国防科学技术大学：《数字图像处理与分析基础 Digital Image Processing and Analysis Theory》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 图像编码技术 7.4-7.5

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数字图像处理与 分析基础 第七章 图像编码技术

[74无误差编吗技术 h n technique 有误差编码:编码后的图像不能经解码器复原到 原始的图像,不可逆。 无误差编码:可逆 ■位平面编码 ■二值图像编码 行程编码( Run length Coding) 轮廓编码 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 7.4 无误差编码技术 Lossless Compression Techniques n 位平面编码 n 二值图像编码 n 行程编码(Run_length Coding) n 轮廓编码 有误差编码：编码后的图像不能经解码器复原到 原始的图像，不可逆。 无误差编码：可逆

[741位平面编码 一种能有效减少像素间冗余的技术,对 相关性强的图像,它的编码效率比霍夫 曼码更高 基本方法:将多级图像(灰度图像或彩 色图像)分解成一系列的二值图像,然 后对二值图像应用二值图像编码方法, 以达到对多值图像编码的目的 相关技术: o位平面分解 o二值图像编码 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 7.4.1 位平面编码 n 一种能有效减少像素间冗余的技术，对 相关性强的图像，它的编码效率比霍夫 曼码更高。 n 基本方法：将多级图像（灰度图像或彩 色图像）分解成一系列的二值图像，然 后对二值图像应用二值图像编码方法， 以达到对多值图像编码的目的。 n 相关技术： ¡ 位平面分解 ¡ 二值图像编码

[1、位平面分解 设灰度图像的灰度级需要m比特表示,那么任意 个灰度级9都可以表示成一个以2为底的多项式: 2m1+an,2m-2+…+a121+an2 其中a=01,=01,2…,m-1 也就是说,图像的同一个比特位的系数的集合就是 个二值图像,称为一个“位平面”。位平面编号 从0开始,直到m-1。将m个位平面组合,显然又可 以恢复原来的灰度图像 127(011112)和128(100000002 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 1、位平面分解 设灰度图像的灰度级需要m比特表示，那么任意一 个灰度级g都可以表示成一个以2为底的多项式： 0 0 1 1 2 2 1 g a 1 2 a 2 a 2 a 2 m m m  m          其中 ai=0/1，i=0,1,2,…,m-1 也就是说，图像的同一个比特位的系数的集合就是 一个二值图像，称为一个“位平面” 。位平面编号 从0开始，直到m-1。将m个位平面组合，显然又可 以恢复原来的灰度图像 127（011111112）和128（100000002）

[Grey码 进制码,它与自然二进制码有一一对应的转换关系 设它的第位为g,9与a的转换关系为: a⊕g i+1 0<i<m-2 g1④gn④…gm=1,0≤i≤m-2 格雷码的优点:差值为1的两个数值的格雷码只有 位不同。127(010000,128(110000, 转换后就只在第7个位平面有一个0到1的变化 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 Grey码 二进制码，它与自然二进制码有一一对应的转换关系。 设它的第i位为gi，gi与ai的转换关系为：            , 0 2 , 1 a a 1 i m a i m g i i i i               , 0 2 , 1 g g 1 g 1 i m g i m a i i m i i  格雷码的优点：差值为1的两个数值的格雷码只有一 位不同。127（01000000g）, 128（11000000g）， 转换后就只在第7个位平面有一个0到1的变化

[742二值图像编码 ■位平面图像 ■图形图像或文本图像 大量的是连续的白色背景,对这些连续 的块指定短码字,可以达到压缩的效果 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 7.4.2 二值图像编码 n 位平面图像 n 图形图像或文本图像 n 大量的是连续的白色背景，对这些连续 的块指定短码字，可以达到压缩的效果

[空白编码 利用了文本类图像中空白较多的特点 1.将图像的一行分成若干段,规定每段有k个象素; 2.若k个象素全是空白,则用“0表示;否则用“1表示 ,后接直接编码。 例:不同的10个像素,它们相应的代码如下: 10个象素 相应的代码 0000000000 0 0000000001 10000000001 1000000001 11000000001 Lk=x1+(1x(K+1)k=k+1-1k 压缩比=1+1-p k (全)>1k,才能达到压缩效果。当k=10时,对大多数文 本文件比较合适 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 空白编码 利用了文本类图像中空白较多的特点。 1. 将图像的一行分成若干段，规定每段有k个象素； 2. 若k个象素全是空白，则用“0”表示；否则用“1”表示 ，后接直接编码。 例：不同的10个像素，它们相应的代码如下： 10个象素 相应的代码 0000000000 0 0000000001 10000000001 1000000001 11000000001 Lk =[p1+(1-p) (k+1)]/k =[k+1-kp ]/k 压缩比= p k   1 1 1 p(全白)>1/k，才能达到压缩效果。当k=10时，对大多数文 本文件比较合适

[黑块块编码 扩展到二维,是对图像中大片的连续的1或0的区域(黑白 块)进行识别编码 (1)设图像被分解为若干块,每一块的大小一致,为axb。 (2)这些块只有三种类型:全白色、全黑色、混合区域 (3)统计这三类区域的出现概率。 (4)码字分配:出现概率最大的类型用1比特码字“0″表 示,其他的用2比特码字“10″和“11表示,后接对应区域的 直接编码 平均码长 (X)=,p+(,+1)(1-p) ab ab 若达到压缩效,需满足p>2/ab+1) 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 黑块/白块编码 扩展到二维，是对图像中大片的连续的1或0的区域（黑白 块）进行识别编码。 （1）设图像被分解为若干块，每一块的大小一致，为ab。 （2）这些块只有三种类型：全白色、全黑色、混合区域。 （3）统计这三类区域的出现概率。 （4）码字分配：出现概率最大的类型用1比特码字“0”表 示，其他的用2比特码字“10”和“11”表示，后接对应区域的 直接编码。 平均码长 1)(1 ) 2 ( 1 L(X) p ab p ab     若达到压缩效果，需满足 p>2/(ab+1)

[逐层编码 进一步提高编码效率的方法是使用迭代的方法将 二值图像分解为越来越小的块,逐层进行编码 逐层编码算法: (1)纯白色的图像块用1比特码字“0″表示; (2)其他类型图像用1比特码字“1表示,并且 对图像进行四等份分割,得到四个子块。 (3)对每一个子块重复过程(1)、(2) 直到规定的最小子块尺寸 (4)图像最小子块采用原图像信息的直接编码。 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 逐层编码 进一步提高编码效率的方法是使用迭代的方法将 二值图像分解为越来越小的块，逐层进行编码。 逐层编码算法： （1）纯白色的图像块用1比特码字“0”表示； （2）其他类型图像用1比特码字“1”表示，并且 对图像进行四等份分割，得到四个子块。 （3）对每一个子块重复过程（1）、（2），一 直到规定的最小子块尺寸。 （4）图像最小子块采用原图像信息的直接编码

743行程编码( Run length Coding) 映射器 又称为“游程编码 可用于二值图像/灰度值/连续出现的长度值进 行编码。 若在图像的一行内采用,就是一维行程编码, 即A码;若在图像平面内实施,则为二维行程 编码,它们分别是传真机中使用的两种二值 图像压缩标准(G3和G4)中所用技术的基础 数字圈像处理与分基

数字图像处理与分析基础 7.4.3 行程编码(Run_length Coding) — —映射器 n 又称为“游程编码” n 可用于二值图像/灰度值/连续出现的长度值进 行编码。 n 若在图像的一行内采用，就是一维行程编码， 即A码；若在图像平面内实施，则为二维行程 编码，它们分别是传真机中使用的两种二值 图像压缩标准（G3和G4）中所用技术的基础