15医学图像处理第十五讲_图像压缩1.ppt

医学图像处理Medical Image Processing
数学是科学的大门钥匙,忽视数学必将伤害所有的知识,因为忽视数学的人是无法了解任何其他科学乃至世界上任何其他事物的。更为严重的是,忽视数学的人不能理解他自己这一疏忽,最终将导致无法寻求任何补救的措施。
—Bacon,Roger
主要内容:
1 图像压缩基础;
2 无损压缩的常用技术;
3 有损压缩的常用技术;
4 MATLAB图像压缩;
第八章图像压缩
*
图像压缩基础—必要性
从图像存储看:
一幅512×512大小的8位灰度图像占用的存储空间为:
512×512×8=2,097,152 bit=256KB
一部90分钟的彩色电影(画面大小为640×480,每秒24帧)仅图像(不考虑声音)需要的存储空间:
90×60×24×640×480×3×8÷8÷1024÷1024=113,906M
CD:113,906M÷600M=190
DVD:113,906M÷4200M=27
一次CT检查的图像数据大小:
512×512×12×60÷8÷1024÷1024=
300天×20人/天×30M/人=180,000M
图像压缩基础—必要性
从图像传输看:
图像数据
分辨率
比特/像素
大小
(B)
传输带宽
(b)
传输时间( Modem)
灰度图像
512×512
8
256K
2M
1min 11sec
彩色图像
512×512
24
768K
6M
3min 34sec
医学图像
1024×1024
12

12M
7min
6sec
动态视频
640 x 480
1分钟(24 帧/秒)
24

169M
4days 4hrs
图像压缩基础—必要性
数字图像数据量很大,需要相当大的存储空间、带宽和传输时间,单纯依靠增加存储器容量和改善信道带宽无法满足需求;
图像压缩解决的问题是尽量减少表示数字图像时所需的数据量;
图像压缩可以节省存储空间、可以节约传输时间;简言之,便于存储和传输。
图像压缩基础—可能性
“数据”和“信息”:数据是表达信息的手段;
例:欧阳公在翰林时,常与同院出游。有奔马毙犬,公曰:“试书其一事。”
“有黄犬卧于道,马惊,奔逸而来,蹄而死之。”
“有黄犬卧于通衢,逸马蹄而杀之。”
“有马逸于街衢,卧犬遭之而毙。”
公曰:“使子修史,万卷未已也。”曰:“内翰云何?”
公曰:“逸马杀犬于道。”相与一笑。
图像压缩基础—可能性
可见,数据压缩的对象是数据。数据是信息的载体,用来记录和传送信息。真正有用的不是数据本身,而是数据所携带的信息。大的数据量并不代表含有大的信息量。
数据能够得到压缩(可能性)是因为数据包含了不必要(无用的)的或重复(已表达的)的信息;或者称包含了冗余。
压缩就是对给定量的信息,设法减少表达这些信息的数据量,也就是去掉对信息没有本质影响的冗余的数据。
图像压缩基础—压缩率和相对冗余
数据冗余可用数学方式进行量化;
如果n1和n2代表两个表示相同信息的数据集合所包含的数据单元数目,则第一个数据集合的相对冗余RD定义为:
其中CR为压缩率,定义为:
图像压缩基础—压缩率和相对冗余
例:
第1种表达的数据单元数目(比特)n1=4×4×8×3=284bit;
第2种表达的数据单元数目(比特)n2=8+3×8=32bit;
故CR=n1/n2=, RD=1-1/CR=
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