02-必要性和可行性.ppt

1、1,第二章 多媒體信息處理 必要性和可行性,2,第2章 多媒體信息處理的必要性和可行性,2.1多媒體信息的特點 2.2 信息壓縮的必要性 2.3 信息壓縮的可行性 2.4 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的性能指標(biāo) 練習(xí)與思考題,3,2.1 多媒體信息的特點,數(shù)據(jù)量大 和文本信息相比,語音、圖像的信息量十分龐大 碼率可變、突發(fā)性強(qiáng) 多媒體信息的數(shù)據(jù)流其碼率是隨著不同的信息內(nèi)容、 所處的不同時間而不斷變化的。 復(fù)合信息多、同步性、實時性要求高 傳輸?shù)氖莾煞N或兩種以上媒體的復(fù)合信息， 各類信息之間存在著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)，,4,2.2 信息壓縮的必要性,根據(jù)采樣定理， 僅當(dāng)采樣頻率大于或等于2倍的原始信號的頻率時， 才能保證

2、采樣后的信號可被保真地恢復(fù)為原始信號。 例：一般彩色電視信號， 設(shè)代表光強(qiáng)Y=4 MHz、 、 色彩I=1.3 MHz和色飽和度Q=0.5 MHz原始圖像數(shù)據(jù) 一秒鐘電視信號數(shù)據(jù)量： （4+1.3+0.5） 2 8 bit = 92.8 Mbit/s 音樂 ：20kHz 20K 2 8 bit =320Kbit/s 一分鐘數(shù)據(jù)量：320Kbit/s 60= 19200Kbit/s=18.75M,5,6,2.3 信息壓縮的可行性,數(shù)據(jù)中存在冗余,7,信息冗余類型,空間冗余 時間冗余 信息熵冗余 結(jié)構(gòu)冗余 知識冗余 視覺冗余 其他冗余,8,1、空間冗余,圖像數(shù)據(jù)中相鄰像素具有強(qiáng)相關(guān)性 相鄰像素灰度

3、顏色相同， 壓縮方法：（空間壓縮或幀內(nèi)壓縮） 將性質(zhì)相同的圖像塊作為一個整體進(jìn)行描述，用極少的數(shù)據(jù)量來表示它， 從而節(jié)省了存儲空間。,88像素,9,2、時間冗余,連續(xù)媒體經(jīng)常存在的冗余 相鄰時間數(shù)據(jù)的相關(guān)性 壓縮方法 幀間壓縮（時間壓縮）,P,P,F1,F2,T,10,3、信息熵冗余,信息量：,最大熵：離散無記憶信源，各符號等概出現(xiàn),信息熵：數(shù)據(jù)所攜帶的信息量的統(tǒng)計平均,每個數(shù)據(jù)出現(xiàn)的概率不同，所攜帶的信息量不同,11,4、結(jié)構(gòu)冗余,結(jié)構(gòu)冗余 符合某種文理結(jié)構(gòu),12,5、知識冗余,人們通過認(rèn)識世界而得到某些圖像所具有的先驗知識和背景知識， 由此帶來的冗余稱為知識冗余。 例：馬有四條腿 鳥有翅膀

4、 ,13,6. 視覺聽覺冗余,人的聽覺/視覺所能識別的范圍有限 聽覺：20Hz20kHz 視覺：26 灰度級 對聽覺/視覺識別范圍以外的信號進(jìn)行壓縮，恢復(fù)后仍有滿意的主觀圖像質(zhì)量 有損壓縮,14,2.4 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的性能指標(biāo),壓縮比 輸入數(shù)據(jù)量和輸出數(shù)據(jù)量之比 重現(xiàn)質(zhì)量 重現(xiàn)信號與原始信號之間的失真度 有損壓縮/無損壓縮 均方差/信噪比/峰值信噪比 壓縮和解壓縮的速度 對稱壓縮/非對稱壓縮,15,客觀評價指標(biāo),均方誤差： 信噪比： 峰值信噪比：,16,數(shù)據(jù)壓縮的好處,時間域壓縮迅速傳輸媒體信源 頻率域壓縮并行開通更多業(yè)務(wù) 空間域壓縮降低存儲費(fèi)用 能量域壓縮降低發(fā)射功率,17,數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)實現(xiàn)的衡量標(biāo)準(zhǔn),壓縮比要大 恢復(fù)后的失真小 壓縮算法要簡單、速度快 壓縮能否用硬件實現(xiàn),18,練習(xí)與思考題,多媒體數(shù)據(jù)存在哪些類型