多媒体技术之数据无损压缩
多媒体关键技术
多媒体信息处理的关键技术1)多媒体数据压缩技术2)多媒体数据存储技术3)集成电路制作技术4)多媒体数据库技术5)虚拟现实技术多媒体信息处理的关键技术1) 多媒体数据压缩技术为了快速传输数据、提高处理速度和节省存储空间，一些压缩算法和压缩手段已经标准化和模块化，被写入芯片中。
数据压缩的条件●数据冗余度(重复数据、可忽略数据)●人类不敏感因素例如：人类对某些频率的音频信号不敏感，人眼对亮度比较敏感，而对边缘的强烈变化并不敏感。
●信息传输与存储数据有损压缩数据无损压缩数据存储数据传输数据解压缩数据解压缩多媒体信息处理的关键技术数据压缩算法无损压缩有损压缩●无损压缩编码——压缩数据还原后，与原始数据一致，无损失。
●有损压缩编码——压缩后再还原的数据有损失。
多媒体信息处理的关键技术2) 多媒体数据存储技术存储技术逐步走向成熟，光盘存储器从单一品种的CD-ROM 存储器发展到CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD-RW存储器等。
多媒体信息处理的关键技术3) 集成电路制作技术具有强大数据压缩运算能力的大规模集成电路是解决数据压缩等大量计算问题的硬件保证，为多媒体技术的发展创造了有利的条件。
多媒体信息处理的关键技术4) 多媒体数据库技术多媒体数据库、面向对象的数据库以及智能化多媒体数据库的发展越来越迅速，它们将进一步发展或取代传统的关系数据库。
多媒体信息处理的关键技术5) 虚拟现实技术虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机生成一种交互式的三维动态视景，其实体行为的仿真系统能够使用户沉浸到该环境中。
多媒体数据的压缩与传输优化技术
多媒体数据的压缩与传输优化技术随着科技的迅猛发展和互联网的普及，多媒体数据的传输需求越来越高。
然而，传输大量的多媒体数据不仅需要大量的带宽资源，还需要考虑数据压缩和传输优化技术，以提高传输效率。
本文将探讨多媒体数据的压缩与传输优化技术，并讨论它们在不同领域的应用。
一、多媒体数据的压缩技术多媒体数据压缩技术是将多媒体数据的冗余信息去除，以减少数据的存储空间和传输带宽的技术。
常见的多媒体数据压缩技术包括图像压缩、音频压缩和视频压缩。
1. 图像压缩图像压缩是将图像数据进行编码压缩，以减少存储空间和传输带宽，并保持较好的图像质量。
目前，常用的图像压缩方法包括无损压缩和有损压缩。
无损压缩通常用于要求图像质量没有任何损失的场景，而有损压缩则常用于需要降低图像质量但能大幅度减少数据量的场景。
2. 音频压缩音频压缩是将音频数据进行编码压缩，以减少存储空间和传输带宽，同时保持较好的音质。
常用的音频压缩方法包括无损压缩和有损压缩。
无损压缩适用于要求音质不受损的场景，而有损压缩则适用于需要大幅度减少数据量但允许一定音质损失的场景。
3. 视频压缩视频压缩是将视频数据进行编码压缩，以减少存储空间和传输带宽，同时保持较好的视觉质量。
常用的视频压缩方法包括帧内压缩和帧间压缩。
帧内压缩是指对视频帧内的像素进行压缩，而帧间压缩则是通过利用相邻帧之间的冗余信息进行压缩，能有效减少数据量。
二、多媒体数据的传输优化技术传输优化技术是指通过优化传输过程中的算法和协议，提高多媒体数据的传输效率。
常见的传输优化技术包括流媒体传输、分布式传输和错误控制。
1. 流媒体传输流媒体传输是指将多媒体数据以流的形式传输，实现边下载边播放的功能。
该技术有效节约了用户端的存储空间，并提供了较好的可观看体验。
流媒体传输常用的协议包括实时传输协议（Real-time Transport Protocol，RTP）和实时流传输协议（Real-time Streaming Protocol，RTSP）等。
面向多媒体数据的无损压缩技术研究
面向多媒体数据的无损压缩技术研究在今天的数字化时代下，越来越多的多媒体数据被创建和传输。
无论是音频、视频、图片还是文本都已成为人们日常生活中不可或缺的组成部分。
随之而来的是数据的爆炸式增长，这给传输和存储带来了巨大的挑战。
为了解决这个问题，研究人员们一直在努力探索一种有效的数据压缩方式。
其中，无损压缩技术因为它可以在不降低数据质量的情况下将数据压缩到较小的空间，被广泛应用。
一、无损压缩技术的定义无损压缩技术是指将数据压缩到更小的空间长度，同时不损失数据本身，使其可以恢复到其原始状态的压缩技术。
与有损压缩技术相比，它不会丢失任何数据或信息，并且不会对质量进行任何改变。
因此，无损压缩技术在很多领域都有广泛的应用，如图片压缩、音频压缩和视频压缩等。
二、多媒体数据无损压缩技术的发展随着数字化时代的到来，多媒体数据的需求越来越大，因此相关压缩技术的发展也得到了更多的重视。
目前，无损压缩技术已经有了很多的发展，主要包括以下几个方面：1.总体压缩算法总体压缩算法是一种可以减少数据体积的压缩算法。
它在编码数据之前，通过对数据进行概率建模来尽可能多地减少数据的体积。
该方法被广泛应用于音频和视频压缩中。
2.图像压缩算法图像压缩算法基于不同的原理进行设计，例如直接编码、预测编码、离散余弦变换（DCT）、小波变换和自适应算法等。
利用这些算法，可以在保持图像质量的前提下，将图像压缩到更小的大小。
3.音频压缩算法音频压缩算法通常使用子带编码技术、预测编码技术和的DCT 技术等技术。
这些算法可以实现无损压缩和有损压缩，并且通常比图像压缩算法更有效。
4.视频压缩算法视频压缩算法通常使用预测编码和变换编码技术。
在预测编码中，通过预测视频下一帧的内容，然后只针对预测残差进行编码。
在变换编码中，通常使用DCT进一步压缩预测残差数据。
三、多媒体数据无损压缩技术的局限性虽然无损压缩技术在多媒体领域中取得了很大的成功，但是它还有一些局限性。
多媒体压缩技术
多媒体压缩技术在当今数字化的时代，多媒体信息如音频、视频、图像等在我们的生活中无处不在。
从在线视频播放到手机中的照片存储，从远程会议到虚拟现实体验，多媒体数据的生成和传播呈爆炸式增长。
然而，大量的多媒体数据需要占用巨大的存储空间和传输带宽，这给存储设备和网络带来了沉重的负担。
为了解决这个问题，多媒体压缩技术应运而生，它就像是一位神奇的魔法师，能够在不损失太多质量的前提下，将庞大的多媒体数据变得小巧玲珑。
多媒体压缩技术的基本原理其实并不复杂，就像是我们收拾行李时把衣物尽可能紧凑地叠放起来，以节省空间。
在多媒体世界里，数据也可以通过各种巧妙的方式被“压缩”。
首先，让我们来谈谈图像压缩。
图像是由一个个像素点组成的，每个像素点都包含了颜色和亮度等信息。
在图像压缩中，有一种常见的方法叫做无损压缩。
无损压缩就像是把一个拼图完整地放进一个小盒子里，虽然盒子变小了，但拼图的每一块都还在，没有任何缺失。
比如说，行程编码就是一种无损压缩方法。
它通过记录相同像素值连续出现的次数来减少数据量。
假设一幅图像中有一大片蓝色区域，使用行程编码就可以只记录“蓝色，连续出现 100 个像素”，而不是逐个记录每个蓝色像素的信息。
除了无损压缩，还有有损压缩。
有损压缩就像是为了把更多的衣服塞进箱子，稍微牺牲一些不太重要的衣物。
在图像有损压缩中，JPEG格式是非常常见的。
它会根据人眼对颜色和细节的敏感度，去除一些不太容易被察觉的信息。
比如，人眼对亮度的变化比较敏感，但对颜色的细微差别不那么敏感，JPEG 压缩就会更多地保留亮度信息，而对颜色信息进行较大程度的压缩。
接下来是视频压缩。
视频本质上是一系列快速播放的图像帧。
视频压缩不仅要考虑每一帧图像的压缩，还要利用帧与帧之间的相似性。
比如，在一段视频中，如果背景几乎不变，只有人物在移动，那么就不需要对每一帧的背景都进行完整的记录，只需要记录第一帧的背景，后续帧只记录人物移动的变化部分。
这种方法被称为帧间压缩。
多媒体技术教程课后习题答案
第1章 多媒体技术概要1.1 多媒体是什么？多媒体是融合两种或者两种以上媒体的一种人-机交互式信息交流和传播媒体。
使用的媒体包括文字、图形、图像、声音、动画和视像(video ）。
1。
4 无损压缩是什么?无损压缩是用压缩后的数据进行重构（也称还原或解压缩)，重构后的数据与原来的数据完全相同的数据压缩技术.无损压缩用于要求重构的数据与原始数据完全一致的应用，如磁盘文件压缩就是一个应用实例.根据当前的技术水平,无损压缩算法可把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。
常用的无损压缩算法包括哈夫曼编码和LZW 等算法.1。
5 有损压缩是什么？有损压缩是用压缩后的数据进行重构，重构后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的信息造成误解的数据压缩技术。
有损压缩适用于重构数据不一定非要和原始数据完全相同的应用。
例如,图像、视像和声音数据就可采用有损压缩，因为它们包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能感受的信息,丢掉一些数据而不至于对图像、视像或声音所表达的意思产生误解。
1。
9 H.261~H.264和G.711~G 。
731是哪个组织制定的标准？国际电信联盟（ITU ）.1.10 MPEG —1，MPEG-2和MPEG —4是哪个组织制定的标准？ISO/IEC ，即国际标准化组织(ISO)/ 国际电工技术委员会(IEC)。
第2章 无损数据压缩2。
1假设{,,}a b c 是由3个事件组成的集合，计算该集合的决策量。
（分别用Sh ，Nat 和Hart作单位）。
H 0 = (log 23) Sh = 1.580 Sh= (log e 3) Nat = 1.098 Nat= (log 103) Hart = 0.477 Hart2.2 现有一幅用256级灰度表示的图像，如果每级灰度出现的概率均为()1/256i p x =，0,,255i =，计算这幅图像数据的熵.22111()()log ()256(log )256256n i i i H X p x p x ==-=-⨯⨯∑=8 (位）， 也就是每级灰度的代码就要用8比特,不能再少了。
压缩的方法
压缩的方法随着互联网的发展和数据量的不断增加，压缩数据已经成为一种必要的手段。
压缩可以减少数据的存储空间，提高数据的传输速度，节省网络带宽和存储成本。
本文将介绍几种常见的压缩方法，包括无损压缩和有损压缩。
一、无损压缩方法无损压缩是一种压缩数据的方法，可以保证压缩后的数据与原始数据完全一致。
常见的无损压缩方法有以下几种：1. 霍夫曼编码：霍夫曼编码是一种基于频率的编码方法，通过将出现频率较高的字符用较短的编码表示，出现频率较低的字符用较长的编码表示，从而减少数据的存储空间。
霍夫曼编码广泛应用于无损压缩算法中。
2. LZW压缩算法：LZW压缩算法是一种基于字典的压缩算法，通过将连续出现的字符序列映射为固定长度的编码，从而减少数据的存储空间。
LZW压缩算法被广泛应用于GIF图像的压缩中。
3. DEFLATE压缩算法：DEFLATE压缩算法是一种综合了霍夫曼编码和LZ77算法的压缩算法，通过使用动态生成的霍夫曼编码表和滑动窗口的方式，实现了较高的压缩比。
DEFLATE压缩算法被广泛应用于ZIP文件的压缩中。
二、有损压缩方法有损压缩是一种压缩数据的方法，压缩后的数据与原始数据存在一定的差异，但在实际应用中往往可以接受。
有损压缩方法主要用于压缩音频、视频等多媒体数据。
常见的有损压缩方法有以下几种：1. MPEG压缩算法：MPEG压缩算法是一种基于人眼和耳朵感知特性的压缩算法，通过删除人眼或耳朵无法察觉的细节信息，从而减少数据的存储空间。
MPEG压缩算法广泛应用于音频和视频的压缩中。
2. JPEG压缩算法：JPEG压缩算法是一种基于人眼对颜色和细节敏感程度的压缩算法，通过减少图像的颜色深度和降低图像的细节信息，从而减小图像的存储空间。
JPEG压缩算法广泛应用于图像的压缩中。
3. H.264压缩算法：H.264压缩算法是一种高效的视频压缩算法，通过使用运动补偿、变换编码和熵编码等技术，实现了较高的压缩比和较好的图像质量。
多媒体数据压缩技术
１ 多媒体数据 的三个特点
１ ． １数 据 量 巨大
信息技术
Ｓ Ｏ Ｉ Ｅ Ｎ Ｏ Ｅ ＆ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ ０ Ｌ ０ Ｇ Ｙ ．
匝圆
多媒 体 数 据 压 缩技 术 ①
王 志 丹 （ 丽江师 范高 等专科 学校 云南 丽江 ６ ７ ４ １ ０ Ｏ ）
摘 要： 多媒体 数据压 缩技术是 现代 网络 发展 的关键性技 术之一 。 由于 图像 和声音 信号 中存在各 种各样 的冗余 ， 为数据压 缩提供 了可能 。 本文 介 绍 了 多媒 体数 据 的特 点及 其压 缩标 准 ， 并 分析 有损 、 无 损压 缩的优 缺 点 。 关键 词 ： 多媒体 压 缩标准 有损压垴 无损压缩 中图 分类 号 ： Ｔ Ｐ ３ １ １ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ ２ － ３ ７ ９ １ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ （ ｃ ） 一Ｏ ０ ３ １ —０ １ 对高频信息、 需连 续 色 调 的 图像 处 色 ， 但 这 并 不 能减 少 图像 的 内 存 占用 量 ， 它 多 媒 体 技 术可 以 说 提 高 了我 们 的 生 活 到 减 少 ， 但 从 磁 盘 读 取 质量 ， 为 我 们 提 供 了 更 好 的 视 听 环 境 和 视 理 较 好 。 采用离散 余弦变换 、 量化 、 行程 与 可 以 删 除 一 些 重 复 的 数 据 ， 定 义 了两 种 压 缩 算 法 ： 听享受 。 生 活 中 常 用 到 的 多 媒 体 技 术 有 多 哈 夫 曼 编 码 等 技 术 ， 媒 体 教 育教 学 、 视频会议 、 银 行 的 自动 取款
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。
多媒体数据处理中几种无损压缩算法的比较概要
119摘要:为了使大容量的多媒体数据在网络上有效的传输,必须对多媒体数据进行压缩。
对多媒体数据压缩中的几种无损压缩方法进行了比较,并对每种方法用一个例子说明。
关键词:数据压缩;霍夫曼树;LZW;二叉树引言随着网络发展的速度越来越快,视频,音频的广泛应用使得大数据量的传输显得尤为重要,如何更快、更多、更好地传输与存储数据成为数据信息处理的首要问题。
在压缩算法中分为无损压缩和有损压缩。
相对于有损压缩来说,无损压缩的占用空间大,压缩比不高,但是它100%的保存了原始信息,没有任何信号丢失并且音质高,不受信号源的影响,这点是有损压缩不可比拟的。
而且随着时间的推移,限制无损格式的种种因素将逐渐被消除,比如说硬盘容量的急剧增长以及低廉的价格使得无损压缩格式的前景无比光明。
1、无损压缩的原理以及几种常见算法本质上压缩数据是因为数据自身具有冗余性。
数据压缩是利用各种算法将数据冗余压缩到最小,并尽可能地减少失真,从而提高传输效率和节约存储空间。
常见的无损压缩算法有,游长编码;香浓-凡诺算法;霍夫曼算法;LZW算法;下面详细介绍这些算法或编码步骤,并比较其优缺点。
2、游长编码也叫行程编码,它是数据压缩中最简单的一种方法。
它的思想是:将图像一行中颜色值相同的相邻象素用一个计数值和该颜色值来代替。
例如:aabbbccccdddddeeeeee对其进行游长编码可得2a3b4c5d6e,可见其效率很高。
但它有两个致命缺点。
一:如果图象中每两个相邻点的颜色都不同,用这种算法不但不能压缩,反而数据量会增加,例如对abcdeabcde进行编码得1a2b3c4d5e1a2b3c4d5e,可见数据量反而增加了1倍。
二:容错性差。
还是以aabbbccccdddddeeeeee为例,如果在第二位a出错,例如丢失了a,那么编码后结果为1a3b4c5d6e,虽然只有一位发生了错误,但是在恢复数据时,将和原始数据完全不同。
所以说游长编码在要压缩信息源中的符号形成连续出现片段时才有效,并且它不是一种自适应的编码方式。
多媒体数据压缩
多媒体数据压缩
多媒体数据压缩是指通过一系列算法和技术，将多媒体数据以
更小的尺寸进行存储或传输的过程。
多媒体数据主要包括图像、音
频和视频等形式。
压缩多媒体数据可以减少存储空间和传输带宽的
需求，从而提高数据的传输效率和用户体验。
常见的多媒体数据压缩方法有以下几种：
1. 图像压缩：常见的图像压缩算法有无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩方法包括Run-length Encoding (RLE)、LZW和Huffman编码等；有损压缩方法如JPEG使用了离散余弦变换(DCT)和量化等技术，通过牺牲一定的图像质量来实现较高的压缩率。
2. 音频压缩：音频压缩方法主要有无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩方法如FLAC和ALAC能够将音频数据压缩到更小的文件大
小且不损失音频质量；有损压缩方法如MP3和AAC利用了人耳的听
觉特性，通过减少对听觉上不敏感的部分数据来实现较高的压缩率。
3. 视频压缩：视频压缩方法通常采用有损压缩。
常见的视频压缩标准包括MPEG-2、MPEG-4和H.264等。
视频压缩技术主要利用了时域和空域的冗余性，以及运动补偿、帧间预测等技术，通过减少冗余信息和丢弃一些不重要的细节来实现高效的压缩。
多媒体数据压缩对于互联网、移动通信、存储设备等领域都非常重要，可以大大提升数据的传输速度和存储效率。
但也会牺牲一定的数据质量，在实际应用中需要根据具体需求权衡压缩率和数据质量。
数据压缩的名词解释
数据压缩的名词解释
数据压缩是一种将原始数据转换为更小的形式的过程，以便在存储或
传输时占用更少的空间或带宽。
这可以通过利用数据中存在的冗余或
不必要的信息来实现。
数据压缩可以分为两种类型：有损压缩和无损
压缩。
有损压缩是指在压缩过程中会丢失一些信息，但这些信息通常是人耳
或人眼难以察觉的细节。
有损压缩通常用于音频、视频和图像等多媒
体数据。
无损压缩是指在压缩过程中不会丢失任何信息，因此可以完全恢复原
始数据。
无损压缩通常用于文本文件、数据库和程序代码等需要完整
性保证的数据。
常见的数据压缩算法包括哈夫曼编码、Lempel-Ziv编码、算术编码和预测编码等。
这些算法都有各自的优点和适用范围，选择哪种算法取
决于需要处理的具体数据类型和应用场景。
总之，数据压缩是一项重要的技术，在计算机领域得到广泛应用。
它
不仅能够节省存储空间和传输带宽，还能提高数据传输的效率和速度。
多媒体技术之数据无损压缩PPT课件
第2章 数据无损压缩
2008年9月
第2章 数据无损压缩目录
2.1 数据的冗余
2.1.1 冗余概念 2.1.2 决策量 2.1.3 信息量 2.1.4 熵 2.1.5 数据冗余量
2.2 统计编码
2.2.1 香农-范诺编码 2.2.2 霍夫曼编码 2.2.3 算术编码
2.3 RLE编码 2.4 词典编码
三种多媒体数据类型
➢ 文字 (text)数据——无损压缩
根据数据本身的冗余(Based on data redundancy)
➢ 声音(audio)数据——有损压缩
根据数据本身的冗余(Based on data redundancy) 根据人的听觉系统特性( Based on human hearing system)
➢ 视听冗余
由于人的视觉系统和听觉系统的局限性，在图像数据和声 音数据中，有些数据确实是多余的，使用算法将其去掉后 并不会丢失实质性的信息或含义，对理解数据表达的信息 几乎没有影响
➢ 数据冗余
不考虑数据来源时，单纯数据集中也可能存在多余的数据， 去掉这些多余数据并不会丢失任何信息，这种冗余称为数 据冗余，而且还可定量表达
➢ 1948年创建的数学理论的一个分支学科，研究信息的编码、 传输和存储
➢ 该术语源于Claude Shannon (香农)发表的“A Mathematical Theory of Communication”论文题目，提议用二进制数据对信 息进行编码
➢ 最初只应用于通信工程领域，后来扩展到包括计算在内的其 他多个领域，如信息的存储、信息的检索等。在通信方面， 主要研究数据量、传输速率、信道容量、传输正确率等问题。
第五讲 无损数据压缩
等长与不等长编码
• 例如：符号序列x=“aa bb cccc dddd eeeeeeee • 采用ASCII编码： 等长编码：24*8=192bit
– – – – – – a=01100001 b=01100010 c=01100011 d=01100100 e=01100101 空=00100000
技术准备：编码
通过模型，我们可以确定对某一个符号该用多少位二进制数进行编码。 现在的问题是，如何设计一种编码方案，使其尽量精确地用模型计算出 来的位数表示某个符号。
前缀编码规则：任何一个符号的编码都不是另一个符号编码的前缀。 最简单的前缀编码
字符 A B C D E 0 10 110 1110 11110 编码
字典编码时代：LZ77和LZ78压缩算法 字典编码时代：
LZW算法
Terry Welch
1984 年 发表论文：“高性能数据压缩技术” A Technique for High-Performance Data Compression Welch 实现了 LZ78 算法的一个变种 —— LZW算法 LZW算法 UNIX：使用 LZW 算法的 Compress 程序 MS-DOS：ARC 程序，以及PKWare、PKARC 等仿制品。
• 有损压缩
– 指使用压缩后的数据进行重构，重构后的数据与原来 的数据有所不同，但不影响人对原始资料表达的信息 造成误解。 – 图像和声音的压缩就可以采用有损压缩，因为其中包 含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能接 收的信息，丢掉一些数据而不至于对声音或者图像所 表达的意思产生误解，但可大大提高压缩比。
Shannon-Fano编码例１
• 有一幅40个象素组成的灰度图像，灰度共有5级，分别用 符号A、B、C、D和E表示，40个象素中出现灰度A的象素 数有15个，出现灰度B的象素数有7个，出现灰度C的象素 数有7个等等。如果用3个位表示5个等级的灰度值，也就 是每个象素用3位表示，编码这幅图像总共需要120位。 符 号 A 出现的次数 15 H(S) = (15/40)* + (5/40) ∗ B 7 C 7 D 6 E 5
数据压缩，有损压缩与无损压缩之间的主要区别
数据压缩，有损压缩与⽆损压缩之间的主要区别
数据压缩技术，就是⽤最少的数码来表⽰信号的技术。
由于数字化的多媒体信息尤其是数字视频、⾳频信号的数据量特别庞⼤；如果不对其进⾏有效的压缩就难以得到实际的应⽤。
因此，数据压缩技术已成为当今数字通信、⼴播、存储和多媒体娱乐中的⼀项关键的共性技术。
1、压缩后的⽂件质量不同
是对图像本⾝的改变，在保存图像时保留了较多的亮度信息，⽽将⾊相和⾊纯度的信息和周围的像素进⾏合并，合并的⽐例不同，压缩的⽐例也不同，由于信息量减少了，所以压缩⽐可以很⾼，图像质量也会相应的下降。
是对⽂件本⾝的压缩，和其它数据⽂件的压缩⼀样，是对⽂件的⽅式进⾏优化，采⽤某种算法表⽰重复的数据信息，⽂件可以完全还原，不会影响⽂件内容，对于数码图像⽽⾔，也就不会使图像细节有任何损失。
2、压缩时内存和磁盘占⽤空间不同
有损压缩可以减少图像在内存和磁盘中占⽤的空间，在屏幕上观看图像时，不会发现它对图像的外观产⽣太⼤的不利影响。
不能减少图像的内存和磁盘中占⽤的空间，压缩率⽐较低。
3、还原性上不同
⽆损压缩就是可以完全还原的，有损压缩还原后不能和原来的⽂件⼀样，有⼀定的损耗的
4、应⽤领域上不同
有损压缩⼴泛应⽤于语⾳，图像和视频数据的压缩；⽆损压缩受压缩⽐的限制暂时只⽤于⽂本数据，程序和特殊应⽤场合的图像数据（如指纹图像，医学图像等）的压缩.
5、压缩率不同
⽆损压缩压缩率是受到数据统计冗余度的理论限制，⼀般为2:1到5:1。
有损压缩利⽤了⼈类对图像或声波中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失⼀定的信息，虽然不能完全恢复原始数据，但却换来了⼤得多的压缩⽐最⾼可达200:1甚⾄更多。
多媒体数据压缩
多媒体数据压缩多媒体数据压缩1. 介绍多媒体数据压缩是一种广泛应用于图片、音频和视频等多媒体文件的技术。
由于多媒体文件通常包含大量的数据，压缩技术能够减小文件的存储空间和传输带宽要求，提高数据的传输速率和存储效率。
本文将介绍多媒体数据压缩的原理和常用的压缩算法。
2. 图片压缩2.1 无损压缩无损压缩是指在压缩过程中不丢失任何原始数据的压缩方法。
其中最常用的无损压缩算法是GIF和PNG格式。
GIF格式通过限制颜色数量和使用LZW编码来实现数据压缩，而PNG格式则使用DEFLATE算法对图片数据进行压缩。
2.2 有损压缩有损压缩是指在压缩过程中会有一定的信息丢失的压缩方法。
最常用的有损压缩算法是JPEG格式。
JPEG格式通过使用离散余弦变换（DCT）将图像从时域转换到频域，并通过量化和哈夫曼编码来减小数据量。
压缩的程度可以通过调整量化表的精度来控制。
3. 音频压缩3.1 无损压缩无损压缩在音频领域并不常见，因为音频文件通常比较大，无损压缩往往无法达到很高的压缩比。
其中一个常用的无损压缩算法是FLAC格式。
FLAC格式通过使用线性预测和残差编码来减小数据的大小，保持音频的质量不变。
3.2 有损压缩有损压缩在音频领域非常常见，因为人耳对音频的感知有一定的容忍度。
最常用的有损压缩算法是MP3格式。
MP3格式通过使用MDCT变换将音频从时域转换到频域，并通过子带编码和声学模型来减小数据量。
压缩的程度可以通过调整比特率来控制。
4. 视频压缩4.1 无损压缩无损压缩在视频领域并不常见，因为视频文件通常非常大，无损压缩往往无法达到很高的压缩比。
其中一个常用的无损压缩算法是HuffYUV格式。
HuffYUV格式通过使用无损哈夫曼编码来减小数据的大小，保持视频的质量不变。
4.2 有损压缩有损压缩在视频领域非常常见，因为视频的冗余性很高，有很多可以被压缩的信息。
最常用的有损压缩算法是H.264和HEVC格式。
H.264和HEVC格式通过使用运动估计和帧间预测等技术来减小数据量。
第二章 多媒体数据压缩技术
的一个间隔，信息越长，编码表示它的间隔就
越小，表示这一间隔所需的二进制位就越多。 2、编码方法：后一个编码字符是在前面编码字符 的范围内，利用原概率分配区间重新求解该编 码字符的范围。
33
2.2.2 常用无损压缩算法
3、编码过程举例：假设信源符号为{a,e,i,o,u}，
这些符号的概率分别为{ 0.2, 0.3, 0.1, 0.2， 0.2 }，根据这些概率可把间隔[0, 1)分成5个子 间隔（如下图）： 字符 概率 范围 a 0.2 e 0.3 i 0.1 o 0.2 u 0.2
概述
（1）数据压缩研究主要集中于图像和视频信号的压缩 （2）数据压缩是以一定的质量损失为代价， 质量损失 一般都是在人眼允许的误差范围之内。 （3）压缩处理过程：
编码过程：将原始数据经过编码进行压缩，以便存 储与传输； 解码过程：对编码数据进行解码，还原为可以使用 的数据。
18
2.1
概述
四、衡量数据压缩技术的指标
第二章 多媒体数据压缩技术
2.1
概述
2.2
常用的数据压缩技术
1
2.1 概述
一、为什么要进行数据压缩
1. 多媒体信息数据量大
例:对语音信号来说（20HZ—4KHZ) 依据采样定理，设数字化精度为8bit，则1秒
数据量为：
4k 2 8b 64kb
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2.1 概述
对动态图像信息来说，采用代表光强、色彩和饱 和度的YIQ彩色空间，如果带宽分别为： 4.2MHZ、1.5MHZ、0.5MHZ，则1秒钟数据量为：
（1）第一个字符e被编码时： rangelow=0.2, rangehigh=0.5 low=low+range*rangelow = 0+1*0.2=0.2, high=low+range*rangehigh=0+1*0.5=0.5 Range=high-low=0.5-0.2=0.3 此时分配给e的范围为[0.2,0.5）
无损压缩
无损压缩无损压缩所谓无损压缩格式，是利用数据的统计冗余进行压缩，可完全回复原始数据而不引起任何失真，但压缩率是受到数据统计冗余度的理论限制，一般为2:1到5:1.这类方法广泛用于文本数据，程序和特殊应用场合的图像数据(如指纹图像，医学图像等)的压缩。
无损压缩名称概述由于压缩比的限制，仅使用无损压缩方法是不可能解决图像和数字视频的存储和传输的所有问题.经常使用的无损压缩方法有 Shannon-Fano 编码，Huffman 编码，游程(Run-length)编码，LZW(Lempel-Ziv-Welch)编码和算术编码等。
所谓无损压缩格式，顾名思义，就是毫无损失地将声音信号进行压缩的音频格式。
常见的像MP3、WMA等格式都是有损压缩格式，相比于作为源的WAV文件，它们都有相当大程度的信号丢失，这也是它们能达到10％的压缩率的根本原因。
而无损压缩格式，就好比用Zip或RAR这样的压缩软件去压缩音频信号，得到的压缩格式还原成WAV文件，和作为源的WAV文件是一模一样的！但是如果用Zip或RAR来压缩WAV文件的话，必须将压缩包解压后才能播放。
而无损压缩格式则能直接通过播放软件实现实时播放，使用起来和MP3等有损格式一模一样。
总而言之，无损压缩格式就是能在不牺牲任何音频信号的前提下，减少WAV文件体积的格式。
无损\有损压缩对比无损压缩的优势1、100％的保存、没有任何信号丢失正如之前所说，无损压缩格式就如同用Zip压缩文件一样，能100％的保存WAV文件的全部数据，这一点我们可以通过EAC的“WAV比较”功能来证明。
将U2乐队的一首《BeautifulDay》抓轨保存无损压缩成WAV格式，作为我们的原始文件。
将这个WAV文件压缩成APE格式，再将APE文件解压缩成WAV格式。
用EAC的“WAV比较”功能对这两个WAV文件进行数据对比，结果如图1，EAC没有报告有任何不一致！而如果是压缩成MP3再解压得到的WAV文件，对比原始WAV文件，则是从头到尾都不一致！有不少朋友希望能最大限度地能将CD“原版”拷贝到硬盘上，同时又想减少空间占用量，这在以前似乎只有320KbpsCBRMP3这一种解决途径了，不过那样也远不能做到100%！而现在，无损压缩格式的出现提供了一个几乎完美的解决方案。
第4章 多媒体数据压缩技术
如上图的行程长度编码可写为：白8黑5白3黑8白6……
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Multimedia Technology & Application
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4.2 静态图像的压缩标准JPEG
4.2.1 JPEG标准简介 4.2.2 JPEG标准中的主要技术 4.2.3 JPEG标准的压缩过程 4.2.4 JPEG2000
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方式3：不等长编码
考查字符串中不同字符出现的概率并对其重新定义一 个编码字如表4.2所示：
则其编码的总长度为：8×1+4×3×3+2×4×2=60（bit）
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4.1.3 常用的数据压缩方法
1.行程长度（也称游程长度编码）
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5.熵编码
2) 熵编码实例——哈夫曼编码
算法可描述为： (1) 对图像中出现的不同像素值进行概率统计，得到n个不同概率的信 息符号。 (2) 按符号出现的概率由大到小、由上到下排列。 (3) 对两个最低概率符号分别以二进制0、1赋值。 (4) 两最低概率相加后作为一个新符号的概率重新置入符号序列中。 (5) 对概率按从大到小重新排列。 (6) 重复(2)～(5)，直到只剩下两个概率符号的序列。 (7) 分别以二进制0、1赋值后，以此为根结点，沿赋值的顺序的逆序依 次写出该路径上的二进制代码，得到哈夫曼编码。
多媒体压缩技术
多媒体压缩技术多媒体压缩技术是通过对多媒体数据进行压缩，以减少数据量并维持较高的质量，从而使其能够在各种媒体平台上进行传输和存储。
这种技术在现代社会中起着重要的作用，因为它能够快速传输和存储大量的图像、音频和视频数据。
在多媒体压缩技术中，最常用的方法是有损压缩和无损压缩。
有损压缩技术通过牺牲一些细节和质量来减小数据量，以便在保持足够可接受的有效性的同时，实现更高的压缩比。
这种技术通常用于音频和视频数据，包括MPEG（Moving Picture Experts Group）和JPEG（Joint Photographic Experts Group）等格式。
而无损压缩技术则是通过减小冗余来改善数据的存储效率，而不丢失任何信息。
这种技术主要用于图像和文本数据，如GIF（Graphics Interchange Format）和ZIP（Zone Information Provider）等格式。
多媒体压缩技术的主要目标是实现高效的压缩和解压缩速度。
为了达到这个目标，许多算法和编码技术被开发出来。
其中之一是离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT），它被广泛应用于图像和视频压缩中。
DCT将图像或视频分解成一系列频率成分，并且较高频率的数据将会被丢弃或量化以实现更高的压缩比。
此外，熵编码也是一种常见的压缩技术，它通过对数据进行编码来改进数据的压缩效果，例如霍夫曼编码和算术编码等。
当今的多媒体技术越来越普及和便宜，人们对高质量的图像、音频和视频有着更高的需求。
因此，多媒体压缩技术的研究和创新变得更加重要。
随着技术的不断发展，我们将能够实现更高的压缩率和更低的失真率，从而使更多的多媒体内容能够在不同的平台上得到传输和存储。
综上所述，多媒体压缩技术在现代社会中发挥着重要的作用。
通过减小数据量并维持较高的质量，这项技术实现了快速的传输和存储，使得多媒体内容能够在各种平台上得到应用。
多媒体数据压缩与传输技术
多媒体数据压缩与传输技术随着科技的进步和互联网的普及，多媒体数据的压缩与传输技术变得越来越重要。
多媒体数据包括图像、音频和视频等形式，它们的特点是数据量大，传输速度慢。
因此，研究如何高效地压缩和传输多媒体数据成为了一个热门的课题。
一、多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术是指将多媒体数据的冗余信息去除，以减小数据量的过程。
常见的多媒体数据压缩技术有无损压缩和有损压缩两种。
无损压缩技术是指在压缩过程中不丢失任何信息，压缩后的数据可以完全还原。
常见的无损压缩算法有LZW算法和Huffman编码算法。
LZW算法通过建立字典来对数据进行压缩，而Huffman编码算法则根据字符出现的频率来进行编码。
有损压缩技术是指在压缩过程中会丢失一部分信息，压缩后的数据无法完全还原。
有损压缩技术可以根据不同的应用需求进行选择，常见的有损压缩算法有JPEG和MPEG等。
JPEG是一种用于图像压缩的算法，它通过去除图像中的高频信息来减小数据量。
MPEG是一种用于视频压缩的算法，它通过去除视频中的冗余信息和运动补偿来减小数据量。
二、多媒体数据传输技术多媒体数据传输技术是指将压缩后的多媒体数据通过网络进行传输的过程。
由于多媒体数据的特点是数据量大，传输速度慢，因此需要采用一些特殊的技术来提高传输效率。
常见的多媒体数据传输技术有流媒体和P2P技术。
流媒体是指将多媒体数据分成一系列的小块进行传输，接收端可以边接收边播放，从而提高传输效率。
P2P技术是指利用网络中的节点之间的互相协作来实现数据传输，可以减少服务器的负载并提高传输效率。
此外，为了提高多媒体数据的传输效率，还可以采用一些优化技术。
例如，使用压缩传输协议可以减小数据量，使用缓存技术可以提高数据的传输速度，使用错误纠正技术可以提高数据的可靠性。
三、多媒体数据压缩与传输技术的应用多媒体数据压缩与传输技术在现实生活中有着广泛的应用。
例如，在视频会议中，多媒体数据压缩与传输技术可以实现高清的视频传输，使得远程会议更加方便和高效。