的聯(lián)合圖像專(zhuān)家組于1997年開(kāi)始征集提案，于2000年問(wèn)世 運(yùn)用新標(biāo)準(zhǔn)將不僅能提高對(duì)圖像的壓縮質(zhì)量，尤其是低碼率時(shí)的壓縮質(zhì)量，而且還將得到許多增加了的功能，包括根據(jù)圖像質(zhì)量、視覺(jué)感受和分辨率進(jìn)行漸進(jìn)壓縮傳輸，對(duì)碼流的隨機(jī)存取和處理（可以便捷、快速地訪(fǎng)問(wèn)壓縮碼流的不同點(diǎn)或不同部分），在解壓縮的同時(shí)解碼器可以縮放、旋轉(zhuǎn)和裁剪圖像，開(kāi)放結(jié)構(gòu)，向下兼容等第10章運(yùn)動(dòng)圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MotionJPEG

用JPEG的方法對(duì)運(yùn)動(dòng)視頻/電視信號(hào)進(jìn)行編碼，這也稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)JPEG 這樣使用的一個(gè)限制是由于它對(duì)每一幀獨(dú)立工作，所以它并不能減少各幀之間的冗余 JPEG僅進(jìn)行幀內(nèi)壓縮也可以是個(gè)優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檫@樣就提供了一個(gè)快速訪(fǎng)問(wèn)視頻中任意幀的方法。使用JPEG時(shí)，人們只需要等待對(duì)一幀的解碼時(shí)間，即0.04s

運(yùn)動(dòng)圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)H.261 運(yùn)動(dòng)灰度圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。它主要為電視會(huì)議和可視電話(huà)等應(yīng)用而制定 H.261將一個(gè)圖像序列分成許多組 對(duì)每組的第一幀圖進(jìn)行幀內(nèi)編碼，得到的編碼幀稱(chēng)為初始幀I-frame 對(duì)每組的剩余幀圖進(jìn)行幀間編碼，得到的編碼幀稱(chēng)為預(yù)測(cè)幀P-frame 對(duì)I-幀獨(dú)立編碼，對(duì)P-幀則參照上一幀編碼運(yùn)動(dòng)圖像壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-1 運(yùn)動(dòng)圖像專(zhuān)家組（MPEG）制定的第1個(gè)運(yùn)動(dòng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。它是一種娛樂(lè)質(zhì)量的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要用于數(shù)字媒體上壓縮視頻數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取 標(biāo)準(zhǔn)包括3部分：①系統(tǒng)；②視頻；③音頻 所壓縮的碼流基本上可達(dá)1.5到2Mbit/s 分別采用3種不同的方式對(duì)3種類(lèi)型的圖像進(jìn)行編碼，I圖像，P