多媒体数据压缩的基本技术.ppt

多媒体数据压缩的基本技术
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压缩的必要性
类型
带宽
KHZ
采样率
KHZ
比特/样点
比特率
kb/s
电话语音
～
8
12
96
宽带语音
～7
16
14
224
调频广播
～ 15
32
16
512
CD光盘
～ 20

16

DAB/DAT
～ 20
48
16
768
AUDIO
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类型
格式
分辨率
帧频HZ
比特/像素
比特率
Mb/s
电视电话
QCIF
176×144

12

会议电视
CIF
352×288

12

常规电视
ITU-R601
720×576
25
16

HDTV
ITU-R709
1920×1152
25
16

VIDEO
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数据压缩可分为两类：
无损压缩
有损压缩
无损压缩是指压缩后的数据进行重构（还原，解压缩），重构后的数据与原来的数据完全相同。
有损压缩是指压缩后的数据进行重构，重构的数据与原来的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达信息的理解。
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多媒体数据压缩的理论依据
信息论
现在科学领域中的一个重要分支
Shannon所创立的信息论对数据压缩有极为重要的指导意义
给出了数据压缩的理论极限
指明了数据压缩的技术途径
为通信技术的发展奠定了理论基础
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两个基本概念：熵和信源熵
Entropy(熵)的概念 ：
(1) 熵是信息量的度量方法，它表示某一事件出现的消息越多，事件发生的可能性就越小，数学上就是概率越小。
(2) 某个事件的信息量用 Ii = -log2Pi 表示 ， 其中Pi为第 i 个事件的概率
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信源熵的定义
其中 P i 是符号 S i 在 S 中出现的概率，
表示包含在 Si 的信息量，也就是编码 Si 所需要的位数
例如，一幅用256级灰度表示的图像，如果每一个象素点灰度的概率均为 Pi = 1/256 ，编码每一个象素点就需要8位。
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无损编码定理
离散信源X无损编码所能达到的最小速率不能低于该信源的信源熵，即：
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信源编码定理（有损编码定理）
对于给定的信源，在允许一定的失真D情况下，存在一率失真函数R(D)，当编码速率R不低于R(D)时，编码失真能够不大于D。
◇ R(D)一般不容易计算
◇ 该定理没有给出编码方法
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熵编码（保熵编码 、无损压缩 ）
定长编码
香农-范诺(Shannon- Fano)编码
霍夫曼编码
算术编码
Ziv-Lempel编码（）
行程编码（Run Length Encoding，RLE）
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