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图像的数据量非常大#xff0c;为了有效地传输和存储图像#xff0c;有必要压缩图像的数据量。随着现代通信技术的发展#xff0c;要求传输的图像信息的种类和数据量愈来愈大。若不…以下内容源于网络资源的学习与整理如有侵权请告知删除。 1、图像编码的必要性
图像的数据量非常大为了有效地传输和存储图像有必要压缩图像的数据量。随着现代通信技术的发展要求传输的图像信息的种类和数据量愈来愈大。若不进行数据压缩便难以推广应用。
举一个例子。假如显示器正在播放一个视频分辨率是1280*720帧率是25那么一秒所产生正常的数据大小为1280*720*25 / 8/ 1024 / 1024 2.74MB那么90分钟的电影就要14.8GB这个数据量显然在当前网络下是不现实的。 2、图像编码的可行性
图像数据可以进行压缩有几方面的原因。
首先原始图像数据是高度相关的存在很大的冗余。数据冗余造成比特数浪费消除这些冗余可以节约码字也就是达到了数据压缩的目的。大多数图像内相邻像素之间有较大的相关性这称为空间冗余。序列图像前后帧内相邻之间有较大的相关性这称为时间冗余。
其次若用相同码长来表示不同出现概率的符号也会造成比特数的浪费这种浪费称为符号编码冗余。如果采用可变长编码技术对出现概率高的符号用短码字表示对出现概率低的符号用长码字表示这样就可大大消除符号编码冗余。
再次有些图像信息如色度信息、高频信息在通常的视感觉过程中与另外一些信息相比来说不那么重要这些信息可以认为是心理视觉冗余去除这些信息并不会明显地降低人眼所感受到的图像质量因此在压缩的过程中可以去除这些人眼不敏感的信息从而实现数据压缩。 3、图像编码的技术分类
从不同的角度出发图像压缩编码技术有不同的分类方法。根据压缩过程有无信息损失可分为有损编码和无损编码根据压缩原理进行划分可以分为预测编码、变换编码、统计编码等。
1有损编码 有损编码又称为不可逆编码是指对图像进行有损压缩致使解码重新构造的图像与原始图像存在一定的失真即丢失了一部分信息。由于允许一定的失真这类方法能够达到较高的压缩比。有损压缩多用于数字电视、静止图像通信等领域
2无损编码 无损压缩又称可逆编码是指解压后的还原图像与原始图像完全相同没有任何信息的损失。这类方法能够获得较高的图像质量但所能达到的压缩比不高常用于工业检测、医学图像、存档图像等领域的图像压缩中。
3预测编码 预测编码是利用图像信号在局部空间和时间范围内的高度相关性以已经传出的近邻像素值作为参考预测当前像素值然后量化、编码预测误差。预测编码广泛应用于运动图像、视频编码如数字电视、视频电话中。
4变换编码 变换编码是将空域中描述的图像数据经过某种正交变换(如离散傅里叶变换DFT、离散余弦变换DCT、离散小波变换DWT等)转换到另一个变换域(频率域)中进行描述变换后的结果是一批变换系数然后对这些变换系数进行编码处理从而达到压缩图像数据的目的。
5统计编码 统计编码也称为熵编码它是一类根据信息熵原理进行的信息保持型变字长编码。编码时对出现概率高的事件(被编码的符号)用短码表示对出现概率低的事件用长码表示。在目前图像编码国际标准中常见的熵编码方法有哈夫曼(Huffman)编码和算术编码。 4、图像编码的评价指标
压缩比、失真比是衡量图像压缩的重要指标。压缩比是指压缩过程中输入数据量和输出数据量之比。失真比主要是针对有损编码而言的是指图像经有损压缩然后将其解码后的图像与原图像之间的误差有损压缩会使原始图像数据不能完全恢复信息受到一定的损失但压缩比较高复原后的图像存在一定的失真。
