《数字图像处理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第5章 图像编码与压缩

第5章囹像編码蜀瓜缩

第5章 图像编码与压缩

知识要点 信息论中的有关概念:信息,信 息量,信息熵,冗余度 ·统计编码 预测编码 变换编码 混合编码 静态图像压缩标准: JPEG、JBG、JPEG2000等

知识要点 • 信息论中的有关概念：信息，信 息量，信息熵，冗余度 • 统计编码 • 预测编码 • 变换编码 • 混合编码 • 静态图像压缩标准： – JPEG、JBIG、JPEG2000等

5.1概述 数据编码的目的各异 信息保密 信息的压缩存储与传输等 数码相机图像编码与压缩技术成功的范例。 本章主要介绍静态图像压缩编码的原理、应 用及有关的国际标准

5.1 概述 • 数据编码的目的各异 – 信息保密 – 信息的压缩存储与传输等 • 数码相机图像编码与压缩技术成功的范例。 • 本章主要介绍静态图像压缩编码的原理、应 用及有关的国际标准

51.1数据压缩的基本概念 数据压缩 以较少的数据量表示信源以原始形式所代表的 信息 目的在于节省存储空间、传输时间、信号频带 或发送能量等

5.1.1 数据压缩的基本概念 • 数据压缩 – 以较少的数据量表示信源以原始形式所代表的 信息 – 目的在于节省存储空间、传输时间、信号频带 或发送能量等

数据压缩系统组成图 信源 信源 信道 编码器 编码器 通信线路 或 存储介质 信宿 信源 信道 解码器 解码器

数据压缩系统组成图

熵( Entropy) 代表信源所含的平均信息量 若信源编码的熵大于信源的实际熵,则信源中的数据一定 存在冗余度 冗余数据的去除不会减少信息量。 信息量与数据量的关系可由下式表示 I=d-du (51)

熵（Entropy） • 代表信源所含的平均信息量 • 若信源编码的熵大于信源的实际熵，则信源中的数据一定 存在冗余度 • 冗余数据的去除不会减少信息量。 • 信息量与数据量的关系可由下式表示 I = D − du （5.1）

51.2图像编码压缩的必要性 图像信号的数据量可表示为 V=w·h·d8 (52) V、w、h、d分别表示图像数据量(字节, byte,B)、图像宽度(像素数,pel)、图 像高度(像素数,pe)、图像深度(位, bit) 图像的尺寸为Wh

5.1.2 图像编码压缩的必要性 • 图像信号的数据量可表示为 • V = w · h · d/8 （5.2） – V、w、h、d分别表示图像数据量（字节， byte，B） 、图像宽度（像素数，pel）、图 像高度（像素数，pel） 、图像深度（位， bit）。 • 图像的尺寸为w·h

典型图像的数据量 图像种类 图像参数 数据量 二值传真图像A4(210×297mm)大、1728×2376×2色分辨率501KB 灰度图像512×512,8bi灰度等级 256KB VGA图像640×480×256色 300KB 352×288×256色,亮度取样率为3MHz,亮度和两色 C!F视频图像差按4:1:1取样,亮色量化位数共12bt,帧频29.97,43MB 按1s计算 HDTV亮度信号1280×720,量化位数为8bt,帧频30H,按15计算52MB

典型图像的数据量 图像种类 图像参数 数据量 二值传真图像 A4（210  297 mm）大小、1728  2376  2色分辨率 501 KB 灰度图像 512512，8 bit灰度等级 256 KB VGA图像 640  480  256色 300 KB CIF视频图像 352  288  256色，亮度取样率为3 MHz，亮度和两色 差按4∶1∶1取样，亮色量化位数共12 bit，帧频29.97， 按1 s计算 4.3 MB HDTV亮度信号 1280  720，量化位数为8 bit，帧频30 Hz，按1 s计算 52.7MB

51.3图像编码压缩的可能性 般图像中存在着以下数据冗余因素: 编码冗余 像素间的相关性形成的冗余 视觉特性和显示设备引起的冗余

5.1.3 图像编码压缩的可能性 一般图像中存在着以下数据冗余因素: • 编码冗余 • 像素间的相关性形成的冗余 • 视觉特性和显示设备引起的冗余

51.4图像编码压缩的技术指标 常用的图像压缩技术指标 图像熵与平均码长 图像冗余度与编码效率 压缩比 客观评价SNR 主观评价

5.1.4 图像编码压缩的技术指标 常用的图像压缩技术指标: • 图像熵与平均码长 • 图像冗余度与编码效率 • 压缩比 • 客观评价SNR • 主观评价