南京大学：《数字图像处理》课程教学资源（课件讲义）08 压缩编码

数字图像处理 压缩编码

数字图像处理 压缩编码

背景 ·在计算机图像处理系统中，图像的最大特点和难 点就是海量数据的表示与传输，因此如何有效快 速地存储和传输这些图像数据成为当今信息社会 的迫切需求。 ·图像数据的压缩技术从总体上来说就是利用图像 数据固有的冗余性和相关性，将一个大的图像数 据文件转换成较小的同性质的文件。 压缩编码 2 数字图像处理2018年春季

压缩编码 2 数字图像处理· 2018年春季 背景  在计算机图像处理系统中，图像的最大特点和难 点就是海量数据的表示与传输，因此如何有效快 速地存储和传输这些图像数据成为当今信息社会 的迫切需求。  图像数据的压缩技术从总体上来说就是利用图像 数据固有的冗余性和相关性，将一个大的图像数 据文件转换成较小的同性质的文件

图像的特点 数据量大，为其存储、传输带来困难，需压缩 ●例子：电话线传输速率一般为56kbit/s(波特率) 一幅彩色图像640×480×24bit=7Mbit大小 。传输一幅图像：时间约2分钟左右； ●实时传送：640×480×24bit×25帧/s=175Mbit/s, 时间为50min左右； 如压缩20倍，传一幅图6s左右，可以接受，实用 压缩编码 数字图像处理2018年春季

压缩编码 3 数字图像处理· 2018年春季 图像的特点  数据量大，为其存储、传输带来困难，需压缩  例子：电话线传输速率一般为56kbit/s（波特率） 一幅彩色图像640×480×24bit = 7Mbit大小  传输一幅图像：时间约2分钟左右；  实时传送：640×480×24bit×25帧/s=175Mbit/s， 时间为50min左右；  如压缩20倍，传一幅图6s左右，可以接受，实用

图像压缩编码的必要性 ·图像的数据量特别大，同时现在对图像需求的增 长超过了网络带宽的限制，所以压缩是图像传输 和存储的一个关键技术 ·由于图像压缩的巨大商业潜力，激励着人们提高 现有的技术或发现新的技术 压缩编码 4 数字图像处理，2018年春季

压缩编码 4 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  图像的数据量特别大，同时现在对图像需求的增 长超过了网络带宽的限制，所以压缩是图像传输 和存储的一个关键技术  由于图像压缩的巨大商业潜力，激励着人们提高 现有的技术或发现新的技术

图像压缩编码的必要性 视频大小：1280×720 帧率：29.915fps 持续时间：30.854s 总帧数：923f 原始码流：661672kbit/s 视频平均码流：4644bit/s 压缩比：142.5 ●AVI（Audio Video Interleave) 同样是以AVI为后缀的视频文件，其采用的压缩算法可能 不同，需要相应的解压软件才能识别和回放该AVⅥ文件 AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电影、 电视等各种影像信息，有时也出现在Internet_上，供用户 下载、欣赏新影片的精彩片断。 压缩编码 数字图像处理2018年春季

压缩编码 5 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  AVI（Audio Video Interleave）  同样是以AVI为后缀的视频文件，其采用的压缩算法可能 不同，需要相应的解压软件才能识别和回放该AVI文件  AVI文件目前主要应用在多媒体光盘上，用来保存电影、 电视等各种影像信息，有时也出现在Internet上，供用户 下载、欣赏新影片的精彩片断。 视频大小：1280×720 帧率：29.915fps 持续时间：30.854s 总帧数：923f 原始码流：661672kbit/s 视频平均码流： 4644kbit/s 压缩比：142.5

图像压缩编码的必要性 视频大小：640×480 帧率：25fps 持续时间：32.04s 总帧数：801f 原始码流：184320kbit/s 视频平均码流：847kbit/s 压缩比：217.6 ASF ● ●ADVANCED STEAMING FORMAT的缩写。 。它是一种采用流式传输方式在Internet播放的媒体格式，它 可以将整个媒体文件分压成一个个的数据包，再由视频服 务器向用户计算机进行连续、实时的传送。 压缩编码 6 数字图像处理，2018年春季

压缩编码 6 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  ASF  ADVANCED STEAMING FORMAT的缩写。  它是一种采用流式传输方式在Internet播放的媒体格式，它 可以将整个媒体文件分压成一个个的数据包，再由视频服 务器向用户计算机进行连续、实时的传送。 视频大小：640×480 帧率：25fps 持续时间：32.04s 总帧数：801f 原始码流：184320kbit/s 视频平均码流： 847kbit/s 压缩比：217.6

图像压缩编码的必要性 视频大小：640×480 帧率：23.976fps 持续时间：40.04s 总帧数：960f 原始码流：176770kbit/s 视频平均码流：828kbit/s 压缩比：213.5 WMV 。ASF格式升级延伸来得。在同等视频质量下，WMV格式的 体积非常小，因此很适合在网上播放和传输。 ● WMV格式的主要优点包括：本地或网络回放、可扩充的媒 体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多 语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。 压缩编码 数字图像处理2018年春季

压缩编码 7 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  WMV  ASF格式升级延伸来得。在同等视频质量下，WMV格式的 体积非常小，因此很适合在网上播放和传输。  WMV格式的主要优点包括：本地或网络回放、可扩充的媒 体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多 语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等 。 视频大小：640×480 帧率：23.976fps 持续时间：40.04s 总帧数：960f 原始码流：176770kbit/s 视频平均码流： 828kbit/s 压缩比：213.5

图像压缩编码的必要性 ●RM格式： Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范称为 Real Media,主要用来在低速率的广域网上实时传输 活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同 而采用不同的压缩比率，从而实现影像数据的实时 传送和实时播放。 ·优点：可以把比较大的电影压缩成比较小的文件。 o f 点：文件模糊不清。 压缩编码 8 数字图像处理，2018年春季

压缩编码 8 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  RM格式：  Real Networks公司所制定的音频视频压缩规范称为 Real Media，主要用来在低速率的广域网上实时传输 活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同 而采用不同的压缩比率，从而实现影像数据的实时 传送和实时播放。  优点：可以把比较大的电影压缩成比较小的文件。  缺点：文件模糊不清

图像压缩编码的必要性 ●RMVB格式： 由RM视频格式升级延伸出的新视频格式，比RM多 了VB两字，在这里VB是VBR(Variable Bit Rate-可 变比特率)的缩写。 ·打破了原先M格式那种平均压缩采样的方式，在保 证平均压缩比的基础上合理利用比特率资源，在保 证了静止画面质量的前提下，大幅地提高了运动图 像的画面质量。 ● 要想播放这种视频格式，可以使用RealOne Player22.0 或RealPlayer8.0加Real Video9.0以上版本的解码器形 式进行播放。 压缩编码 数字图像处理2018年春季

压缩编码 9 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  RMVB格式：  由RM视频格式升级延伸出的新视频格式，比RM多 了VB两字，在这里VB是VBR（Variable Bit Rate--可 变比特率）的缩写。  打破了原先RM格式那种平均压缩采样的方式，在保 证平均压缩比的基础上合理利用比特率资源，在保 证了静止画面质量的前提下，大幅地提高了运动图 像的画面质量。  要想播放这种视频格式，可以使用RealOne Player2.0 或RealPlayer8.0加RealVideo9.0以上版本的解码器形 式进行播放

图像压缩编码的必要性 ●MOV格式： MOV是美国Apple公司开发的一种视频格式，播放 器是QuickTime Player。具有较高的压缩比率和较完 美的视频清晰度等特点。 MOV也可以作为一种流文件格式。QuickTimei能够通 过Internet提供实时的数字化信息流、工作流与文件 回放功能 压缩编码 10 数字图像处理，2018年春季

压缩编码 10 数字图像处理· 2018年春季 图像压缩编码的必要性  MOV格式：  MOV是美国Apple公司开发的一种视频格式，播放 器是QuickTime Player。具有较高的压缩比率和较完 美的视频清晰度等特点。  MOV也可以作为一种流文件格式。QuickTime能够通 过Internet提供实时的数字化信息流、工作流与文件 回放功能