线性代数与空间解析几何 第六章特征值、特征向量及相似矩阵.ppt

Ch5- 图像编码-2
图像数据:2D数组表示,数据量大,存储、处理、传输
图像信息量大、海量信息处理,对信息的存储、处理和传输带来很多
问题。设法减少表达图像信息的数据量:图像编码。
图像编码解决图像数据量大的问题,因此又称图像压缩。
图像编码:图像压缩、图像存储、图像传输
数据与信息:
不同的概念数据是信息载体。
给定量的信息可用不同数据表示。---- 图像冗余
图像编码与解码
图像编码,消除图像冗余,将图像数据转换成尽可能不相关的数据
图像解码,解压缩,重建图像
背景:
1
图像编码
基础
技术
应用
基本概念与理论
简单编码方法
预测编码方法
变换编码方法
国际编码标准
2

图像编码的背景
图像数据量大,对数据存储、处理和传输有重要影响。尝试用不同的表达方法以减少表示图像的数据量。图像编码
数据和信息
数据是信息的载体,对给定的信息可用不同的数据量表示。
对给定的信息量可用不同的数据量表示。
对图像的压缩可以通过对图像的编码实现。图像编码过程
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原始图像
编码
编码结果
存储
传输
解码
解码图像
图像编码解码过程
冗余数据:无用的数据或重复地表示了其他数据已表示的信息。
数字图像压缩中,3种基本的数据冗余
像素相关冗余
编码冗余
心理视觉冗余
假如用n1,n2分别代表表达信息相同的2个数据集合中的信息载体单位的个数,
那么压缩率CR
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1、像素相关性

同一目标的像素之间一般均有相关性。
图像中一般存在与像素间相关性直接联系着的数据冗余
几何冗余/空间冗余
减少相关冗余的方法:映射(mapping)
2、编码冗余
图像编码:对图像数据用一系列符号根据一定的规则表达图像。
码本编码所用符号构成的集合
码字每个信息所赋予的符号
码长码字中符号的个数
设定义在[0,1]区间的离散随机变量Sk代表图像灰度值,每个
以概率
K = 0, 1, …, L-1
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设用来表示sk的每个数值的比特数是
那么表示每个像素的平均比特数
如果用较少的比特表示出现概率较大的灰度级,而用较多的
比特数表示出现概率较小的灰度及,得到的平均比特数较小。
如果平均比特数不能达到最小,就说明存在编码冗余。
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例:自然码与变长码
sk
Ps(sk)
自然码
自然码长
变长码
变长码长
0

000
3
00111
5
1

001
3
00110
5
2

010
3
0010
4
3

011
3
011
3
4

100
3
010
3
5

101
3
11
2
6

110
3
10
2
7

111
3
000
3
定长码平均码长 3
变长码平均码长
压缩比 3/ =
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3、心理视觉冗余

人们对视觉信息不是有相同的关心程度。
具体与人们的观察方式有关。
心理视觉冗余与实在的视觉信息密切相连,消除视觉冗余导致定量
信息的损失,因此这个过程也称作量化
电视中的各行扫描----- 视觉冗余的具体事例
映射器
符号编码器
量化器
符号解码器
反映射器
输出图
输入图
编码器
解码器
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编码器
映射器对输入数据变换以减少像素的相关冗余
量化器减少影射器输出的精度减少心理视觉冗余
编码器将短码赋给最频繁出现的量化器的输出以减少编码冗余
解码器
解码器反映射器
量化器--- 不可逆,解码中没有量化器的逆操作。
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图像编码模型
信源
编码器
信道
编码器
信道
信道
解码器
信源
解码器
输入图像
输出图像
编码器
解码器
如果信道没有噪声,信道编码/解码不需要
编码器:由除去冗余的信源编码器和增强信源编码器输出抗噪能力的
信道编码器组成
解码器:信道解码与信源解码器组成
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