第2幸多媒体信息编码 22基本编码方法 221行程编码 行程编码是一种简单的无损压缩编码方法,它通过压缩原始 数据中相同的字节序列实现数据压缩。在图像和声音数据中可能 包含大量的相同字节连续重复的序列,通过行程编码可以将这些 重复字节压缩掉,取而代之的是一个更加紧密的字节序列。例如, 个原始数据字符串为 RTTTTTTTTABBCDGHJK,采用行程编码 后的字符串为R#8 TABBCDGHJK,这里用#8T替换掉8个T字符, 符号“#”是特殊标识符,用于表示行程编码。如果原始数据字 符串也包含了“#”符号,则必须用两个“#”符号替换掉原始 数据字符串中的“#”符号
第2章 多媒体信息编码 2.2 基本编码方法 2.2.1 行程编码 行程编码是一种简单的无损压缩编码方法, 它通过压缩原始 数据中相同的字节序列实现数据压缩。在图像和声音数据中可能 包含大量的相同字节连续重复的序列, 通过行程编码可以将这些 重复字节压缩掉, 取而代之的是一个更加紧密的字节序列。 例如, 一个原始数据字符串为RTTTTTTTTABBCDGHJK, 采用行程编码 后的字符串为R＃8TABBCDGHJK, 这里用＃8T替换掉8个T字符, 符号“＃”是特殊标识符, 用于表示行程编码。 如果原始数据字 符串也包含了“＃” 符号, 则必须用两个“＃” 符号替换掉原始 数据字符串中的“＃” 符号
第2幸多媒体信息编码 22,2哈夫曼编码 哈夫曼( Huffman)编码是一种无损压缩编码方法,它根据信源 符号出现的概率大小进行排序,出现的概率大的符号分配短码,反 之分配长码。在分配代码过程中,需要建立一个n阶二叉树,其编 码过程如下 ①对信源符号按其出现的概率进行递减排序; ②将两个最小的概率相加,其和作为新符号的概率; ③重复①和②,直到概率之和达到1为止 ④每次合并消息时,将被合并的消息赋予1和0或者0和1; ⑤寻找从每个信源符号到概率为1处的路径,记录下路径上的1和0; ⑥从树根节点到叶子节点,对每个信源符号列出0、1序列
第2章 多媒体信息编码 2.2.2 哈夫曼编码 哈夫曼(Huffman)编码是一种无损压缩编码方法, 它根据信源 符号出现的概率大小进行排序, 出现的概率大的符号分配短码, 反 之分配长码。 在分配代码过程中, 需要建立一个n阶二叉树, 其编 码过程如下: ① 对信源符号按其出现的概率进行递减排序; ② 将两个最小的概率相加, 其和作为新符号的概率; ③ 重复①和②, 直到概率之和达到1为止; ④ 每次合并消息时, 将被合并的消息赋予1和0或者0和1; ⑤ 寻找从每个信源符号到概率为1处的路径, 记录下路径上的1和0; ⑥ 从树根节点到叶子节点, 对每个信源符号列出0、 1序列
第2幸多媒信息編码 例如,A、B、C、D四个字符出现的概率分别为:P(A)=3/4 P(B=1/8;P(C)=1/16;P(D=1/16,按照上述编码过程将生成如 图21所示的二叉树,获得的编码结果是:HA=1;HB=01 H(C)=001;H(D)=000该结果存放在哈夫曼表中 P(ABCD= P(BCD=1/4 0 P(CD)=1/8 0 P(A)=3/4 P(B)=18 P(C=/16P(D=1/16 图2.1哈夫曼编码生成的二叉树
第2章 多媒体信息编码 例如, A、B、C、D四个字符出现的概率分别为: P(A)=3/4; P(B)=1/8; P(C)= 1/16; P(D)=1/16, 按照上述编码过程将生成如 图2.1所示的二叉树, 获得的编码结果是: H(A)=1; H(B)=01; H(C)=001; H(D)=000, 该结果存放在哈夫曼表中。 图 2.1 哈夫曼编码生成的二叉树
第2幸多媒体信息编码 223离散余弦变换编码 变换编码主要有离散傅立叶变换(DFη编码、离散余弦变换 (DCT编码等。其中,DCT编码方法被普遍使用,在JPEG、 MPEG和H261等标准中都采用了DCT编码。由于声音信号只有 个时间维,因此音频信号压缩采用一维DCT编码,而图像压缩 必须考虑水平和垂直两个方向,因此图像压缩则采用二维DCT编 码
第2章 多媒体信息编码 2.2.3 离散余弦变换编码 变换编码主要有离散傅立叶变换(DFT)编码、 离散余弦变换 (DCT)编码等。其中, DCT编码方法被普遍使用, 在JPEG、 MPEG和H.261等标准中都采用了DCT编码。 由于声音信号只有 一个时间维, 因此音频信号压缩采用一维DCT编码, 而图像压缩 必须考虑水平和垂直两个方向, 因此图像压缩则采用二维DCT编 码
第2幸多媒体信息编码 DCT编码方法是对一个8×8图像块灰度样本数据流进行 压缩,而彩色图像压缩可看成是压缩图像的多个分量。在编码 器中,首先将源图像8×8样本数据块(像素块)的取值范围由 [0,2-1](无符号)转换成[-21,2-1-1](有符号),其中p 为样本定义的精度。然后对8×8样本数据块进行正向离散余弦 变换(FDCT)。在解码器中,利用逆向离散余弦变换(IDCT) 重建8×8样本数据块,恢复图像。FDCT和IDCT的数学表达式 如(1)式和(2)式所示
第2章 多媒体信息编码 DCT编码方法是对一个8×8图像块灰度样本数据流进行 压缩, 而彩色图像压缩可看成是压缩图像的多个分量。在编码 器中, 首先将源图像8×8样本数据块（像素块）的取值范围由 ［0, 2 p -1］（无符号）转换成［-2 p-1 , 2 p-1 -1］（有符号）, 其中p 为样本定义的精度。 然后对8×8样本数据块进行正向离散余弦 变换（FDCT）。在解码器中, 利用逆向离散余弦变换（IDCT） 重建8×8样本数据块, 恢复图像。 FDCT和IDCT的数学表达式 如(1)式和(2)式所示: