圖像壓縮編碼的意義?

General 更新 2024-07-02

在圖像壓縮編碼中,圖像變換能否產生壓縮作用?為什麼?

能。

因為在圖像的壓縮存儲中,圖像中單個像素的信息是很少的,很大程度上圖像中某一個像素和周圍像素的相關性很大,通常會將這種空間上相關性很大的信息通過變換轉換成不相關的信息,通過降低信息的冗餘度來實現壓縮目的。

《可視化計算機應用開發》書中P50頁有寫這段話。

圖像壓縮編碼論文 10分

數字圖像壓縮技術的研究及進展

摘 要:數字圖像壓縮技術對於數字圖像信息在網絡上實現快速傳輸和實時處理具有重要的意義。本文介紹了當前幾種最為重要的圖像壓縮算法:JPEG、JPEG2000、分形圖像壓縮和小波變換圖像壓縮,總結了它們的優缺點及發展前景。然後簡介了任意形狀可視對象編碼算法的研究現狀,並指出此算法是一種產生高壓縮比的圖像壓縮算法。關鍵詞:JPEG;JPEG2000;分形圖像壓縮;小波變換;任意形狀可視對象編碼一 引 言 隨著多媒體技術和通訊技術的不斷髮展,多媒體娛樂、信息高速公路等不斷對信息數據的存儲和傳輸提出了更高的要求,也給現有的有限帶寬以嚴峻的考驗,特別是具有龐大數據量的數字圖像通信,更難以傳輸和存儲,極大地制約了圖像通信的發展,因此圖像壓縮技術受到了越來越多的關注。圖像壓縮的目的就是把原來較大的圖像用盡量少的字節表示和傳輸,並且要求復原圖像有較好的質量。利用圖像壓縮,可以減輕圖像存儲和傳輸的負擔,使圖像在網絡上實現快速傳輸和實時處理。 圖像壓縮編碼技術可以追溯到1948年提出的電視信號數字化,到今天已經有50多年的歷史了[1]。在此期間出現了很多種圖像壓縮編碼方法,特別是到了80年代後期以後,由於小波變換理論,分形理論,人工神經網絡理論,視覺仿真理論的建立,圖像壓縮技術得到了前所未有的發展,其中分形圖像壓縮和小波圖像壓縮是當前研究的熱點。本文對當前最為廣泛使用的圖像壓縮算法進行綜述,討論了它們的優缺點以及發展前景。二 JPEG壓縮 負責開發靜止圖像壓縮標準的“聯合圖片專家組”(Joint Photographic Expert Group,簡稱JPEG),於1989年1月形成了基於自適應DCT的JPEG技術規範的第一個草案,其後多次修改,至1991年形成ISO10918國際標準草案,並在一年後成為國際標準,簡稱JPEG標準。1.JPEG壓縮原理及特點 JPEG算法中首先對圖像進行分塊處理,一般分成互不重疊的 大小的塊,再對每一塊進行二維離散餘弦變換(DCT)。變換後的係數基本不相關,且係數矩陣的能量集中在低頻區,根據量化表進行量化,量化的結果保留了低頻部分的係數,去掉了高頻部分的係數。量化後的係數按zigzag掃描重新組織,然後進行哈夫曼編碼。JPEG的特點優點:(1)形成了國際標準;(2)具有中端和高端比特率上的良好圖像質量。缺點:(1)由於對圖像進行分塊,在高壓縮比時產生嚴重的方塊效應;(2)係數進行量化,是有損壓縮;(3)壓縮比不高,小於50。 JPEG壓縮圖像出現方塊效應的原因是:一般情況下圖像信號是高度非平穩的,很難用Gauss過程來刻畫,並且圖像中的一些突變結構例如邊緣信息遠比圖像平穩性重要,用餘弦基作圖像信號的非線性逼近其結果不是最優的。2. JPEG壓縮的研究狀況及其前景 針對JPEG在高壓縮比情況下,產生方塊效應,解壓圖像較差,近年來提出了不少改進方法,最有效的是下面的兩種方法:(1)DCT零樹編碼 DCT零樹編碼把 DCT塊中的係數組成log2N個子帶,然後用零樹編碼方案進行編碼。在相同壓縮比的情況下,其PSNR的值比 EZW高。但在高壓縮比的情況下,方塊效應仍是DCT零樹編碼的致命弱點。(2)層式DCT零樹編碼 此算法對圖像作 的DCT變換,將低頻 塊集中起來,做 反DCT變換;對新得到的圖像做相同變換,如此下去,直到滿足要求為止。然後對層式DCT變換及零樹排列過的係數進行零樹編碼。 JPEG壓縮的一個最大問題就是在高壓縮比時產生嚴......

什麼是圖像壓縮編碼技術?常用的編碼技術有哪些

物流信息分類編碼標準化是信息分類標準化工作的一個專業領域和分支,其核心是將信息分類編碼標準化技術應用到現代物流系統中,實現物流信息系統的自動數據採集和系統間的數據交換與資源共享,促進物流活動的社會化、現代化和合理化,在實踐中做到'貨暢其流'。 所謂信息分類編碼就是對大量的信息進行合理分類,然後用代碼加以表示。將信息分類編碼以標準的形式發佈,就構成了標準信息分類編碼,或稱標準信息分類代碼。人們通常藉助代碼進行手工方式或計算機方式的信息檢索和查詢,特別是在用計算機方式進行信息處理時,標準信息分類編碼顯得尤為重要。統一的信息分類編碼是信息系統正常運轉的前提。美國從1945年起就開始研究標準信息分類編碼問題,1952年起正式著手物資編碼標準化工作,經過6年的時間完成了國家物資分類編碼。中國從1979年起著手製定有關標準,到現在已經發布了幾十個信息分類編碼標準,特別是幹部、人事管理信息系統指標體系分類與代碼,基本做到了數據元與分類代碼齊備,構築了一個較為完整的代碼體系。 [編輯本段]層次劃分 物流信息系統物流信息分類編碼標準體系總表分三個層次,第一層次為門類,第二層次為類別,第三層次為項目。整個標準體系分為三個門類。第一門類為基礎標準,這些標準是制定標準時所必須遵循的、全國統一的標準,是全國所有標準的技術基礎和方法指南,具有較長時期的穩定性和指導性;第二門類為業務標準,它是針對物流活動(裝卸、搬運、倉儲、運輸、包裝和流通加工)的技術標準,對物流信息系統建設具有指導意義;第三門類為相關標準,它是伴隨人類社會技術進步(特別是通信和信息處理技術進步)而產生的專門領域標準,其中EDI(電子數據交換)應用與商業貿易和政府審批(如報關等),它與物流活動密切相關,而GPS(全球定位系統)則是提供對運輸工具(含運輸物品)的動態實時跟蹤和導航的工具系統,也與物流活動密切相關。 物流信息分類編碼標準體系如下。 [編輯本段]基礎標準 基礎標準主要包括:《標準體系表編制原則和要求》GB/T13016-1991、《標準化工作導則 信息分類編碼的編寫規定》GB/T7026-1986、《信息分類編碼的維護方法和規定》,建議儘快制定國家標準、《信息分類編碼標準的管理規定》,建議儘快制定國家標準、《信息分類編碼標準的註冊規定》,建議儘快制定國家標準、《標準化工作導則信息分類編碼的基本原則和方法》GB/T7027-1986、《文件格式分類與代碼編制方法》GB/T13959-1992、《國家標準制定程序的階段劃分及代碼》GB/T16733-1997、《事務特性表定義和原理》GB/T10091-1989、《數據處理校驗碼系統》GB/T17710-1999和 ISO7064-83、《信息分類編碼通用術語》GB/T10113-1988。 [編輯本段]業務標準 業務標準分為六個類別:201物品分類編碼標準是描述和表徵物品的分類代碼,其中不同的分類代碼標準適用於不同的場合;202參與方分類代碼標準用來標識物流活動參與各方(如發貨人、收貨人和保險人等);203位置分類編碼標準可實現對物理位置和地理位置的唯一標識,如位置碼可標識出倉庫、貨位等具體詳細物理位置;204運輸分類編碼標準主要針對車輛、船舶和集裝箱等進行標識;205單證分類編碼標準規定標準單證,包括單證格式、單證指標和編碼等;206時間和計量分類編碼標準規定時間表示法和標準計量單位系統,是物流的基礎。具體應用如下: 物品分類編碼標準主要包括:《全國工農業產品(商品、......

圖像壓縮編碼方法有哪幾類?

總的來說可以分為:有損編碼、無損編碼或者分為變換編碼、統計編碼。

有損編碼

有損編碼又稱為不可逆編碼,是指對圖像進行有損壓縮,致使解碼重新構造的圖像與原始圖像存在一定的失真,即丟失了了部分信息。由於允許一定的失真,這類方法能夠達到較高的壓縮比。有損壓縮多用於數字電視、靜止圖像通信等領域。

無損編碼

無損壓縮又稱可逆編碼,是指解壓後的還原圖像與原始圖像完全相同,沒有任何信息的損失。這類方法能夠獲得較高的圖像質量,但所能達到的壓縮比不高,常用於工業檢測、醫學圖像、存檔圖像等領域的圖像壓縮中[15]。

預測編碼

預測編碼是利用圖像信號在局部空間和時間範圍內的高度相關性,以已經傳出的近鄰像素值作為參考,預測當前像素值,然後量化、編碼預測誤差。預測編碼廣泛應用於運動圖像、視頻編碼如數字電視、視頻電話中[ ]。

變換編碼

變換編碼是將空域中描述的圖像數據經過某種正交變換(如離散傅里葉變換DFT、離散餘弦變換DCT、離散小波變換DWT等)轉換到另一個變換域(頻率域)中進行描述,變換後的結果是一批變換系數,然後對這些變換系數進行編碼處理,從而達到壓縮圖像數據的目的。

統計編碼

統計編碼也稱為熵編揣,它是一類根據信息熵原理進行的信息保持型變字長編碼。編碼時對出現概率高的事件(被編碼的符號)用短碼錶示,對出現概率低的事件用長碼錶示。在目前圖像編碼國際標準中,常見的熵編碼方法有哈夫曼(Huffman)編碼和算術編碼。

圖像編碼壓縮的主要目的是為了哪項?

理解其含義即可:

圖像編碼是指在滿足一定質量(信噪比的要求或主觀評價得分)的條件下,以較少比特數表示圖像或圖像中所包含信息的技術。在信息論術語中,稱為信源編碼。廣泛應用於圖像數據壓縮、圖像傳輸和特徵提取等方面。其基本原理為:①減少圖像中多餘信息,以縮短傳輸無用信息時間,利用圖像固有統計特性進行編碼;②利用人們視覺心理特性進行編碼。常用方法有預測編碼、變換編碼和混合編碼等。在應用中,應考慮不同結構類型的編碼方法,加衛星影像編碼,其結構不甚明顯,典型方法是由圖像的統計信息來決定編碼技術的選擇。

下列不屬於無失真圖像壓縮編碼方法的是:

前三個肯定無失真,卡爾曼編碼沒聽過,只能選它了。

現今的圖像壓縮算法有哪些?急...

淺談圖像壓縮算法

餘科亮

本文僅討論靜止圖像的壓縮基本算法,圖像壓縮的目的在於以較少的數據來

表示圖像以節約存儲費用,或者傳輸時間和費用。

JPEG壓縮算法可以用失真的壓縮方式來處理圖像,但失真的程度卻是肉眼所

無法辯認的。這也就是為什麼JPEG會有如此滿意的壓縮比例的原因。

下面主要討論,JPEG基本壓縮法。

一.JPEG壓縮過程

JPEG壓縮分四個步驟實現:

1.顏色模式轉換及採樣;

2.DCT變換;

3.量化;

4.編碼。

二.1.顏色模式轉換及採樣

RGB色彩系統是我們最常用的表示顏色的方式。JPEG採用的是YCbCr色彩系統。

想要用JPEG基本壓縮法處理全綵色圖像,得先把RGB顏色模式圖像數據,轉換為

YCbCr顏色模式的數據。Y代表亮度,Cb和Cr則代表色度、飽和度。通過下列計算

公式可完成數據轉換。

Y=0.2990R+0.5870G+0.1140B

Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128

Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B+128

人類的眼晴對低頻的數據比對高頻的數據具有更高的敏感度,事實上,人類

的眼睛對亮度的改變也比對色彩的改變要敏感得多,也就是說Y成份的數據是比較 重要的。既然Cb成份和Cr成份的數據比較相對不重要,就可以只取部分數據來處

理。以增加壓縮的比例。JPEG通常有兩種採樣方式:YUV411和YUV422,它們所代

表的意義是Y、Cb和Cr三個成份的數據取樣比例。

2.DCT變換

DCT變換的全稱是離散餘弦變換(Discrete Cosine Transform),是指將一組

光強數據轉換成頻率數據,以便得知強度變化的情形。若對高頻的數據做些修飾,

再轉回原來形式的數據時,顯然與原始數據有些差異,但是人類的眼睛卻是不容

易辨認出來。

壓縮時,將原始圖像數據分成8*8數據單元矩陣,例如亮度值的第一個矩陣內

容如下:

JPEG將整個亮度矩陣與色度Cb矩陣,飽和度Cr矩陣,視為一個基本單元稱作

MCU。每個MCU所包含的矩陣數量不得超過10個。例如,行和列採樣的比例皆為4:

2:2,則每個MCU將包含四個亮度矩陣,一個色度矩陣及一個飽和度矩陣。

當圖像數據分成一個8*8矩陣後,還必須將每個數值減去128,然後一一代入

DCT變換公式中,即可達到DCT變換的目的。圖像數據值必須減去128,是因為DCT

轉換公式所接受的數字範圍是在-128到+127之間。

DCT變換公式:

x,y代表圖像數據矩陣內某個數值的座標位置

f(x,y)代表圖像數據矩陣內的數個數值

u,v代表DCT變換後矩陣內某個數值的座標位置

F(u,v)代表DCT變換後矩陣內的某個數值

u=0 且 v=0 c(u)c(v)=1/1.414

u>0 或 v>0 c(u)c(v)=1

經過DCT變換後的矩陣數據自然數為頻率係數,這些係數以F(0,0)的值最

大,稱為DC,其餘的63個頻率係數則多半是一些接近於0的正負浮點數,一概稱

之為AC。

3、量化

圖像數據轉換為頻率係數後,還得接受一項量化程序,才能進入編碼階段。

量化階段需要兩個8*8矩陣數據,一個是專門處理亮度的頻率係數,另一個則是

針對色度的頻率係數,將頻率係數除以量化矩陣的值,取得與商數最近的整數,

即完成量化。

當頻率係數經過量化後,將頻率係數由浮點數轉變為整數,這才便於執行最

後......

靜止圖像壓縮編碼的技術標準JPEG由幾部分組成

JPEG壓縮分四個步驟實現:

1.顏色模式轉換及採樣;

2.DCT變換;

3.量化;

4.編碼。

二.

1.顏色模式轉換及採樣 RGB色彩系統是我們最常用的表示顏色的方式。JPEG採用的是YCbCr色彩系統。想要用JPEG基本壓縮法處理全綵色圖像,得先把RGB顏色模式圖像數據,轉換為YCbCr顏色模式的數據。Y代表亮度,Cb和Cr則代表色度、飽和度。通過下列計算公式可完成數據轉換。 Y=0.2990R+0.5870G+0.1140B Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128 Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B+128 人類的眼晴對低頻的數據比對高頻的數據具有更高的敏感度,事實上,人類的眼睛對亮度的改變也比對色彩的改變要敏感得多,也就是說Y成份的數據是比較重要的。既然Cb成份和Cr成份的數據比較相對不重要,就可以只取部分數據來處理。以增加壓縮的比例。JPEG通常有兩種採樣方式:YUV411和YUV422,它們所代表的意義是Y、Cb和Cr三個成份的數據取樣比例。

2俯DCT變換 DCT變換的全稱是離散餘弦變換(Discrete Cosine Transform),是指將一組光強數據轉換成頻率數據,以便得知強度變化的情形。若對高頻的數據做些修飾,再轉回原來形式的數據時,顯然與原始數據有些差異,但是人類的眼睛卻是不容易辨認出來。 壓縮時,將原始圖像數據分成8*8數據單元矩陣,例如亮度值的第一個矩陣內容如下:

JPEG將整個亮度矩陣與色度Cb矩陣,飽和度Cr矩陣,視為一個基本單元稱作MCU。每個MCU所包含的矩陣數量不得超過10個。例如,行和列採樣的比例皆為4:2:2,則每個MCU將包含四個亮度矩陣,一個色度矩陣及一個飽和度矩陣。 當圖像數據分成一個8*8矩陣後,還必須將每個數值減去128,然後一一代入DCT變換公式中,即可達到DCT變換的目的。圖像數據值必須減去128,是因為DCT轉換公式所接受的數字範圍是在-128到+127之間。 DCT變換公式:

x,y代表圖像數據矩陣內某個數值的座標位置f(x,y)代表圖像數據矩陣內的數個數值u,v代表DCT變換後矩陣內某個數值的座標位置F(u,v)代表DCT變換後矩陣內的某個數值 u=0 且 v=0 c(u)c(v)=1/1.414 u>0 或 v>0 c(u)c(v)=1 經過DCT變換後的矩陣數據自然數為頻率係數,這些係數以F(0,0)的值最大,稱為DC,其餘的63個頻率係數則多半是一些接近於0的正負浮點數,一概稱之為AC。

3、量化 圖像數據轉換為頻率係數後,還得接受一項量化程序,才能進入編碼階段。量化階段需要兩個8*8矩陣數據,一個是專門處理亮度的頻率係數,另一個則是針對色度的頻率係數,將頻率係數除......

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