多媒体技术第三章多媒体数据压缩(1)PPT课件
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《多媒体技术》ppt课件
分布式存储系统
将数据分散存储在多个节点上，提 高数据可靠性和访问效率。
多媒体数据存储的发展趋势
01
02
03
04
大容量存储
随着数据量的不断增长，多媒 体存储设备将向更大容量、更
高密度方向发展。
高速传输
提高数据传输速率是多媒体存 储技术的重要发展方向，以满
足实时处理和传输的需求。
数据安全
加强数据备份、恢复和加密等 安全措施，保障多媒体数据的
多媒体网络通信的协议与标准
1
常用的多媒体网络通信协议包括RTP、RTCP、 RTSP等。
2
多媒体网络通信标准包括H.323、SIP、WebRTC 等。
3
这些协议和标准规定了多媒体信息在网络中的传 输方式、控制信令、编码格式等。
多媒体网络通信的应用实例
视频会议系统
通过多媒体网络通信实现远程视频会议，支 持多人同时参与。
在线教育系统
利用多媒体网络通信实现远程教育，包括在 线课程、实时互动等。
视频监控系统
通过多媒体网络通信实现远程视频监控，支 持实时查看、录像回放等功能。
社交媒体应用
在社交媒体中，多媒体网络通信被广泛应用 于音视频通话、直播等功能。
06
多媒体技术的应用系统
多媒体会议系统
01
视频会议
支持远程视频会议，实现音视频实 时传输和交互。
文本编辑、排版、检索、翻译等。
图形与图像数据的表示与处理
图形与图像的基本概念 矢量图与位图、分辨率、颜色模型等。
图形与图像的数字化表示 点阵表示法、参数表示法等。
图形与图像的输入与输出
扫描仪、数码相机等输入设备；显示 器、打印机等输出设备。
图形与图像的处理与应用
将数据分散存储在多个节点上，提 高数据可靠性和访问效率。
多媒体数据存储的发展趋势
01
02
03
04
大容量存储
随着数据量的不断增长，多媒 体存储设备将向更大容量、更
高密度方向发展。
高速传输
提高数据传输速率是多媒体存 储技术的重要发展方向，以满
足实时处理和传输的需求。
数据安全
加强数据备份、恢复和加密等 安全措施，保障多媒体数据的
多媒体网络通信的协议与标准
1
常用的多媒体网络通信协议包括RTP、RTCP、 RTSP等。
2
多媒体网络通信标准包括H.323、SIP、WebRTC 等。
3
这些协议和标准规定了多媒体信息在网络中的传 输方式、控制信令、编码格式等。
多媒体网络通信的应用实例
视频会议系统
通过多媒体网络通信实现远程视频会议，支 持多人同时参与。
在线教育系统
利用多媒体网络通信实现远程教育，包括在 线课程、实时互动等。
视频监控系统
通过多媒体网络通信实现远程视频监控，支 持实时查看、录像回放等功能。
社交媒体应用
在社交媒体中，多媒体网络通信被广泛应用 于音视频通话、直播等功能。
06
多媒体技术的应用系统
多媒体会议系统
01
视频会议
支持远程视频会议，实现音视频实 时传输和交互。
文本编辑、排版、检索、翻译等。
图形与图像数据的表示与处理
图形与图像的基本概念 矢量图与位图、分辨率、颜色模型等。
图形与图像的数字化表示 点阵表示法、参数表示法等。
图形与图像的输入与输出
扫描仪、数码相机等输入设备；显示 器、打印机等输出设备。
图形与图像的处理与应用
多媒体数据压缩技术ppt课件
多媒体数据压缩技术
• PCM是概念上最简单、理论上最完善的编 码系统，是最早研制成功、使用最为广泛 的编码系统，它仅仅是对输入信号进行采 样和量化，但也是数据量最大的编码系统
• 下图中的“防失真滤波器”是一个低通滤 波器，用来滤除声音频带以外的信号； “波形编码器”可暂时理解为“采样器”， “量化器”可理解为“量化阶大小(stepsize)”生成器或者称为“量化间隔”生成 器。
• 利用子带编码达到既压缩声音数据又尽可 能保留声音原有质量的目的。
• 这种方法的具体思想是首先把时域中的声 音数据变换到频域中的多个子带当中，对 每个子带里的信号分别进行量化和编码， 根据心理声学模型确定样本的精度，从而 达到压缩数据量的目的。
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SLIDE 16
③ 层3的编码器最为复杂，编码器的输出数 据率为64 kb/s，广泛用于INTERNET传播。
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SLIDE 14
音频压缩标准
• MPEG-1 Audio (ISO/IEC 11172-3)压缩算 法是世界上第一个高保真声音数据压缩国 际标准，并且得到了极其广泛的应用。虽 然MPEG声音标准是MPEG标准的一部分，但 它也完全可以独立应用。数据的输入/输 出图如下：
SLIDE 1
频域分析
信号频谱X(f)代表了信号在不同频率分量成分的大小，能够 提供比时域信号波形更直观，丰富的信息。
幅值
时域分析
频域分析
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SLIDE 2
频域分析
时域和频域的 对应关系
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多媒体信息的数据压缩PPT课件
3) 对上面得到的树林重复 2 的做法，直到所有符号都连入树中为止。这一步完成后，我们有这样的二叉树：
根(root)
0|1
+------+----------------+
|
0|
1
|
+---------+-----------+
|
0 |1 0 | 1
a
+-------+------+ +-------+-------+
编辑版pppt
20
(1)、行程编码（RLE） RLE 编码是将数据流中连续出现的
字符用单一记号表示。 例如,字符串AAABCDDDDDDDDBBBBB
可以压缩为3ABC8D5B 。
RLE编码简单直观，编码/解码速度 快，因此许多图形和视频文件，如.BMP .TIFF及AVI等格式文件的压缩均采用此 方法.
1、信息存储量之比 2、压缩的算法 3、恢复效果
大 简单 好
编辑版pppt
6
1.5.2 数据压缩方法
压缩处理一般是由两个过程组成： 一是编码过程，即将原始数据经过编码 进行压缩，以便存储与传输；二是解码 过程，此过程对编码数据进行解码，还 原为可以使用的数据。
数据压缩可分为两种类型：一种叫 做无损压缩，另一种叫做有损压缩。
2. 时间冗余
3. 视觉冗余
编辑版pppt
2
空间冗余
一幅图像表面上各采样点的颜色之 间往往存在着空间连贯性，基于离散像 素采样来表示物体表面颜色的像素存储 方式可利用空间连贯性，达到减少数据 量的目的。
例如，在静态图像中有一块表面颜 色均匀的区域，在此区域中所有点的光 强和色彩以及饱和度都是相同的，因此 数据有很大的空间冗余。
根(root)
0|1
+------+----------------+
|
0|
1
|
+---------+-----------+
|
0 |1 0 | 1
a
+-------+------+ +-------+-------+
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20
(1)、行程编码（RLE） RLE 编码是将数据流中连续出现的
字符用单一记号表示。 例如,字符串AAABCDDDDDDDDBBBBB
可以压缩为3ABC8D5B 。
RLE编码简单直观，编码/解码速度 快，因此许多图形和视频文件，如.BMP .TIFF及AVI等格式文件的压缩均采用此 方法.
1、信息存储量之比 2、压缩的算法 3、恢复效果
大 简单 好
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6
1.5.2 数据压缩方法
压缩处理一般是由两个过程组成： 一是编码过程，即将原始数据经过编码 进行压缩，以便存储与传输；二是解码 过程，此过程对编码数据进行解码，还 原为可以使用的数据。
数据压缩可分为两种类型：一种叫 做无损压缩，另一种叫做有损压缩。
2. 时间冗余
3. 视觉冗余
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2
空间冗余
一幅图像表面上各采样点的颜色之 间往往存在着空间连贯性，基于离散像 素采样来表示物体表面颜色的像素存储 方式可利用空间连贯性，达到减少数据 量的目的。
例如，在静态图像中有一块表面颜 色均匀的区域，在此区域中所有点的光 强和色彩以及饱和度都是相同的，因此 数据有很大的空间冗余。
多媒体技术ppt课件完整版
图像识别
利用计算机视觉技术，对图像中的 目标进行自动识别和分类。
04
音频处理技术
音频采集
通过麦克风等设备采集声音信号，转换为数 字音频数据。
音频特效
添加回声、混响、变声等特效，增加音频的 层次感和表现力。
音频编辑
对音频数据进行剪辑、拼接、降噪等操作， 以改善音质和效果。
音频压缩
采用MP3、AAC等压缩算法，减少音频文件 大小，便于存储和传输。
05
多媒体应用系统设计与开发
系统设计原则与方法
用户需求导向
深入了解用户需求，以用户为中心进行系统设计 ，确保系统满足用户需求。
可扩展性
设计时应考虑未来可能的扩展需求，便于系统升 级和扩展。
ABCD
先进性
采用先进的技术和算法，确保系统性能优越、稳 定可靠。
易用性
界面设计简洁明了，操作便捷，降低用户使用难 度。
有损压缩
通过去除数据中的部分冗余信息来减小 文件大小，但会损失一定的数据质量。
压缩算法
包括Huffman编码、LZ77、LZ78等 经典算法，以及近年来兴起的深度学
习压缩算法。
无损压缩
利用数据的统计特性进行压缩，可以 完全恢复原始数据而不损失任何信息 。
压缩标准
如JPEG、MPEG、H.264等，为多媒 体数据压缩提供了统一的规范和标准 。
其他领域应用案例
医学影像处理
01
多媒体技术可以对医学影像进行数字化处理和分析，提高医学
诊断和治疗的准确性和效率。
智能家居
02
通过多媒体技术实现家居设备的智能化控制和互联互通，提高
家居生活的便捷性和舒适度。
工业自动化
03
多媒体技术可以应用于工业自动化领域，实现生产过程的可视
利用计算机视觉技术，对图像中的 目标进行自动识别和分类。
04
音频处理技术
音频采集
通过麦克风等设备采集声音信号，转换为数 字音频数据。
音频特效
添加回声、混响、变声等特效，增加音频的 层次感和表现力。
音频编辑
对音频数据进行剪辑、拼接、降噪等操作， 以改善音质和效果。
音频压缩
采用MP3、AAC等压缩算法，减少音频文件 大小，便于存储和传输。
05
多媒体应用系统设计与开发
系统设计原则与方法
用户需求导向
深入了解用户需求，以用户为中心进行系统设计 ，确保系统满足用户需求。
可扩展性
设计时应考虑未来可能的扩展需求，便于系统升 级和扩展。
ABCD
先进性
采用先进的技术和算法，确保系统性能优越、稳 定可靠。
易用性
界面设计简洁明了，操作便捷，降低用户使用难 度。
有损压缩
通过去除数据中的部分冗余信息来减小 文件大小，但会损失一定的数据质量。
压缩算法
包括Huffman编码、LZ77、LZ78等 经典算法，以及近年来兴起的深度学
习压缩算法。
无损压缩
利用数据的统计特性进行压缩，可以 完全恢复原始数据而不损失任何信息 。
压缩标准
如JPEG、MPEG、H.264等，为多媒 体数据压缩提供了统一的规范和标准 。
其他领域应用案例
医学影像处理
01
多媒体技术可以对医学影像进行数字化处理和分析，提高医学
诊断和治疗的准确性和效率。
智能家居
02
通过多媒体技术实现家居设备的智能化控制和互联互通，提高
家居生活的便捷性和舒适度。
工业自动化
03
多媒体技术可以应用于工业自动化领域，实现生产过程的可视
多媒体数据压缩基本原理
但实际上很难确定各码元的概率，因此， 一般总取 b（x1）= b（x2）= ...= b（x n）,即 分配给每个码元的比特数相等(等长码),这样 所得的D必然大于H,从而形成了信息冗余。
数据冗余的类别
1 空间冗余
这是图像数据中经常存在的 一种冗余。在同一幅图像中， 规则物体和规则背景的表面 物理特性具有相关性，这些 相关的光成像结构在数字化 图像中就表现为数据冗余。
多媒体技术与应用
多媒体数据压缩基本原理 1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性 1.2 数据冗余的基本概念与种类 1.3 图像压缩预处理技术 1.4 量化及其质量 1.5 数据压缩算法综合评价指标
1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性
数据压缩的必要性——数据量大
多媒体信息数据巨大是多媒体计算机系统所面 临的最大难题之一。在各种媒体信息中,视频信息数 据量最大,其次是音频信号，因此，为了处理和传输 多媒体信息不仅需要很大的存储容量,而且要有很高 的传输速度.
标量量化的量化特性采用阶梯形函数的 形式。图2.2给出了几种均匀量化器的量化特 性
y
yi+1
yi
xi xi+1
x
y x
y x
（a）中平型
（b）中升型
死区 （c）具有死区的中平型
图2.2 均匀量化特性
图中量化器的特性都是对称的，且
yi1 yi xi1 xi
（i 1,2,, N 1) （i 1,2,, N 1)
6 知识冗余
由图像记录方式与人对图像的知识之 间的差异所产生的冗余称为知识冗余。 例如 人脸的图像就有固定的结构，鼻子位于脸的
中线上，上方是眼睛，下方是嘴等
又如 建筑物的门和窗的形状、位置、大小比例 等,这些规律的结构可由先验知识和背景知识得到。
数据冗余的类别
1 空间冗余
这是图像数据中经常存在的 一种冗余。在同一幅图像中， 规则物体和规则背景的表面 物理特性具有相关性，这些 相关的光成像结构在数字化 图像中就表现为数据冗余。
多媒体技术与应用
多媒体数据压缩基本原理 1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性 1.2 数据冗余的基本概念与种类 1.3 图像压缩预处理技术 1.4 量化及其质量 1.5 数据压缩算法综合评价指标
1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性
数据压缩的必要性——数据量大
多媒体信息数据巨大是多媒体计算机系统所面 临的最大难题之一。在各种媒体信息中,视频信息数 据量最大,其次是音频信号，因此，为了处理和传输 多媒体信息不仅需要很大的存储容量,而且要有很高 的传输速度.
标量量化的量化特性采用阶梯形函数的 形式。图2.2给出了几种均匀量化器的量化特 性
y
yi+1
yi
xi xi+1
x
y x
y x
（a）中平型
（b）中升型
死区 （c）具有死区的中平型
图2.2 均匀量化特性
图中量化器的特性都是对称的，且
yi1 yi xi1 xi
（i 1,2,, N 1) （i 1,2,, N 1)
6 知识冗余
由图像记录方式与人对图像的知识之 间的差异所产生的冗余称为知识冗余。 例如 人脸的图像就有固定的结构，鼻子位于脸的
中线上，上方是眼睛，下方是嘴等
又如 建筑物的门和窗的形状、位置、大小比例 等,这些规律的结构可由先验知识和背景知识得到。
多媒体技术之数据无损压缩PPT课件
多媒体技术பைடு நூலகம்础(第3版)
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。
中职教育-《多媒体技术及应用教程》第三版课件：第3章 多媒体关键技术(电子工业出版社).ppt
• ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVD概述
DVD盘光道之间的间距由原来的1.6m m缩小到0.74m m， 而记录信息的最小凹凸坑长度由原来的0.83m m缩小到 0.4m m
3.1.5 DVD简介
• DVD概述
加大盘的数据记录区域也是提高记录容量的有效途径。 DVD盘的记录区域从CD盘的86 cm2提高到86.6 cm
提高DVD存储容量的另一个重要措施是使用盘片的两个 面来记录数据，以及在一个面上制作好几个记录层。当 然，这无疑会大大增加DVD盘的容量。
3.2.4 动态图像MPEG压缩编码技术
• 运动补偿预测 • 运动补偿插值
3.3 多媒体网络技术
3.3.1系统组成及特点 3.3.2音频和视频信息处理的网络需求 3.3.3多媒体通信网 3.3.4Internet 与TCP/IP
3.3.1 系统组成及特点
• 多媒体通信的体系结构 (5个方面) • 多媒体通信具有以下3个特点。
3.3.3 多媒体通信网
• 基于局域网的多媒体通信网
➢ 双绞线 ➢ 同轴电缆 ➢ 光缆 ➢ 无线通信 ➢ 卫星通信 ➢ 传输介质的选择
3.3.3 多媒体通信网
• 基于宽带网的多媒体通信网
➢ ISDN ➢ ADSL ➢ Cable Modem ➢ STB机顶盒
3.3.4 Internet 与TCP/IP
3.2.2 数据压缩压缩算法
• 无损压缩编码
➢霍夫曼编码 ➢算术编码 ➢行程编码 ➢Lempel zev编码
3.2.2 数据压缩压缩算法
• 霍夫曼编码的实际编码过程按照如下步骤进行： • ①将信源符号概率按递减顺序排列。 • ②将两个最小出现概率进行合并相加，得到的结果作
为新符号的出现概率。 • ③重复这二个步骤，直到概率达到1.0为止。 • ④在每对组合中的上部指定为1（或0），下部指定为0
DVD盘光道之间的间距由原来的1.6m m缩小到0.74m m， 而记录信息的最小凹凸坑长度由原来的0.83m m缩小到 0.4m m
3.1.5 DVD简介
• DVD概述
加大盘的数据记录区域也是提高记录容量的有效途径。 DVD盘的记录区域从CD盘的86 cm2提高到86.6 cm
提高DVD存储容量的另一个重要措施是使用盘片的两个 面来记录数据，以及在一个面上制作好几个记录层。当 然，这无疑会大大增加DVD盘的容量。
3.2.4 动态图像MPEG压缩编码技术
• 运动补偿预测 • 运动补偿插值
3.3 多媒体网络技术
3.3.1系统组成及特点 3.3.2音频和视频信息处理的网络需求 3.3.3多媒体通信网 3.3.4Internet 与TCP/IP
3.3.1 系统组成及特点
• 多媒体通信的体系结构 (5个方面) • 多媒体通信具有以下3个特点。
3.3.3 多媒体通信网
• 基于局域网的多媒体通信网
➢ 双绞线 ➢ 同轴电缆 ➢ 光缆 ➢ 无线通信 ➢ 卫星通信 ➢ 传输介质的选择
3.3.3 多媒体通信网
• 基于宽带网的多媒体通信网
➢ ISDN ➢ ADSL ➢ Cable Modem ➢ STB机顶盒
3.3.4 Internet 与TCP/IP
3.2.2 数据压缩压缩算法
• 无损压缩编码
➢霍夫曼编码 ➢算术编码 ➢行程编码 ➢Lempel zev编码
3.2.2 数据压缩压缩算法
• 霍夫曼编码的实际编码过程按照如下步骤进行： • ①将信源符号概率按递减顺序排列。 • ②将两个最小出现概率进行合并相加，得到的结果作
为新符号的出现概率。 • ③重复这二个步骤，直到概率达到1.0为止。 • ④在每对组合中的上部指定为1（或0），下部指定为0
多媒体数据压缩
式中，E为信息熵，N为数据的种类(或称码元)个数， Pi为第i个码元出现的概率。 一组数据的数据量显然等于各记录码元的二进制位数 (即编码长度)与该码元出现的概率乘积之和，即
N 1
D pibi i0
式中，D为数据量，为第i个码元的二进制位数。
一般取 b0 b1 bN1(如ASCII编码把所有码元都编码为7
16
下列哪一种说法是正确的： A. 信息量等于数据量与冗余量之和 B. 信息量等于信息熵与数据量之差 C. 信息量等于数据量与冗余量之差 D. 信息量等于信息熵与冗余量之和
17
6.1.3 数据压缩技术的发展过程
20世纪40年代，人们开始系统地研究数据压缩技术；主要表现在 数据压缩算法方面：
首先是Claude Shannon与R.M.Fano的Shannon-Fano编码方法； 1952年，D.A.Huffman提出了Huffman编码方法； 1968年，P.Elias 发展了Shannon-Fano编码，构造出更为完美的 Shannon-Fano-Elias 编码。 1976年，J.Rissanen 提出了一种可以成功地逼近信息熵极限的编码 方法——算术编码。 1982年，Rissanen 和ngdon 一起改进了算术编码。 1977年，Jacob Ziv和Abraham Lempel提出了LZ77编码算法，78年 又作了改进，被称为LZ78编码算法。 1984年，Terry Welch提出了LZ78算法的变种算法——LZW。 LZ77、LZ78、LZW三种压缩技术就是目前无损压缩领域中最为流 行的、被称为“字典式编码”的压缩技术。
M=D-∆d 其中M表示实际媒体信息，D表示数字化后的采 样数据，∆d表示数据冗余量。
数据压缩就是从采样数据中去除冗余，即保留原始信息 中变化的、特征性信息，去除重复的、确定的或可推知的 信息，在实现更接近实际媒体信息描述的前提下，尽可能 的减少描述用的信息量。
N 1
D pibi i0
式中，D为数据量，为第i个码元的二进制位数。
一般取 b0 b1 bN1(如ASCII编码把所有码元都编码为7
16
下列哪一种说法是正确的： A. 信息量等于数据量与冗余量之和 B. 信息量等于信息熵与数据量之差 C. 信息量等于数据量与冗余量之差 D. 信息量等于信息熵与冗余量之和
17
6.1.3 数据压缩技术的发展过程
20世纪40年代，人们开始系统地研究数据压缩技术；主要表现在 数据压缩算法方面：
首先是Claude Shannon与R.M.Fano的Shannon-Fano编码方法； 1952年，D.A.Huffman提出了Huffman编码方法； 1968年，P.Elias 发展了Shannon-Fano编码，构造出更为完美的 Shannon-Fano-Elias 编码。 1976年，J.Rissanen 提出了一种可以成功地逼近信息熵极限的编码 方法——算术编码。 1982年，Rissanen 和ngdon 一起改进了算术编码。 1977年，Jacob Ziv和Abraham Lempel提出了LZ77编码算法，78年 又作了改进，被称为LZ78编码算法。 1984年，Terry Welch提出了LZ78算法的变种算法——LZW。 LZ77、LZ78、LZW三种压缩技术就是目前无损压缩领域中最为流 行的、被称为“字典式编码”的压缩技术。
M=D-∆d 其中M表示实际媒体信息，D表示数字化后的采 样数据，∆d表示数据冗余量。
数据压缩就是从采样数据中去除冗余，即保留原始信息 中变化的、特征性信息，去除重复的、确定的或可推知的 信息，在实现更接近实际媒体信息描述的前提下，尽可能 的减少描述用的信息量。
三多媒体信息的压缩PPT优秀资料
频分辨率和视频显示分辨率（显示的像素点数）。 颜色数：指视频中最多能使用的颜色数。颜色位数越多，色彩越逼真，
数据量也越大。 压缩比：压缩比较小时对图像质量不会有太大影响，而超过一定倍数后，
将会明显看出图像质量下降，而且压缩比越大在回放时花费在解压的时 间越长。 关键帧：视频数据具有很强的帧间相关性，动态视频压缩正是利用帧间 相关性的特点，通过前后两个关键帧动态合成中间的视频帧。因此对于 含有频繁运动的视频图像序列，关键帧数少就会出现图像不稳定的现象。
JPEG主要不同的地方。而JPEG X2
0.
创作环境：用于创作的整套硬件、固化软件（永久性内建在硬件里的软件）和软件。
MPEG采用了帧间数据压缩、运动补偿和双向预测，这是和JPEG主要不同的地方。
分析合成方法，如LPC
和 MPEG 相 同 的 地 方 均 采 用 了 （2）模拟音频信号幅度太大，超过了量化器范围。
音频冗余主要表现为时域冗余度、频域冗 余度。
音频信号的编码方式大致分为三大类： 1).波形编码，如PCM、APC、SDC、ATC 2).分析合成方法，如LPC 3).混合编码方法
6.了解音频信号压缩编码标准，影响音频 信号质量的因素
7.视频信号压缩编码的标准（JPEG、 MPEG）
1).多媒体系统中图像压缩方法主要利用消除图像在空间上和时间上很强的相 关性带来的数据冗余度来满足应用要求。分为有损压缩和无损压缩两种类型。
另外，MPEG中视频信号包含有静止画面（帧内图）和运动 信息（帧间预测图）等不同的内容，量化器的设计比JPEG 压缩算法中量化器的设计考虑的因素要多。
难点分析2：
关于压缩比 衡量一个压缩算法好坏的标准，除了解压后的数据有无失真
或失真程度之外，是看压缩比的大小。压缩比常用的定义有 两种： 采样压缩比 采样压缩比=压缩前输入的总采样数/压缩后输出的总采样数 由于计算机中信号都是数字信号，通常要增加一些信息，以 便顺利解压。因此，下面的比特压缩比更实用。 比特压缩比 比特压缩比=压缩前输入的总比特数/压缩后输出的总比特数 不管具体采用哪种定义来计算压缩比，显然这两种定义都能 反映压缩前数据同压缩后数据之比。
数据量也越大。 压缩比：压缩比较小时对图像质量不会有太大影响，而超过一定倍数后，
将会明显看出图像质量下降，而且压缩比越大在回放时花费在解压的时 间越长。 关键帧：视频数据具有很强的帧间相关性，动态视频压缩正是利用帧间 相关性的特点，通过前后两个关键帧动态合成中间的视频帧。因此对于 含有频繁运动的视频图像序列，关键帧数少就会出现图像不稳定的现象。
JPEG主要不同的地方。而JPEG X2
0.
创作环境：用于创作的整套硬件、固化软件（永久性内建在硬件里的软件）和软件。
MPEG采用了帧间数据压缩、运动补偿和双向预测，这是和JPEG主要不同的地方。
分析合成方法，如LPC
和 MPEG 相 同 的 地 方 均 采 用 了 （2）模拟音频信号幅度太大，超过了量化器范围。
音频冗余主要表现为时域冗余度、频域冗 余度。
音频信号的编码方式大致分为三大类： 1).波形编码，如PCM、APC、SDC、ATC 2).分析合成方法，如LPC 3).混合编码方法
6.了解音频信号压缩编码标准，影响音频 信号质量的因素
7.视频信号压缩编码的标准（JPEG、 MPEG）
1).多媒体系统中图像压缩方法主要利用消除图像在空间上和时间上很强的相 关性带来的数据冗余度来满足应用要求。分为有损压缩和无损压缩两种类型。
另外，MPEG中视频信号包含有静止画面（帧内图）和运动 信息（帧间预测图）等不同的内容，量化器的设计比JPEG 压缩算法中量化器的设计考虑的因素要多。
难点分析2：
关于压缩比 衡量一个压缩算法好坏的标准，除了解压后的数据有无失真
或失真程度之外，是看压缩比的大小。压缩比常用的定义有 两种： 采样压缩比 采样压缩比=压缩前输入的总采样数/压缩后输出的总采样数 由于计算机中信号都是数字信号，通常要增加一些信息，以 便顺利解压。因此，下面的比特压缩比更实用。 比特压缩比 比特压缩比=压缩前输入的总比特数/压缩后输出的总比特数 不管具体采用哪种定义来计算压缩比，显然这两种定义都能 反映压缩前数据同压缩后数据之比。
多媒体技术ppt好资源-第03讲多媒体数据压缩基础
符号 A B
CD
E
出现的次数 15 7
7
6
5
H(S) = (15/40)* (40/15) + (7/40)* (40/7) + + (5/40) * (40/5) =2.196
这就是说每个符号用2.196位表示，40个象素需用87.84位
Shannon-Fano编码例１
符号
A
B C D E
出现的次
– e=01100101 – 空=00100000
压缩比为：72/192=
等长与不等长编码
• 不等长编码方法
– 字符 次数 概率 码字 字长
– E 8 1/3 0 1
– D 4 1/6 100 3
– C 4 1/6 101 3
– 空 4 1/6 110 3
–a
2 1/12 1110 4
– B 2 1/12 1111 4
● 数据压缩的可能性 P16
[1] 空间冗余—— 规则物体的物理相关性 [2] 时间冗余—— 视频与动画画面间的相关性 [3] 统计冗余—— 具有空间冗余和时间冗余 [4] 结构冗余—— 规则纹理、相互重叠的结构表面 [5] 信息熵冗余—— 编码冗余，数据与携带的信息 [6] 视觉冗余—— 视觉、听觉敏感度和非线性感觉 [7] 知识冗余—— 凭借经验识别
●压缩和解压缩速度
● 在许多应用中，压缩和解压可能不同时用，在不同的位置不 同的系统中。所以，压缩、解压速度分别估计。静态图象中， 压缩速度没有解压速度严格；动态图象中，压缩、解压速度都 有要求，因为需实时地从摄像机或VCR中抓取动态视频。
教学进程
3.2数据压缩编码简介
（3） 数据压缩编码分类
• 无损压缩
相关主题
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10
多媒体数据的编码
首先需要表示媒体信息 在最大程度上压缩比特流 适合于在网络上传输
信源
编码
传送
译码
信息
11
什么是压缩？
两种表现形式
在等同的空间中容乃更多的信息 在等同的时间内表现更多的信息
比特流的压缩
用相同长度的比特流表示更多的信息 用尽量短的比特流表达尽量多的信息
_ 00000
, 11011
A 00001
. 11100
B 00002
? 11101
: 11110
Z 11010
; 11111编码与组合
第3章 布莱叶盲文与二元编码
第4章 手电筒剖析
第5章 绕过拐弯的通信
第6章 电报机与继电器
第7章 十进制记数法
第二部分 多媒体的存储
第四章 多媒体数据的数字存储
第三部分 多媒体信息的分析与处理
第五章 多媒体信息分析与处理
第四部分 多媒体网络应用
第六章 实时多媒体通信
3
第三章 多媒体数据压缩
§3.1 无损数据压缩
§3.1.1 编码与压缩基本概念 §3.1.2 压缩算法的评价原则 §3.1.3 霍夫曼编码 §3.1.4 算术编码 §3.1.5 词典编码 §3.1.6 RLE编码
不用很多努力，就可以猜出完整的句子：
我们大家都不喜欢上多媒体课。
美国科学家香农指出，能猜出来的字符不运 载信息，而不能猜出来的字符运载信息。
可以压缩的部分
14
编码和压缩的关系
压缩是一种特殊的编码 压缩 = 模型 + 编码 数字压缩技术建立在数字编码基础之上
15
多媒体压缩算法的分类
无损压缩、有损压缩 音频压缩、图像压缩、视频压缩 普通压缩算法、高速压缩算法 软件压缩、硬件压缩 通用压缩、专用压缩
8
二维条码示例
二维条码已研制出多种码制，常见的有PDF417， QR Code，Code 49，Code 16K，Code One等。
Source:
9
RFID
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含RFID标签的图书
含RFID标签的运输工人身份识别卡
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RFID才仓储物流中的应用
第8章 其他进位制记数法
第9章 二进制数
第10章 逻辑与开关
第11章 逻辑门电路
第12章 二进制加法机
第13章 如何实现减法
第14章 反馈与触发器
第15章 字节与十六进制
第16章 存储器组织
第17章 自动操作
第18章 从算盘到芯片
第19章 两种典型的微处理器
第20章 ASCII 码和字符映射
17
有损压缩
有损压缩是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，但不会让 人对原始资料表达的信息造成误解。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。
§3.2 音频数据的压缩标准 §3.3 图像数据的压缩标准 §3.4 视频数据的压缩标准
4
什么是编码？
编码就是对应。例如：把字符转换为比特 串。
对数字信息的编码表现为从一个比特流转 换为另一个比特流。
这种对应（或形式上的转换）具有不同的 用途：压缩、加密、提高传输过程中的抗 干扰能力、作为唯一的标识等等。
5{----} 6{－----} 7{－－---} 8{－－－--} 9{－－－－-} 0{－－－－－}
Samuel Morse photo by student Mathew Brady, 1845
7
生活中的编码
身份证、电话区号和邮政编码 汉字的编码：GB2312、BIG5 网卡号、手机设备号、IP地址 文件的后缀名称 商品的一维条码 用于存储信息的二维条码 RFID Windows操作系统里的“全球识别编码”
多媒体技术
第三章 多媒体数据压缩 §3.1 无损数据压缩
上章内容回顾
音频、图像、视频的数字化问题
原理：采样频率、样本精度 技术：接口（模拟、数字）
滤波器设计的问题
声带、人眼、人耳、功放、音箱
矢量化思想应用的讨论
MIDI音乐、伪彩色图像
2
授课内容
第一部分 多媒体的计算
第一章 多媒体计算机系统 第二章 媒体处理技术 第三章 多媒体数据压缩
第21章 总线连接
第22章 操作系统
第23章 定点数和浮点数
第24章 高级语言和低级语言
第25章 图形化革命
6
Samuel Morse, telegraph key circa 1860
Morse Code
A{-－}滴答 B{－---}答滴滴滴 C{－-－-}答滴答滴 D{－--}答滴滴 E{-}滴 F{--－-}滴滴答滴 G{－－-}答答滴 H{----}滴滴滴滴 I{--}滴 J{-－－－}滴答答答 K{－-－}答滴答 L{-－--}滴答滴滴 M{－－}答答 N{－-}答滴 O{－－－}答答答 P{-－－-}滴答答滴 Q{－－-－}答答滴答 R{-－-}滴答滴 S{---}滴滴滴 T{－}答 U{--－}滴滴答 V{---－}滴滴滴答 W{-－－}滴答答 X{－--－}答滴滴答 Y{－-－－}答滴答答 Z{－－--}答答滴滴 1{-－－－－} 2{--－－－} 3{---－－} 4{----－}
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无损压缩
无损压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或者 叫做还原，解压缩)，重构后的数据与原来的数 据完全相同；无损压缩用于要求重构的信号与 原始信号完全一致的场合。一个很常见的例子 是磁盘文件的压缩。根据目前的技术水平，无 损压缩算法一般可以把普通文件的数据压缩到 原来的1/2～1/4。一些常用的无损压缩算法有霍 夫曼(Huffman)算法和LZW(Lenpel-Ziv & Welch) 压缩算法。
压缩的目的
相同的代价处理更多的信息 处理等量信息的代价减小 提高媒体信息处理的效率 提高媒体信息处理的能力
12
压缩的起源
成语：字字珠玑 歇后语：高俅当太尉——一步登天 漫画 网络聊天术语：ppmm、btw、7456、88 5766车友会 5i766旅游网
13
怎样进行压缩？
我们大__都不喜__上__媒体课。