沈阳师范大学：《数字媒体技术》课程教学课件（讲稿）第八章 多媒体数据压缩技术

第八章多媒体数据压缩技术 主要内容 一、多媒体数据压缩基础知识 二、常用的数据压缩算法 三、常用多媒体数据压缩标准 四、多媒体数据存储技术

第八章 多媒体数据压缩技术

一、多媒体数据压缩基础知识

一、多媒体数据压缩基础知识1、数据压缩的必要性由于媒体元素种类繁多、构成复杂，即数字计算机所要处理、传输和存储等对象为数值、文字、语言、音乐、图形、动画、静态图像和电视视频图像等多种媒体元素，并且使他们在模拟量和数字量之间进行自由转换、信息吞吐、存储和传输。自前，虚拟现实技术要实现逼真的三维空间、3D立体声效果和在实境中进行仿真交互，带来的突出的问题是媒体元素数字化后数据量大得惊人

由于媒体元素种类繁多、构成复杂，即数字计 算机所要处理、传输和存储等对象为数值、文字、 语言、音乐、图形、动画、静态图像和电视视频图 像等多种媒体元素，并且使他们在模拟量和数字量 之间进行自由转换、信息吞吐、存储和传输。目前， 虚拟现实技术要实现逼真的三维空间、3D立体声效 果和在实境中进行仿真交互，带来的突出的问题是 媒体元素数字化后数据量大得惊人

一、多媒体数据压缩基础知识用字节表示图像文件大小时，一幅未经压缩的数字图像的数据量计算公式如下：图像数据量大小=像素总数×图像深度=8例如：一幅640×480的256色（8位）图像为640×480×8／8=307200字节(1Byte=8bit)相当于约15万汉字

用字节表示图像文件大小时，一幅未经压缩的 数字图像的数据量计算公式如下： 图像数据量大小 = 像素总数×图像深度÷8 例如：一幅 640×480 的 256 色（8位）图 像为 640×480×8／8 = 307200 字节 (1Byte=8bit) 相当于约15万汉字

一、多媒体数据压缩基础知识陆地卫星的水平、垂直分瓣率分别为3240和2340，4波段、采样精度为8位，那么一幅图像的数据量为：2340X3240X7X4/8=28.9MB按每天30幅计算，每天的数据量就有28.9X30=867MB，每年的数据量高达317GB

陆地卫星的水平、垂直分辨率分别为3240 和2340，4波段、采样精度为8位，那么一幅图 像的数据量为: 2340×3240×7×4/8=28.9MB 按每天30幅计算，每天的数据量就有 28.9×30=867MB，每年的数据量高达317GB

一、多媒体数据压缩基础知识数字音频可用以下公式估算声音数字化后每秒所需的存储量（未经压缩的）：数字音频存储量=采样频率×量化位数×声道数8例如，数字激光唱盘（CD-DA)的标准采样频率为44.1kHz，量化位数为16位，立体声。一秒钟CD-DA音乐所需的存储量为44100×16×2=8～172.3KB

数字音频可用以下公式估算声音数字化后每秒所 需的存储量（未经压缩的）: 数字音频存储量 = 采样频率×量化位数×声道数÷8 例如，数字激光唱盘（CD-DA）的标准采样频率 为44.1 kHz，量化位数为16位，立体声。一秒钟 CD-DA 音乐所需的存储量为 44100×16×2÷8 ≈172.3KB

一、多媒体数据压缩基础知识一张650MB的光盘能存放：650X1024/172.3~64分钟一张光盘只能存放约1小时左右的音频信息

一张650MB的光盘能存放： 650×1024/172.3≈64分钟 一张光盘只能存放约1小时左右的音频信息

一、多媒体数据压缩基础知识1分钟数字音频信号需要的存储空间数字音频带带宽取样率量化存储容(Hz)(KHz)(KHz)频格式量(MB)位数电话83.280.48200-3400会议电视伴音147161.6850~7000CD-DA2044.1165.292x220-20000DAT2048165.76×220~20000数字音频广播2048165.76×620~20000

1分钟数字音频信号需要的存储空间

一、多媒体数据压缩基础知识1分钟数字视频信号需要的存储空间取样率数字电视空间×时间存储容量量化位数格式(MHz)(MB)X分辨率公用中间亮度3：亮度、色差352X288270格式（CIF）共12X304:1:1PAL720XCCIR601号亮度、色差1620480X30亮度13.5建议共16NTSC720X4:2:21620576X25HDTV1280X7208603600亮度信号X60

1分钟数字视频信号需要的存储空间

一、多媒体数据压缩基础知识2、数据压缩的可能性多媒体数据包括两部分内容：信息和穴余数据。信息是有用的数据，余数据是无用的内容，它是可以压缩的。压缩这些穴余数据可以使原始数据大大减少，从而减少多媒体数据的存储量，解决多媒体数据的传输问题数据压缩技术就是研究如何利用数据的余性来减少多媒体数据量的方法。因此，进行压缩研究的起点是研究多媒体数据的几余性

多媒体数据包括两部分内容：信息和冗余数据 。信息是有用的数据，冗余数据是无用的内容，它 是可以压缩的。压缩这些冗余数据可以使原始数据 大大减少，从而减少多媒体数据的存储量，解决多 媒体数据的传输问题。 数据压缩技术就是研究如何利用数据的冗余性 来减少多媒体数据量的方法。因此，进行压缩研究 的起点是研究多媒体数据的冗余性