多媒体数据与编码
多媒体技术_多媒体数据压缩编码技术
4.知识冗余
图像的理解与某些基础知识有关。 例:人脸的图像有同样的结构：嘴的上方有鼻子， 鼻子上方有眼睛，鼻子在中线上…… 知识冗余是模型编码主要利用的特性。
5.视觉冗余
人的视觉系统对图像场的敏感性是非均匀、 非线性的。 （1）对图像亮度和色差的敏感性相差很大 Y：U：V＝8：4：4 或者Y：U：V＝8：2：2 （2）随着亮度增加，视觉系统对量化误差的敏感 度降低。 （3）人的视觉系统把图像边缘和非边缘区域分开 处理。
第四章、多媒体数据压缩编码技术
本章要点
（1）多媒体数据压缩编码的重要性和分类。 （2）量化的基本原理和量化器的设计思想。 （3）常用压缩编码算法的基本原理及实现技术、 预测编码、变换编码、统计编码(Huffman编码、 算术编码)。 （4）静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）原 理、实现技术，以及动态图像压缩编码国际标 准(MPRG)的基本原理。
4.2.2 标量量化器的设计
量化器的设计要求 通常设计量化器有下述两种情况： 1. 给定量化分层级数，满足量化误差最小。 2. 限定量化误差，确定分层级数，满足以尽 量小的平均比特数，表示量化输出。
量化方法有标量量化和矢 量量化之分，标量量化又可分 为，均匀量化、非均匀量化和 自适应量化。
（1）均匀量化
例如:从64个数中选出某一个数。可先问“是 否大于32?”消除半数的可能,这样只要6次就可选 出某数。 如果要选择的数是35,则过程如下: 1.大于/小于 32？ 大 2.大于/小于 32+16=48？ 小 3.大于/小于 48-8=40？ 小 4.大于/小于 40-4=36？ 小 5.大于/小于 36-2=34？ 大 6.大于/小于 34+1=35 等
（4）混合编码
第6讲-多媒体数据压缩编码方法
0
1
A 0
0 1 C
1 0 D 1 E
B
这幅图像的熵为: H（S）=(15/39) log2(39/15) + (7/39)log2(39/7) + (7/39)log2(39/7) + (6/39)log2(39/6) +(5/39)log2(39/5) = 2.1859 这说明每个符号可用2.1859位表示，39个象素需用85.25位。 编码中以N表示编码器输出码字的平均码长，用熵值衡量是 否最佳编码，即：当N>>H（S）有冗余，不是最佳；N< H(S)，不 可能；N≈H（S）（N稍大于H（S）），是最佳编码。
S=（A，B，C，D，E） 符号 出现的次数(Pi) A 15(0.3846) B 7(0.1795) C 6(0.1538) D 6(0.1538) E 5(0.1282)
log2(1/pi) 1.38 2.48 2.70 2.70 2.96
分配的代码 需要位数 0 15 100 21 101 18 110 18 111 15
• 离散信源
S1, S2 , ..., Sn X p(S ), p(S ), ..., p(S ), 2 n 1
p ( Si ) 1
i 1
n
• 图像的信息熵
H ( X ) p( Si ) I ( Si ) p( Si ) log 2 p( Si ) 1
第6讲 多媒体数据压缩 和信息编码
内 容 提 要
多媒体数据压缩基本特征和方法
图像统计特性
无损数据压缩编码方法 有损数据压缩编码方法
多媒体数据压缩基本特征和方法
1.数据压缩的处理过程：
编码过程：对原始数据进行压缩，便于存储和传输。 解码过程：对压缩数据进行解压，恢复成可用数据。
多媒体通信系统中的编码与传输研究
多媒体通信系统中的编码与传输研究随着科技的快速发展，多媒体通信系统在日常生活中扮演着越来越重要的角色。
多媒体通信系统的编码与传输技术是多媒体数据能够以高质量和高效率传输的核心。
本文将重点探讨多媒体通信系统中的编码与传输研究，包括编码技术的分类和传输技术的优化。
首先，我们将介绍多媒体通信系统中常用的编码技术。
多媒体数据通常包括图像、音频和视频等形式，不同类型的多媒体数据需要采用不同的编码技术进行压缩和传输。
常用的图像编码技术包括JPEG和PNG等，它们可以通过去除冗余信息和利用人眼对图像的感知特性来实现高效的压缩。
音频编码技术主要包括MP3和AAC等，这些编码技术可以通过去除听觉上不显著的信号信息来实现高质量的音频传输。
视频编码技术则包括H.264和HEVC等，这些编码技术将视频帧进行分块、变换和量化，然后利用预测和熵编码来进一步压缩数据，从而实现高效的视频传输。
其次，我们将讨论多媒体通信系统中的传输研究。
传输研究的目标是保证多媒体数据的高质量传输和低延迟。
在传输过程中，网络带宽和延迟是两个重要的因素。
传输研究的一个重要方向是改进网络协议和算法，以提高网络带宽的利用率和减小延迟。
常用的技术包括拥塞控制、流量调度和错误修正等。
此外，利用多径传输和跨层优化等技术也可以提高传输效率。
另一个重要的研究方向是应用不同的传输场景下，如无线网络、移动网络和卫星网络等，需要针对不同网络特性进行优化。
例如，在无线网络中，需要考虑信道的变化和信号的衰落，采用自适应调制和编码技术可以提高传输的稳定性和可靠性。
在多媒体通信系统中，编码和传输是紧密相连的。
编码技术可以通过降低数据的冗余和压缩数据的大小，从而减少传输的需求。
同时，传输技术可以优化码率分配和调度策略，使得不同类型的多媒体数据能够以适当的传输速率进行传输。
因此，编码和传输技术需要进行紧密的协调和优化。
最后，我们将展望未来多媒体通信系统中编码和传输研究的发展趋势。
编码技术的作用
编码技术的作用随着信息技术的快速发展，编码技术已经成为了现代社会不可或缺的一部分。
编码技术通过将信息转化为一系列特定的符号或者信号，实现了信息的传输、存储和处理。
本篇文章将探讨编码技术在多个领域中的应用，并阐述其对现代社会的重要性。
1. 通信领域的应用编码技术在通信领域起到了重要的作用。
通过将信息进行编码，可以有效地传输数据。
数字通信系统广泛采用的编码技术中，有一种被称为脉冲编码调制（PCM）。
PCM将模拟信号转换为数字信号，并通过调制技术将其传输到接收端。
这样的编码技术可以大大提高通信质量，减少信号传输期间的噪声干扰，并节约了传输带宽。
2. 数据存储领域的应用在信息爆炸的时代，数据的存储和管理变得至关重要。
编码技术可以将大量的数据进行压缩，从而节省存储空间。
目前广泛使用的压缩编码技术包括GZIP、ZIP和JPEG等。
这些编码技术通过删除冗余信息和利用统计特征来实现数据的高效存储。
同时，编码技术还可以保护数据的完整性和安全性，通过加密编码算法，对敏感信息进行保护。
3. 多媒体应用领域的应用随着数字多媒体技术的迅速发展，编码技术对于音频、视频和图像等多媒体数据的处理和传输变得尤为重要。
音频编码技术可以将音频信号转换为数字信号，并通过压缩算法减小文件大小。
其中最广为人知的就是MP3编码。
类似地，视频编码技术也可以将视频信号进行压缩和编码，实现高质量的视频传输和播放。
著名的视频编码标准包括MPEG-2、H.264和AVC等。
4. 互联网应用领域的应用在互联网的时代，编码技术对于网络通信和数据传输至关重要。
在网络传输中，将传输的数据进行编码可以提高传输速度和可靠性。
基于编码的冗余消除技术可以有效地提高网络传输的效率，减少数据包的重传，从而提供更好的网络体验。
此外，在互联网的安全领域，编码技术也扮演着重要的角色。
SSL/TLS协议使用基于编码的加密算法，实现对网络通信的保护。
编码技术的快速发展和广泛应用，已经深刻影响了现代社会的方方面面。
(计算机基础知识)多媒体数据的编码与处理
(计算机基础知识)多媒体数据的编码与处理多媒体数据的编码与处理多媒体数据的编码与处理是计算机基础知识中的重要一环。
随着科技的不断发展，多媒体应用越来越普及，对于多媒体数据的处理变得越来越关键，它涉及到视频、音频、图像等各种形式的数据处理。
本文将对多媒体数据的编码与处理进行探讨。
一、多媒体数据的编码原理多媒体数据的编码是将原始的音频、视频和图像等信号转化为数字化的数据形式，以便计算机可以对其进行处理和传输。
在编码过程中，首先需要对原始信号进行采样，然后利用数字信号处理的方法，将采样到的数据转化为二进制形式，最后进行压缩编码。
1. 音频数据的编码在音频数据的编码中，最常用的方法是脉冲编码调制（PCM），它将连续的模拟信号转化为离散的数字信号。
PCM通过对音频信号进行采样和量化，并使用不同的编码方式来表示不同的量化值，实现了音频数据的数字化。
2. 视频数据的编码视频数据的编码一般使用压缩编码技术，最为常见的是基于帧间压缩的视频编码标准，如MPEG系列。
这种编码方式首先对视频信号进行分解，将图像分解为一系列连续的帧，并通过对帧间差异进行压缩来减小数据量，从而实现视频数据的高效编码和传输。
3. 图像数据的编码对于图像数据的编码，最经典的方法是基于离散余弦变换（DCT）的JPEG编码。
JPEG编码将图像分割为8x8或16x16的小块，然后对每个小块进行DCT变换，并利用量化和熵编码来压缩图像数据，以减小文件大小，并实现高质量的图像显示和传输。
二、多媒体数据的处理方法多媒体数据的处理是对编码后的数据进行解码、编辑、处理和显示等操作，以满足不同应用需求。
以下是几种常见的多媒体数据处理方法：1. 数据解码在多媒体播放过程中，首先需要对编码后的数据进行解码。
解码过程是将压缩编码的数据还原为原始的音频、视频或图像数据的过程。
根据不同的编码方式，需要选择相应的解码算法和解码器进行解码处理。
2. 数据编辑多媒体数据的编辑是在完成解码后，对数据进行剪辑、合并、分割等操作，以满足用户对多媒体内容的需求。
多媒体信息编码
多媒体信息编码多媒体信息编码一、概述多媒体信息编码是指将多媒体数据（如音频、视频等）转换为特定格式，以便在计算机系统中传输、存储和处理。
通过编码，可以将原始的多媒体数据压缩、转换为较小的文件，从而提高存储效率，并降低传输带宽要求。
二、音频编码音频编码是将音频信号转换为数字数据的过程。
常见的音频编码算法有PCM（脉冲编码调制）和压缩编码（如MP3、AAC等）。
1. PCM（Pulse Code Modulation）：PCM是一种无损的音频编码格式。
它将连续的模拟声音信号进行采样，然后将每个采样点的幅度量化为有限数量的离散值，最后将这些离散值转换为二进制表示。
PCM编码具有音质好，还原度高的特点。
2. MP3（MPEG Audio Layer III）：MP3是一种有损的音频编码格式。
它通过分析音频信号的频谱特征，提取出对人耳不敏感的音频信号成分，并丢弃这些成分，从而实现较高的压缩比。
MP3编码在音质和文件大小之间取得了一定的平衡。
3. AAC（Advanced Audio Coding）：AAC是一种较新的音频编码格式，也是一种有损的编码格式。
AAC编码在保持相对较高的音质的同时，实现了更高的压缩比，因此在数字音频传输和存储中得到广泛应用。
三、视频编码视频编码是将视频信号转换为数字数据的过程。
常见的视频编码算法有MPEG-2、H.264和H.265等。
1. MPEG-2（Moving Picture Experts Group-2）：MPEG-2是一种广泛应用于数字电视和DVD等领域的视频编码标准。
它可以实现较高的视频质量和流畅度，但对于带宽要求较高。
2. H.264（Advanced Video Coding）：H.264是一种领先的视频编码标准，也被称为AVC。
它在提供高质量视频的同时，具有更高的压缩比和更低的带宽要求，因此在流媒体、视频通话和互联网视频等领域广泛应用。
3. H.265（High Efficiency Video Coding）：H.265是一种新一代的视频编码标准，也被称为HEVC。
多媒体数据压缩编码技术
线性预测编码（LPC）
通过对音频信号的线性预测系数进行编码，减少了数据冗余。
参数编码
倒谱系数编码（cepstrum）
利用音频信号的倒谱系数进行编码，倒谱系数描述了音频信号的短时谱特征，具有较好的鲁棒性和抗噪性能。
梅尔频率倒谱系数（MFCC）
在倒谱系数的基础上引入了人耳感知特性，通过对梅尔频率倒谱系数进行编码，提高了音频压缩编码的音质和抗噪性能。
基于人工智能的压缩编码技术
深度学习
通过自动提取多媒体数据的特征，减少数据冗余和信息损失，提高压缩效率。
特征提取
利用人工智能技术对压缩编码算法进行优化，提高压缩比和重建质量。
智能优化
利用区块链的去中心化特性，将多媒体数据分布式存储在多个节点上，保证数据安全和可靠。
分布式存储
通过区块链的加密算法对多媒体数据进行加密处理，防止数据泄露和篡改。
加密技术
利用智能合约对多媒体数据的压缩、传输、存储和分发进行自动化管理，降低运营成本和提高效率。
智能合约
基于区块链的压缩编码技术
即时传输
通过云计算的网络传输能力，实现多媒体数据的即时传输和实时播放，提高用户体验。
云端处理
将多媒体数据处理任务转移到云端进行，利用云计算的分布式计算和存储资源，提高处理效率和降低成本。
基于帧内预测的编码
01
运动补偿编码是一种利用视频序列中图像帧之间的运动信息进行预测编码的技术。它通过分析图像序列中相邻帧之间的运动向量和运动模式，对运动信息进行预测和补偿。
基于运列中相邻帧之间的冗余信息，提高压缩效率。它通常适用于动态场景，因为在动态场景下，相邻帧之间的像素值变化较大，运动信息更加明显。
混合编码
05
视频压缩编码技术
第四章 多媒体数据压缩编码技术
MPEG（Motion picture Experts Group） 是运动图像专家小组的英文缩写 MPEG标准主要有MPEG-l、MPEG-2、 MPEG-4和正在制定的MPEG-7等
多媒体数据压缩编码的国际标准
1.静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）
– JPEG（Joint Photographic Experts Group
– JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法： 采用以DCT为基础的有损压缩算法 采用以预测技术为基础的无损压缩算法
– 在JPEG标准中定义了四种编码模式： 顺序编码 累进编码 无失真编码 分层编码
多媒体数据压缩编码的国际标准
JPEG图像的压缩比与质量
JPEG在使用DCT进行有损压缩时，压缩比可 调整在压缩10~30倍后，图像效果仍然不错， 因此得到了广泛的应用。
(a) 原图
(b) 压缩效果图
图 d 四次小波变换编码的实验结果
预测编码
预测编码的基本原理 自适应预测编码 帧间预测编码
变换编码
变换编码不是直接对空域图像信号进行编码，而是 首先将空域图像信号映射变换到另一个正交矢量空间 （变换域或频域），产生一批变换系数，然后对这些 变换系数进行编码处理。变换编码是一种间接编码方 法，其中关键问题是在时域或空域描述时，数据之间 相关性大，数据冗余度大，经过变换在变换域中描述， 数据相关性大大减少，数据冗余量减少，参数独立， 数据量少，这样再进行量化，编码就能得到较大的压 缩比。目前常用的正交变换有：傅立叶 (Fouries)变换、 沃尔什(Walsh)变换、哈尔(Haar)变换、斜(Slant)变换、 余弦变换、正弦变换、K-L(Karhunen-Loeve)变换等。
多媒体数据压缩编码技术概述
多媒体数据压缩编码技术概述多媒体数据压缩编码技术是一种通过减少或去除冗余数据来减小多媒体文件的存储空间或传输带宽的过程。
这些技术广泛应用于图像、音频和视频等各种形式的多媒体数据。
下面将对多媒体数据压缩编码技术的主要方法进行概述。
1. 无损压缩编码：无损压缩编码技术可以将多媒体数据压缩到较小的大小，而不会丢失原始数据。
该技术通过利用多媒体数据中的冗余和统计特性来实现压缩效果。
其中，哈夫曼编码、算术编码和Lempel-Ziv编码等是常用的无损压缩编码方法。
2. 有损压缩编码：有损压缩编码技术可以在一定程度上丢失原始数据，并将其转换为较小的文件大小。
这种压缩方法适用于某些多媒体数据，如音频和视频等，因为人类的感知系统对这些数据中的一些细微变化不太敏感。
有损压缩编码方法包括离散余弦变换（DCT）、小波变换、运动补偿和预测编码等。
3. 基于上下文的压缩编码：这种压缩编码技术利用多媒体数据内部的上下文信息来实现更高的压缩效果。
上下文信息包括像素点的位置、颜色和周围像素点的关系等。
基于上下文的编码方法有助于提高压缩比，并减少信号的失真。
包括了一些流行的基于上下文的压缩编码算法，如JPEG（图像）、MP3（音频）和H.264/AVC（视频）。
4. 神经网络压缩编码：近年来，神经网络技术在多媒体数据压缩编码领域取得了显著的进展。
这些技术利用深度学习的方法来学习多媒体数据中的复杂模式，并使用这些模式进行压缩编码。
神经网络压缩编码方法通常能够在保持较高视觉和听觉质量的同时，实现更高的压缩比。
综上所述，多媒体数据压缩编码技术是一种通过减少或去除冗余数据来减小多媒体文件的存储空间或传输带宽的过程。
该技术涵盖了无损压缩编码、有损压缩编码、基于上下文的压缩编码和神经网络压缩编码等方法。
这些技术在多媒体数据领域发挥着重要的作用，帮助人们有效地处理和传输大量的多媒体数据。
5. 图像压缩编码技术：图像压缩编码技术是多媒体数据压缩编码中的一个重要领域。
编码在计算机中的作用是什么？
编码在计算机中的作用是什么？编码是计算机科学中至关重要的概念，它在计算机系统中扮演着关键的角色。
下面将详细讨论编码在计算机中的作用。
一、数据传输与存储编码在计算机中的第一个作用是实现数据的传输与存储。
计算机只能够识别和处理二进制数据，而我们的日常生活中的信息多是以文字或图像等形式存在。
通过编码，我们可以将这些信息转化为计算机可以识别的二进制编码，以方便在计算机系统之间传输和在存储设备中存储。
在数据传输方面，不同的编码方式可以实现高效的数据压缩和传输。
例如，无损压缩编码算法可以通过去除冗余信息来减小数据的体积，从而实现更快的传输速度和更低的存储需求。
而对于图像和声音等大型数据文件，编码可以将其压缩为更小的体积，以便在网络中传输。
在数据存储方面，编码也发挥着重要的作用。
通过将数据编码为不同的格式，并使用适当的容错纠错技术，我们可以在磁盘或闪存等存储设备上安全地保存数据，并在需要时对其进行访问和恢复。
二、信息加密与安全编码在计算机安全中起着至关重要的作用。
通过对数据进行加密编码，我们可以确保只有授权的用户才能够访问和解密数据，从而保护数据的机密性。
在信息传输方面，编码可以用于对网络传输的数据进行加密。
通过使用加密算法，我们可以将原始数据转换为密文，以防止敏感信息在网络传输过程中被窃取或篡改。
只有具备正确的解密密钥的接收方才能够还原并读取数据。
在存储安全方面，编码被广泛应用于数据库、文件系统等存储技术中。
通过对存储的数据进行编码加密，我们可以在计算机系统遭受攻击或数据泄漏的情况下，保护数据的安全性。
三、多媒体数据处理编码在计算机中的另一个重要作用是实现多媒体数据的处理和解码。
多媒体数据包括图像、视频、音频等丰富的信息形式，它们在计算机系统中的处理需要将其转化为数字信号。
通过图像编码算法，我们可以将复杂的图像信息转化为数字信号，并实现图像的压缩、编辑和处理。
视频编码算法则可以将连续的图像序列转化为数字信号，以实现视频的编码、解码和压缩。
1.2多媒体编码(图片编码)
1.2多媒体编码(图片编码)1.2 多媒体编码 (图片编码)1.2.1 图片编码概述图片编码是将图像数据转换为数字形式以便存储、传输或处理的过程。
图像编码的目标是尽可能减少图像数据的存储空间和传输带宽，同时保持图像质量。
1.2.2 图片编码算法1.2.2.1 无损压缩算法无损压缩算法是通过对图像数据进行编码和解码，以实现不丢失任何图像信息的方式进行压缩。
无损压缩算法常用的包括LZW、Huffman和Run-length等算法。
1.2.2.2 有损压缩算法有损压缩算法是通过对图像数据进行一定的近似处理，以降低存储空间和传输带宽需求的方式进行压缩。
有损压缩算法常用的包括JPEG、JPEG2000和GIF等算法。
1.2.3 JPEG压缩算法JPEG压缩算法是一种广泛使用的有损压缩算法，适用于几乎所有类型的图像。
JPEG压缩算法将图像分为8x8的小块，对每个小块进行离散余弦变换(DCT)并进行量化和编码，以达到压缩的效果。
1.2.3.1 JPEG编码过程1.2.3.1.1 块分割将图像划分为8x8的块。
1.2.3.1.2 离散余弦变换 (DCT)对每个块进行DCT变换。
1.2.3.1.3 量化根据量化表，对DCT系数进行量化。
1.2.3.1.4 编码将量化后的系数进行熵编码。
1.2.3.2 JPEG解码过程1.2.3.2.1 解码对熵编码的数据进行解码。
1.2.3.2.2 逆量化根据量化表，对解码后的系数进行逆量化。
1.2.3.2.3 逆离散余弦变换 (IDCT)对逆量化后的系数进行IDCT变换。
1.2.3.2.4 重构图像将解码后的块进行重组，得到重构的图像。
1.2.4 JPEG2000压缩算法JPEG2000是一种新一代的有损压缩算法，相对于JPEG，它具有更高的压缩效率和更好的图像质量。
JPEG2000压缩算法采用小波变换(Wavelet Transform)和基于位平面的编码技术。
1.2.4.1 JPEG2000编码过程1.2.4.1.1 小波变换对图像进行小波变换。
多媒体信息编码ppt课件
多媒体分类
通常，人们将文本、音频、视频、图形、图像、 动画的综合体笼统称为“多媒体”。由此可见，多 媒体信息包括以下5种：
文本 图形、图像 动画 声音 视频影像
文字和符号
多媒体 多媒体 多媒体
各类文字和符号
● 矢量图形对象
文字 图形
通过计算而描述的矢量图形
采样频率和量化参数比较
模拟信号 采样
0111000111000 量化 编码成数字信号
4.数字音频的文件格式
• Wave格式文件（. Wav） 记录了真实声音的二进制采样数据，通常文件较大。
• MIDI格式文件（.MID） 数字音乐的国际标准. 记录的是音符数字，文件小。
• MPEG音频文件（.MP1/.MP2/.MP3） 采用MPEG音频压缩标准进行压缩的文件。
声波：声源体发生振动会引起四周空气 振荡，振荡方式就是声波。
复杂的声波由许许多具超有声波不同振幅 和频率的正弦波组成。
周期T:重复出现的时间间隔;
振幅A:波形相对基线的最大位移, 表示音量的大小; 次声波
CD-DA FM广播 AM广播
电话
频率f:信号每秒钟变化的次可听数声波,即1/T 10 20 50 200 3.4k 7k 15k 20k
•WMF格式文件 位图与矢量图的混合体, Windows中许多剪贴画图像 是以该格式存储的。广泛应用于桌面出版印刷领域。
3. 图像数据的获取
•利用图像处理软件和现成的图像库 最常用的是Photoshop,可以绘图,也可以编辑来自网络、
CD-ROM光盘上存储的图像库 “画图”程序可以获取屏幕界面
•利用数字化设备获取 数码相机、数字摄象机，将拍摄的自然界景物按数字格式
多媒体数据压缩编码技术
三、图像冗余度和编码效率
根据香农信息保持编码定理，假设某无干扰信息源旳熵值为H(x),假如能找到一种编码措施，其编码平均长度 存在一种下限，这个下限是信源信息熵H(x)，即最佳信息保持编码旳平均码长无限接近信源熵值。若原始图像平均码长为 ，则
为灰度级i相应旳码长， 为灰度级i出现旳概率。图像旳冗余度可定义为：
第四节 数据压缩编码旳国际原则
一、静态图像压缩编码原则——JPEG 二、运动图像压缩编码原则——MPEG
一、静态图像压缩编码原则——JPEG
（一）JPEGJPEG(Joint Photographic Expert Grout)原则是由IS0旳联合摄影教授组制定旳，1986年成立教授组，1992年完毕旳原则，简称JPEG原则，用于静止图像压缩编码原则。该原则合用于多种辨别率和格式旳连续色调图像旳压缩，可将24位单帧彩色图像，压缩到2位而依然具有很好旳图像质量。
图像旳压缩与解码 图像数据一般旳都存在多种信息旳冗余，如空间冗余、信息熵冗余、视觉冗余、构造冗余等。想方法去掉多种冗余，保存真正有用旳信息，就是图像压缩。把信号进行压缩旳过程常称为图像编码，恢复原图像旳过程常称为解码。
图像压缩领域常用旳编码有： 1. 信息保持编码：主要应用于图像数字存储方面。要求：无失真编码。 2. 保真度编码 ：主要应用于数字电视技术和静止图像通信方面。要求：在确保保真度旳条件下允许一定旳失真。 3. 特征提取 ：主要应用于某些图像辨认和分析技术中，要求：对需要旳特征信息进行编码，就能够压缩图像数据。
二、医学数据压缩
医学图像压缩得以实施旳两个主要根据： 医学图像旳统计特征和人类视觉特征 1. 利用图像本身固有旳统计特征来降低原始医学图像数据中旳冗余信息，采用某种编码措施减小原始图像文件旳大小。 2.因为人类旳视觉系统能从极为杂乱旳图像中抽象出有意义旳信息，并以非常精炼旳信息形式传到大脑，而且视觉系统对图像中旳不同部分旳敏感程度是不同旳，能够利用人类旳视觉特征清除医学图像中对信息传播和整合影响小旳部分，获取较大旳压缩比。
常用工具软件 多媒体数据压缩及编码技术
常用工具软件多媒体数据压缩及编码技术在计算机获取原始的声音、图形图像以及视频影像时，其数据量是十分庞大的。
如果数据不进行压缩处理，存放该数据文件时将十分困难，并且即使存储下来也是比较浪费存储介质的。
例如，一张600MB的光盘也只能存储几十秒的真彩视频影像。
因此，用户需要对所获取的声音、图形图像以及视频影像数据进行压缩。
其压缩主要包含下列两种方法。
●无损压缩多媒体原始信源数据存在大量的冗余，如动态视频图像帧内像素之间的空间相关性和帧与帧之间的时间相关性都很大，故而原始信源数据有很多的冗余，采用去掉冗余的压缩方法。
●有损压缩利用人的视觉对于边缘急剧变化不敏感和对图像的亮度信息敏感、对颜色分辨率弱的特点以及听觉只能听到20Hz~20KHz等特征实现数据压缩，舍弃一些非主要的细节，从而使由压缩数据恢复的图像、声音仍有令人满意的质量的方法。
数据压缩技术的研究已经有许多年了，从PCM编码理论开始，到现在的ADPCM、JPEG、MPEG-1、MPEG-2、H.261等，已经产生了多种针对不同用途的压缩算法、实现手段和相关的数字硬件及软件。
目前，被国际社会广泛认可和应用的通用压缩编码标准大致有如下4种。
●H.261编码由CCITT（国际电报电话咨询委员会）通过的用于音频视频服务的视频编码解码器（也称Px64标准），它使用两种类型的压缩：一帧中的有损压缩（基于DCT）和用于帧间压缩的无损编码，并在此基础上使编码器采用带有运动估计的DCT和DPCM（差分脉冲编码调制）的混合方式。
这种标准与JPEG及MPEG标准间有明显的相似性，但关键区别是它是为动态使用设计的，并提供完全包含的组织和高水平的交互控制。
●JPEG编码JPEG（全称是Joint Photogragh Coding Experts Group（联合照片专家组））是一种基于DCT 的静止图像压缩和解压缩算法，它由ISO（国际标准化组织）和CCITT（国际电报电话咨询委员会）共同制定，并在1992年后被广泛采纳后成为国际标准。
多媒体数据传输中的误码控制与信道编码技术
多媒体数据传输中的误码控制与信道编码技术随着科技的进步和互联网的普及，多媒体数据的传输越来越普遍和重要。
在这个数字时代，音频、视频和图像等多媒体数据的传输要求高效、准确和稳定。
为了实现这一目标，误码控制和信道编码技术成为多媒体数据传输中不可或缺的关键技术。
误码控制是指在数字通信中，通过一定的编码和解码技术，以减小传输过程中由于各种干扰而导致的误码数量。
误码主要来自于信道噪声、多径衰落和干扰等因素。
误码对于多媒体数据传输的影响非常严重，因为即使是少量的误码也会导致音频和视频的丢失或失真。
常见的误码控制技术包括前向纠错码（FEC）和自动重传请求（ARQ）。
前向纠错码是一种能够在接收端纠正部分错误的编码技术。
它通过在发送端添加冗余信息来纠正接收端可能出现的错误。
最常见的前向纠错码有海明码、卷积码和布洛克码等。
这些编码技术能够在一定程度上恢复或纠正误码，从而保证传输数据的完整性。
自动重传请求是另一种常用的误码控制技术。
与前向纠错码不同，ARQ通过在接受端检测到有误码时，向发送端发出请求重传的信号。
发送端接收到请求后重新发送出错的数据包，直到接收端成功接收到无误码的数据为止。
信道编码在多媒体数据传输中起着关键作用。
它是一种能够提高数据传输可靠性和抗干扰性的技术。
在数字通信中，信道编码常用于增加冗余度，以便在传输过程中能够检测和纠正误码。
最常见的信道编码技术是卷积码和扩展卷积码。
卷积码通过将数据和编码器的状态作为输入，产生编码后的输出，以增加冗余度，从而提高信道编码的效果。
扩展卷积码是对卷积码的进一步改进，它通过在编码过程中添加额外的冗余码字来提供更好的纠错能力。
此外，还有一种重要的信道编码技术是低密度奇偶校验码（LDPC码）。
LDPC码在自然科学、通信领域已经被广泛应用。
它具有较强的纠错能力和高效的解码算法，因此在多媒体数据传输中也有着重要的应用价值。
综上所述，误码控制和信道编码技术在多媒体数据传输中扮演着重要的角色。
不同类型数据的编码规则及作用
不同类型数据的编码规则及作用数据编码是将数据转换成一种特定格式的过程，不同类型的数据有不同的编码规则和作用。
对于文本数据，常用的编码规则是ASCII码和Unicode。
ASCII码是一种用于给字符赋予数字编码的规则，它包含了128个字符的基本字符集，其中包括了英文字母、数字和一些特殊字符。
Unicode是一种更广泛的字符编码方案，它包含了世界上几乎所有的字符和符号，包括了各种语言文字、数学符号、图形符号等。
这些编码规则使得计算机可以准确地存储和传输文本数据，保证了不同计算机系统之间的文本互通。
对于数字数据，常用的编码规则是二进制编码。
二进制编码是一种用0和1表示的编码规则，可以完美地表示数字。
计算机内部所有的数据都是以二进制的形式存储和处理的，所以数字数据在计算机中的编码方式就是使用二进制。
对于图像和音频等多媒体数据，常用的编码规则有JPEG、PNG、MP3等。
这些编码规则通过对图像和音频数据进行压缩和编码，减小了数据占用的空间和传输带宽，同时保证了数据的较高质量。
JPEG是一种用于图像压缩的编码规则，可以将图像数据压缩到较小的文件大小，适用于在互联网上传输和存储图像。
PNG是一种无损压缩的图像编码规则，适用于需要保留图像质量的场景。
MP3是一种用于音频压缩的编码规则，可以将音频数据压缩到较小的文件大小，适用于在互联网上传输和存储音频。
数据编码规则的作用在于提供一种统一的规范，使得数据能够在不同的系统中进行准确的交流和处理。
不同类型的数据编码规则根据数据的特性进行设计，可以有效地提高数据的存储效率、传输速度和质量。
同时，数据编码规则也为数据安全提供了一定的保障，通过对数据进行编码，可以防止数据被非法访问和篡改。
信息编码的作用(一)
信息编码的作用(一)信息编码的作用1. 引言信息编码在现代社会中起着重要的作用，它能够将信息以一种统一的方式进行表示和传输。
无论是文字、图像、音频还是视频，都需要经过编码的处理才能被计算机系统理解和处理。
本文将介绍信息编码的作用以及对我们日常生活的重要性。
2. 提高信息传输效率信息编码的主要作用之一就是提高信息传输的效率。
通过编码，可以将复杂的信息转化为一系列的数字、二进制码或其他形式的编码。
这些编码能够更加紧凑地表示信息，大大提高了信息传输的速度和效率。
3. 保护信息安全信息编码还能够保护信息的安全性。
在网络传输中，通过对信息进行加密编码，可以防止未经授权的访问和信息泄露。
比如，通过使用SSL/TLS协议对网页进行加密，可以确保用户提交的个人信息在传输过程中不被窃取或篡改。
4. 实现多媒体传输多媒体编码是信息编码的重要应用之一。
音频、视频等多媒体数据需要经过特定的编码算法处理，才能以数字形式在计算机系统中传输和存储。
编码算法能够压缩多媒体数据，降低数据量，提高传输和存储效率。
5. 推动信息技术发展信息编码作为信息技术领域的基础，推动了信息技术的发展。
各种编码算法的提出和改进，使得人工智能、大数据分析、云计算等领域得以快速发展。
信息编码为各种应用提供了技术支持，促进了社会的数字化和智能化进程。
6. 总结信息编码在现代社会中具有重要的作用，它不仅提高了信息传输的效率，保护了信息的安全性，还推动了信息技术的发展。
在未来的发展中，信息编码将继续发挥重要作用，为我们提供更加便捷和安全的信息服务。
以上就是关于信息编码的作用的文章，希望对您有所启发。
7. 信息编码的类型信息编码有多种类型，每种类型都有不同的应用场景和特点。
•文字编码：文字编码是将字符转化为数字或二进制码的一种方式。
常见的文字编码包括ASCII码、Unicode等。
文字编码在文本传输和存储中起着重要作用。
•图像编码：图像编码是将图像数据转化为数字形式的过程。
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声音文件: 1． Wav：波形文件格式，是实际声音的采样和编吗， 文件的容量很大，可用“录音机”工具进行声音的录制。 2． MID：是记录MIDI信息的标准格式，是一个由乐器 数字接口指令序列组成的计算机乐谱。所占存储空间较 小。 3． MP3：当前流行的音乐文件格式，音质可与CD媲美， 占磁盘空间小。
26灰度级
28灰度级
关于数据压缩的描述中，正确的是______。 A．多媒体信息存在许多数据冗余 B．图像压缩不容许采用有损压缩 C．熵编码法属于有损压缩 D．国际标准大多采用单一压缩方法
[解析] 数据压缩可分成两种类型，一种叫做无损 压缩，另一种叫做有损压缩。有损压缩适用于重 构信号不一定非要和原始信号完全相同的场合。 例如，图像和声音的压缩就可以采用有损压缩， 因为其中包含的数据往往多于人们的视觉系统和 听觉系统所能接收信息的范围，丢掉一些数据也 不至于使人们对声音或者图像所表达的意思产生 误解，但可大大提高压缩比。根据压缩过程中是 否减少了熵，可以将目前常用的压缩编码方法分 为两大类：一类是无损压缩编码法，也称冗余压 缩法或熵编码法；另一类是有损压缩编码法，也 称熵压缩法。
文本文件:
1． TXT：纯文本文件，可用“记事本”编辑。 2． DOC：可用Microsoft Word处理的文档。 3． WPS：可用金山WPS软件处理的文档。 4． HTML：可用字处理软件编辑的超文本标记语 言文档。 5．PDF：电子图书文档，需用Adobe Acrobat Reader软件来阅读。
目前多媒体计算机对动态图像数据压缩常采用的标准 是（ ） A .JPEG B . GIF C. MPEG D. BMP
下列是信息技术课堂中高一同学对数据压缩这一话题的讨论， 你认为错误的是： A．多媒体数据能够被压缩是因为数据本身存在冗余 B．多媒体数据压缩不允许失真，都是无损压缩 C．多媒体数据压缩过程是编码，解压缩过程是解码 D． JPEG是静态图像压缩标准之一
图形文件: 1．BMP：位图格式，是将图像以像素的颜色值进行存取 的格式，“画图”工具使用的标准格式。 2. JPG：按JPEG标准进行静态图像数据压缩形成的格式。 3. GIF：图形交换文件格式，最多只能支持256种颜色， 占用计算机存储空间小，常被用于网页制作。 4. PSD：Photoshop图像处理软件专用格式，是以图层的 形式生成图像，
一、空间冗余是静态图像中存在的最主要的一 种数据冗余。同一景物表面上采样点的颜色之 间往往存在着空间连贯性，但是基于离散像素 采样来表示物体颜色的方式通常没有利用这种 连贯性。例如：图像中有一片连续的区域，其 像素为相同的颜色，空间冗余产生。
二、时间冗余是序列图像中经常包含的冗余。一组连续的 画面之间往往存在着时间和空间的相关性，但是基于离散 时间采样来表示运动图像的方式通常没有利用这种连贯性。 例如：房间里的两个人在聊天，在这个聊天的过程中，背 景（房间和家具）一直是相同的，同时也没有移动，而且 是同样的两个人在聊天，只有动作和位置的变化。
分类
无损压缩 能完全还原
特点
有损压缩
不能完全还原
文字 、程序、WinRAR… 文字、程序、 … 适用 图像、声音、视频、…
常用的WinRAR、WinZIP等压缩工具 是有损还是无损？
压缩
图像：JPG(JPEG) 声音：MP3 视频：MPEG
有 损 压 缩
.RAR，.zip
无 损 压 缩
- 还有哪些地方用到数据压缩？
多媒体数据文件根据应用的种类的 不同，可以分为哪几类？
多媒体文件根据应用的途径通常可以分 为文本（text）,图像（image），声音 （sound），视频（video），动画 （animation）等五大类。
你知道的这五大类媒体中，常用的有哪 些文件格式吗？
文本文件：txt、doc、wps、html、pdf 图形文件：bmp、jpg、gif、psd 声音文件：wav、mid、mp3 动画文件：flc、gif、swf、fla 视频文件：avi、mpg、rmvb、flv
信息技术选修2
多媒体数据文件与压缩
你知道一份制作精美的多媒体 作品，后台的数据文件是如何 进行管理的吗？
多媒体作品中的各种媒体信息,在计算机内部都是以文件的 形式来管理并存放的,不同类型的文件,应放在不同类别的 文件夹中。当我们在制作一个多媒体作品时,我们往往需要 收集大量的媒体素材,这时我们就需要建立不同类型的素材 文件夹，如下图所示就是我们在制作《百年校庆》多媒体 作品时建立的文件夹。
实验：（1）打开Windows附件中自带的“画图” 程序，画一个圆，并填充颜色。
（2）分别用BMP、JPG、GIF格式保存文件。 （3）根据据压缩比=压缩前文件信息量/压缩后文件信息量=X:1
001.bmp
002.jpg
三、结构冗余是在某些场景中，存在着明显的图像分布模式， 这种分布模式称作结构。图像中重复出现或相近的纹理结构， 结构可以通过特定的过程来生成。例如：方格状的地板，蜂 窝，砖墙，草席等图结构上存在冗余。已知分布模式，可以 通过某一过程生成图像
四、视觉冗余人的视觉系统对于图像的注意是非均匀的、 非线性的，视觉系统并不能对于图像的任何变化都有所 感知。事实上，人类视觉系统的一般分辨能力约为26灰 度级，而一般图像的量化采用的是28灰度级，这样的冗 余称为视觉冗余。
有损压缩
交流与思考
BMP格式 → JPEG格式 二进制数据 ○相同 ○完全不同 原始BMP VS 还原后BMP ○相同 ○有差异
思考2 ：通过观察图像的画面内容和数据代码，你觉 得JPEG压缩格式对BMP图像进行了怎样的处理？ 丢失了一些颜色信息 对BMP原有数据进行了重新编码
数据的压缩
依 据
信息有冗余
- 为什么数据压缩要不断发展？
多媒体数据中存在多种数据冗余，常 见的方法哪些？
多媒体数据冗余常见的有空间冗余、结构冗余、视觉冗余 和时间冗余。 空间冗余是指亮度和色度在其中没有任何变化的区域。 序列图像是由一组连续画面组成，其中的相邻帧往往包 含相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在空间位置 略有不同，这就产生了大量的数据冗余，这种冗余称为时 间冗余。 结构冗余是指有些图像从区域上看存在着非常强的纹理 结构,如草席图像,在结构上存在冗余。 视觉冗余是指人的视觉系统对图像的任何变化,并不是都 能感知的.人类视觉系统一般的分辩能力约为26灰度等级,而 一般图像量化采用28灰度等级,这类冗余称为视觉冗余。 多媒体数据压缩原理一方面是利用清除文件中的冗余数 据以达到减少文件容量的目的，另一方面就是利用多媒体 文件的允许少量失真的特点来实现，我们说多媒体数据压 缩目前都是有损压缩，即当压缩文件被解压还原时，再也 不可能回到原来的一样。
多媒体数据文件过大，会影响到数据的传 输，以及多媒体技术的发展，如何解决这 个问题，解决的依据是什么？
数据之所以能被压缩，首先是因为数据本身确实存在着 冗余，其次是在许多情况下媒体本身允许有少量的失真。 数据压缩和解压缩一般由两个过程来实现： 一是编码过程，即将原始数据进行编码压缩，以便存储 与传输； 二是解码过程，将编码数据尽可能地还原为原始数据。 压缩的方法可以分为无损压缩和有损压缩两种。 静态图像压缩标准JPEG，动态图像压缩标准MPEG， 音频压缩标准G.723
动画文件: 1． FLC：用3DSMAX动画制作软件创建的三维动画 文件格式。 2． GIF：目前网页中普遍使用的二维动画文件格式。 3． SWF：用Flash制作的的二维动画文件格式。
视频文件: 1． AVI：是一种音频、视频信号交叉存储的格 式，是Windows的标准视频格式。 2． MPG：是按MPEG标准压缩的视频文件。 和AVI格式相比所占磁盘空间小得多。
003 .bmp
文件大小(KB)
BMP格式 → JPEG格式 文件大小 ○变小 ○不变 ○变大
原始BMP VS
还原后BMP
○相同 ○不相同
图像画面 ○相同 ○稍有差异 ○差异明显 ○相同 ○稍有差异 ○差异明显
思考 1 ： JPEG格式对图像进行了怎样的压缩？
图像质量有损失 但不影响视觉效果 不能完全还原
下图为某逐帧动画中四幅相邻的图像，图像之间存在着较大的 相关性，这种相关性主要表现为
（A）空间冗余 （B）视觉冗余 （C）结构冗余 （D）时间冗余
下列操作属于无损压缩的是 （A）z.bmp压缩成z.jpg （B）z.wav压缩成z.mp3 （C）z.psd压缩成z.rar （D）z.avi压缩成z.mpg