3.1.3压缩编码方法-分析合成綸码 口5.分析-合成编码 ■(1)量化编码 口标量量化:逐个量化以较小的量化均方误差进行量化在JPEG、 H261和MPEG中采用的都是基于视觉特性的标量量化; 口矢量量化:语义编码,采用非线性量化器对频率和能量分布较大的的系 数分配较多比特数,即采用较小的量化步长;反之分配较少的位,即采用 较大的量化步长; ■矢量量化优于标量量化有效利用矢量中各分量间的4种相关性 (线性依赖性、非线性以依赖、概率密度函数的形状和矢量维数) 来去除冗余度 ■矢量量化的基本过程将实际数据流分成矢量块;在压缩编码和解 码端都有一个称为”码本”的表可以预定义也可以动态改造各 矢量可参考码本表选择最佳匹配模式;旦找到最佳匹配模式就将 码本中的对应的索引进行传送 Digital Campneddiow and Coding low ultimedia 3-20
Digital Compression and Coding for Multimedia 3－20 3.1.3 压缩编码方法-分析合成编码 5. 分析-合成编码 ◼ (1)量化编码 标量量化:逐个量化,以较小的量化均方误差进行量化,在JPEG、 H.261和MPEG中采用的都是基于视觉特性的标量量化; 矢量量化:语义编码,采用非线性量化器,对频率和能量分布较大的的系 数分配较多比特数,即采用较小的量化步长;反之分配较少的位,即采用 较大的量化步长; ◼ 矢量量化优于标量量化,有效利用矢量中各分量间的4种相关性 (线性依赖性、非线性以依赖、概率密度函数的形状和矢量维数) 来去除冗余度. ◼ 矢量量化的基本过程:将实际数据流分成矢量块;在压缩编码和解 码端都有一个称为”码本”的表,可以预定义也可以动态改造;各 矢量可参考码本表选择最佳匹配模式;一旦找到最佳匹配模式就将 码本中的对应的索引进行传送
3.1.3压缩编码方法-分析合成綸码 口5.分析-合成编码 ■(2)小波变换编码( Wavelet Transform 非均匀分辨率对数据进行时间频带局部分析与综合。 口线性变换有效的时频域分析工具静态图像的压缩; 口将信号分解成对空间和时间、频率的独立贡献不失原信息; 口小波系数的时宽-带宽积很小,变换后能量集中不同分量进行不同处理,有较高 的压缩比; 口图像的小波变换可以理解为图像信号经过一系列带通过滤波器的结果,这组 滤波器在对数意义下具有相同的带宽,从小波变换后不同分层定位中提取图 像特征,低频部分平滑表示背景;高频部分不平稳表示细节利用不同层次对恢 复图像的贡献大小和对人眼视觉系统的影响的大小,采用不同的编码方法,可 以达到图像压缩的目的. Digital Campneddiow and Coding low ultimedia 3-21
Digital Compression and Coding for Multimedia 3－21 3.1.3 压缩编码方法-分析合成编码 5. 分析-合成编码 ◼ (2)小波变换编码(Wavelet Transform) 非均匀分辨率对数据进行时间频带局部分析与综合。 线性变换,有效的时频域分析工具,静态图像的压缩; 将信号分解成对空间和时间、频率的独立贡献,不失原信息; 小波系数的时宽-带宽积很小,变换后能量集中,不同分量进行不同处理,有较高 的压缩比; 图像的小波变换可以理解为图像信号经过一系列带通过滤波器的结果,这组 滤波器在对数意义下具有相同的带宽,从小波变换后不同分层定位中,提取图 像特征,低频部分平滑表示背景;高频部分不平稳表示细节.利用不同层次对恢 复图像的贡献大小和对人眼视觉系统的影响的大小,采用不同的编码方法,可 以达到图像压缩的目的
3.1.3压缩编码方法-分析合成綸码 口5.分析合成编码 ■(3)分形图像编码( Fractal) 口模型编码,用模型方法对图像进行参数佔测,具有压缩比高、解码高速、不受 图像分辨率的影响等优点; 口分形是某种形状、结构的局部或片断它有多种尺寸,但形状相似其局部和整 体有相似性即自相似性体系; 口方法数字图像经过处理(如颜色分割、边缘检测、频谱分析、纹理分析等)分 成子图像,在分形集中查找这样的子图像但分形集中存储的是选代函数经反 复迭代可恢复子图像表示迭代函数只需少量数据达到很高的压缩比 口将数据预分解为若干分形子图并提取其迭代函数代码,恢复时由该代码按规 范迭代重构各子图。 Digital Campneddiow and Coding low ultimedia 3-22
Digital Compression and Coding for Multimedia 3－22 3.1.3 压缩编码方法-分析合成编码 5. 分析-合成编码 ◼ (3)分形图像编码(Fractal) 模型编码,用模型方法对图像进行参数估测,具有压缩比高、解码高速、不受 图像分辨率的影响等优点; 分形是某种形状、结构的局部或片断,它有多种尺寸,但形状相似,其局部和整 体有相似性,即自相似性体系; 方法:数字图像经过处理(如颜色分割、边缘检测、频谱分析、纹理分析等)分 成子图像,在分形集中查找这样的子图像,但分形集中存储的是迭代函数,经反 复迭代可恢复子图像,表示迭代函数只需少量数据,达到很高的压缩比. 将数据预分解为若干分形子图并提取其迭代函数代码，恢复时由该代码按规 范迭代重构各子图
3.1.3压缩编码方法-分析合成綸码 口5.分析合成编码 ■(4)子带编码( Subband coding,SBc) 口利用带通滤波器组把信号频带分割成若干子频带然后分别处理通过 等效于单边带调幅的调制过程,将各子带搬移到零频率附近以得到低 通表示后,以 Nyquist速率对各子带输出取样,并对取样值进行通常的 数字编码; 口如果设想在sBc的每一个子带输出都用DPcM编码器来编码,那么 SBC就在时间域(或空间域)的预测编码和频域(或变换域)的变换编码 之间架起了一座连接的桥梁联系参数就是子带数目M如果M=1就是 DPcM全带编码;如果M>1就是SBc;当M大到等于块内的样本数即每 一子带只由一个样本(一根谱线)组成时,SBC便成为变换编码(DFT)从 这个观点上看预测编码和变换编码只不过是子带编码的两个特例 Digital Campneddiow and Coding low ultimedia 3-23
Digital Compression and Coding for Multimedia 3－23 3.1.3 压缩编码方法-分析合成编码 5. 分析-合成编码 ◼ (4)子带编码(Subband Coding,SBC) 利用带通滤波器组把信号频带分割成若干子频带,然后分别处理,通过 等效于单边带调幅的调制过程,将各子带搬移到零频率附近以得到低 通表示后,以Nyquist速率对各子带输出取样,并对取样值进行通常的 数字编码; 如果设想在SBC的每一个子带输出都用DPCM编码器来编码,那么 SBC就在时间域(或空间域)的预测编码和频域(或变换域)的变换编码 之间架起了一座连接的桥梁,联系参数就是子带数目M.如果M=1就是 DPCM全带编码;如果M>1就是SBC;当M大到等于块内的样本数,即每 一子带只由一个样本(一根谱线)组成时,SBC便成为变换编码(DFT).从 这个观点上看,预测编码和变换编码只不过是子带编码的两个特例
3.2多媒体数据压缩編码的国际标准 国际标准(视频) 国际标准化组织SO和cCT(TUT联合组成专家组 JPEG( Joint Photographic Experts Group) JBIG( Joint Bilevel Image Group) 国际电子学委员会C和O组成的OEc MPEG( Motion Picture Experts Group) 国际电信联盟(TUn: H261,G3G4 Digital Campneddiow and Coding low ultimedia 3-24
Digital Compression and Coding for Multimedia 3－24 3.2 多媒体数据压缩编码的国际标准 国际标准:(视频) 国际标准化组织ISO和CCITT(ITU-T)联合组成专家组 JPEG( Joint Photographic Experts Group) JBIG( Joint Bilevel Image Group) 国际电子学委员会IEC和ISO组成的ISO/IEC MPEG( Motion Picture Experts Group) 国际电信联盟(ITU-T): H.261,G3,G4