第5章 多媒体数据压缩技术-课件ppt（精）.ppt

第 5 章
多媒体数据压缩技术
数据压缩基本原理
■多媒体信息的数据量
■数据压缩条件
■数据冗余
数据压缩算法
■数据压缩算法分类
■霍夫曼编码
■ JPEG 编码
1

多媒体信息的数据量
数据压缩基本原理
●文本
若1024×768显示分辨率、16×16点阵文字、4 Byte/字,则一屏
汉字的总数据量为:
(1024/16)×(768/16)×4 = 12288 Byte (12KB)
●图像
若采用1024×768显示分辨率,则满屏图像的总数据量为:
1024×768×log2 256 ÷8 = 786432 Byte (768 KB)
●音频
若采样频率为44100Hz,16bit (2Byte),立体声(2声道),
则1分钟的总数据量为:
44100×2 Byte×2 (STEREO) ×60s = 10336 KB (10MB)
2

数据压缩条件
●数据存在冗余(重复数据、可忽略数据)
●数据传输与存储空间的限制(压缩→传输或存储→解压缩)
■ / Stereo
■ / Nomo
■ Stop
重复数据
可忽略数据
●不敏感因素(颜色、亮度、频率、细节)
224 颜色(16,777,216色)
28 颜色(256色)
3

数据冗余
●冗余基本概念
●冗余——信息所具有的各种性质中多余的无用空间
●冗余度——多余的无用空间的程度
I = D - du
I —信息量 D —数据量 du —冗余量,包含在D中
●信息量与冗余的关系
●冗余举例
播音员—— 180字/分钟,2Byte一个字,360Byte ()
音频数据——8kHz采样×8bit×60秒= 3840KBit (合480KB/分钟)
4
冗余分类
●
[1] 空间冗余——规则物体的物理相关性
[2] 时间冗余——视频与动画画面间的相关性
[3] 统计冗余——具有空间冗余和时间冗余
[6] 视觉冗余——视觉、听觉敏感度和非线性感觉
[7] 知识冗余——凭借经验识别
[4] 结构冗余——规则纹理、相互重叠的结构表面
[5] 信息熵冗余——编码冗余,数据与携带的信息
[8] 其他冗余——上述7种以外的冗余
1011 0001 1100
1011 0001 1100
0101 1010 1010
1011 1100
0101 1111 1010
224色
28色
声音频率
文字组句
色彩渐变
主观意识
:
:
5

数据压缩算法
数据压缩算法分类
■无损压缩编码——压缩数据还原后,与原始数据一致,无损失
无损压缩编码
(可逆编码)
霍夫曼编码
行程编码
算术编码
■有损压缩编码——压缩后再还原的数据有损失
有损压缩编码
(不可逆编码)
预测编码
PCM / ADPCM
混合编码
JPEG / MPEG
●对称压缩——压缩的算法和解压缩的算法一样
●不对称压缩——压缩和解压缩的运算速率互不相同
6

霍夫曼编码