第7讲预测编码 332预测编码 1.DPCM线性预测编码方法 (1)差分预测编码的基本原理 (2)DPCM预测编码算法 (3)三邻域预测法 2.基于运动补偿的帧间预测 (1)运动补偿预测编码原理 (2)运动图像及补偿块的概念结构 (3)运动补偿的块匹配算法 (4)宏块的预测模型
第 7 讲 预测编码 3.3.2 预测编码 1. DPCM线性预测编码方法 (1) 差分预测编码的基本原理 (2) DPCM预测编码算法 (3) 三邻域预测法 2. 基于运动补偿的帧间预测 (1) 运动补偿预测编码原理 (2) 运动图像及补偿块的概念结构 (3) 运动补偿的块匹配算法 (4) 宏块的预测模型
3.3.2预测编码 适用场合:对传输速率要求很高的实时应用 1.DPCM线性预测编码方法 差分脉冲编码调制(DPCM)技术的特点: 预测对象不是信源的实际数据,而是采样的样本数据, 是预测样本值与实际样本值的差分量 (1)差分预测编码的基本原理 基本思想:利用前序的、相邻的和已知的样本值, 来预测后序的或新的样本值, 再将实际值与预测值相减以得到一个误差值, 从而只对误差值进行编码; 由于误差值<<样本值,故可大幅度减少数据的位码表示
3.3.2 预测编码 适用场合：对传输速率要求很高的实时应用 1.DPCM线性预测编码方法 差分脉冲编码调制（DPCM）技术的特点： 预测对象不是信源的实际数据，而是采样的样本数据， 是预测样本值与实际样本值的差分量 (1)差分预测编码的基本原理 基本思想：利用前序的、相邻的和已知的样本值， 来预测后序的或新的样本值， 再将实际值与预测值相减以得到一个误差值， 从而只对误差值进行编码； 由于误差值＜＜样本值，故可大幅度减少数据的位码表示
差分预测编码的框架原理: B1量化器 编谣器 解码器 预器 预器 ①对预测误差进行编码前,需选取合适的量化器与预测器 ②将采样获得的样本值序列X送入量化器进行量化处理 ③量化数据送预测器并产生一个预测值,加到差分比较点 ④在输入与反馈比较点,实际样本值与预测值进行差值比较, 从而获得误差值en,即 x-x ⑤对预测误差e进行量化处理后,送编码器进行编码处理
差分预测编码的框架原理： ① 对预测误差进行编码前，需选取合适的量化器与预测器 ② 将采样获得的样本值序列Xn送入量化器进行量化处理 ③ 量化数据送预测器并产生一个预测值 ，加到差分比较点 ④ 在输入与反馈比较点，实际样本值与预测值进行差值比较， 从而获得误差值en，即 ⑤ 对预测误差en进行量化处理后，送编码器进行编码处理
(2)DPCM预测编码算法 算法设计:根据原理框图来设计预测器的预测模型 设:tn时刻的采样信号即样本值为Xn 根据tn以前的采样序列{1i=1,2,…,n1}所作出的 预测值为;则凰的预测方程为: ai ii 其中:a(i=1,2,…,n-1)为预测系数 对于线性预测,a是与x无关的常数 再设:采样输入的实际样本值与预测样本值的误差值为en, 误差信号的量化输出为en,接收端的输出信号为Ⅺn’; 则e的预测误差为:e=X-x 且量化器的量化误差
⑵ DPCM预测编码算法 算法设计：根据原理框图来设计预测器的预测模型 设：tn时刻的采样信号即样本值为Xn， 根据tn以前的采样序列{Xi |i=1，2，…，n-1}所作出的 预测值为 ；则 的预测方程为： 其中：a（i=1，2，…，n-1）为预测系数 对于线性预测，a是与x无关的常数 再设：采样输入的实际样本值与预测样本值的误差值为en， 误差信号的量化输出为en ’ ，接收端的输出信号为Xn’ ； 则en的预测误差为： 且量化器的量化误差 qn = en - en ’
(3)三邻域预测法 设:用一维和二维预测器对m×n个像素组成的图像进行预测, 预测点x的坐标为(i,j);已知在x的邻域有 个采样值{a,b,c},求x的预测值区 讨论:根据预测方程, 维预测:x=X;X,为X邻域的前一个样本值 二维预测:x a1x1+axj十a(1i- 预测误差:e X 在本例中,给定的x邻域及采样值{a,b,c}见图(a).分析: 预测点x邻域的第一行:采用x-a预测 第一列: b 其余点:x-(a+(b-c)/2)
⑶ 三邻域预测法 设：用一维和二维预测器对m×n个像素组成的图像进行预测， 预测点x的坐标为（i，j）；已知在x的邻域有 三个采样值{a,b,c}，求x的预测值 讨论：根据预测方程， 一维预测： 邻域的前一个样本值 二维预测： 预测误差： 在本例中，给定的x邻域及采样值{a,b,c}见图（a）．分析： 预测点x邻域的第一行：采用x - a预测 第一列： x - b 其余点： x - （a +（b - c）／2）