《信源編碼技術(shù)》課件

《信源編碼技術(shù)》本課程旨在幫助您深入了解信源編碼技術(shù)的原理和應(yīng)用，并掌握相關(guān)理論和實(shí)踐技能。課程目標(biāo)掌握信源編碼的基本概念包括信息論基礎(chǔ)、信源模型和信源編碼概述。了解常見的信源編碼技術(shù)涵蓋無損編碼、有損編碼和多媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)。信息論基礎(chǔ)信息量衡量信息的不確定性。信息熵信源平均信息量的度量。信道容量信道傳輸信息量的最大值。信源模型離散信源信源輸出符號取自有限個符號集合。連續(xù)信源信源輸出符號取自連續(xù)的數(shù)值范圍。信源編碼概述1壓縮減少數(shù)據(jù)量。2效率提高傳輸和存儲效率。3可靠性確保信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。熵和信源編碼熵信源編碼的目標(biāo)是盡可能接近信源熵。編碼效率衡量編碼方案接近信源熵的程度。無損編碼技術(shù)霍夫曼編碼基于概率構(gòu)建最優(yōu)編碼方案。算術(shù)編碼利用概率對符號進(jìn)行編碼。字典編碼利用字典對符號進(jìn)行編碼?；舴蚵幋a構(gòu)造霍夫曼樹根據(jù)符號概率構(gòu)建最優(yōu)編碼樹。編碼過程根據(jù)霍夫曼樹對符號進(jìn)行編碼。算術(shù)編碼1區(qū)間劃分將概率區(qū)間映射到編碼區(qū)間。2編碼根據(jù)符號概率確定編碼區(qū)間。3解碼根據(jù)編碼區(qū)間解碼符號。字典編碼字典構(gòu)建建立符號或符號序列的字典。編碼將符號序列替換成字典索引。有損編碼技術(shù)變換編碼將信號變換到頻域或其他域。量化編碼對變換后的系數(shù)進(jìn)行量化。預(yù)測編碼利用信號的預(yù)測值進(jìn)行編碼。變換編碼離散余弦變換(DCT)常用的圖像壓縮變換方法。離散小波變換(DWT)具有良好的時頻特性，適用于圖像和視頻壓縮。量化編碼均勻量化將連續(xù)信號劃分為等間隔的量化級。非均勻量化根據(jù)信號分布特性進(jìn)行非等間隔量化。預(yù)測編碼差分脈沖編碼調(diào)制(DPCM)利用前一個樣本預(yù)測當(dāng)前樣本。線性預(yù)測編碼(LPC)利用信號的自相關(guān)性進(jìn)行預(yù)測。雜交編碼1變換編碼對信號進(jìn)行變換。2量化編碼對變換系數(shù)進(jìn)行量化。3熵編碼對量化系數(shù)進(jìn)行無損編碼。多媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)1JPEG靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。2MPEG視頻和音頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。3H.26x視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。4VP8/VP9視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。JPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)DCT變換對圖像塊進(jìn)行變換。量化對變換系數(shù)進(jìn)行量化。熵編碼對量化系數(shù)進(jìn)行無損編碼。MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)1幀間預(yù)測利用相鄰幀的信息進(jìn)行預(yù)測。2運(yùn)動補(bǔ)償補(bǔ)償運(yùn)動造成的圖像變化。3變換編碼對殘差信號進(jìn)行變換編碼。H.26x編碼標(biāo)準(zhǔn)H.264高效率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。H.265更高效率視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。VP8/VP9編碼標(biāo)準(zhǔn)VP8開源視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。VP9更高效率的開源視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。新一代編碼標(biāo)準(zhǔn)AV1下一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。VVC更高效率的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)。圖像信源編碼應(yīng)用數(shù)字圖像存儲減少圖像存儲空間。圖像傳輸提高圖像傳輸效率。圖像處理提升圖像處理效率。視頻信源編碼應(yīng)用視頻流媒體實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時傳輸。視頻會議提高視頻會議的效率和質(zhì)量。語音信源編碼應(yīng)用語音通信提高語音通信的效率和質(zhì)量。語音識別降低語音識別系統(tǒng)的計(jì)算量。語音合成減少合成語音的數(shù)據(jù)量。音頻信源編碼應(yīng)用音頻壓縮減少音頻文件的大小。音頻傳輸提高音頻傳輸效率。信源編碼技術(shù)發(fā)展趨勢1更高壓縮效率追求更高的壓縮比。2更低計(jì)算復(fù)雜度降低編碼和解碼的計(jì)算量。3更靈活的應(yīng)用適應(yīng)不同的應(yīng)用場景?？偨Y(jié)回顧信息論基礎(chǔ)信息量、信息熵、信道容量。信源編碼技術(shù)無損編碼、有損編碼、多媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用場景圖像、視頻、語音、音頻等領(lǐng)域。參考文