图像压缩 ppt课件

压
编码为：iCiP iCiP iCiP
缩
编码前：aaaaaaabbbbbbcccccccc
编码后：7a6b8c
第
四 章
图像压缩
图
像
压 缩
• RLE 编码——Run Length Encoding
第
– 分析：
二
• 对于有大面积色块的图像，压缩效果很好
节
• 对于纷杂的图像，压缩效果不好，最坏情
无
况下，会加倍图像
节
码。或进行图像变换。
图 像 压
– 量化器
：减少视觉心理冗余，仅用于有 损压缩。
缩
– 符号编码器：减少编码冗余，如使用哈夫曼
基 本
编码
概
念
第
四 章
图像压缩
图
像
压
缩
4.2.1 基于字典的压缩
第
二
4.2.2 统计编码
节
4.2.3 无损预测编码
无
损
压
缩
第
四 章
图像压缩
图
像
压 缩
• 基于字典的压缩
第
– RLE编码——行程编码
图像压缩
图
像 压
• RLE 编码——Run Length Encoding
缩 （2） PCX_RLE编码原则：
第
6) 重复像素长度iC最大值为26-1 = 63，如果遇到iC
二 节
大于63的情况，则分为小于63的几段，分别处理。 7) 如果遇到不重复的单个像素P：
无 损
如果P < 0xC0（192） 直接存入该像素值，
像
动介质
压
缩
基 本
源数据 编码
通道 编码
通道
通道 解码
源数据 解码
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 源数据编码与解码的模型
第
一
节
– 源数据编码的模型
图 像 压
映射器
量化器
符号 编码器
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
缩
– 源数据解码的模型
基
本
符号
反向
概
解码器 映射器
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 源数据编码与解码的模型
第 一
– 映射器 ：减少像素冗余，如使用RLE编
像
压
缩 两个图像之间的总误差：
第
一
M-1 N-1
节
[ f(x,y) - f(x,y)]
图
x=0 y=0
像 压
均方根误差（rms）
缩
M-1 N-1
基
erms = [1/MN [ f(x,y) - f(x,y)]2]1/2
本
x=0 y=0
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 主观保真度标准
第 一
如果信息丢失的级别,可以表示为原始或输入图
一
像与压缩后又解压缩输出的图像的函数，这个函数
节
就被称为客观保真度标准。一般表示为：
图
像 压
e(x,y) = f(x,y) - f(x,y)
缩
基 本 概
f(x,y)是输入图像， f(x,y) 是压缩后解压缩的图像， e(x,y)是误差函数
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压 缩
• 视觉心理冗余：
第
一些信息在一般视觉处理中比其它信息的相对
一
重要程度要小，这种信息就被称为视觉心理冗余。
节
图
像
压
缩
基
本
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩
第
一 • 保真度标准——评价压缩算法的标准
节 图
– 客观保真度标准
像
– 主观保真度标准
压
缩
基
本
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 客观保真度标准
第
二 节
• PCX
无
– LZW编码
损
• GIF
压
缩
第
四 章
图像压缩
图
像 • RLE 编码——Run Length Encoding
压 缩
– 概念：
第 二
• 行程：具有相同灰度值的像素序列。
– 编码思想：
节
• 去除像素冗余。
无 损
• 用行程的灰度和行程的长度代替行程本身。 例：设重复次数为 iC, 重复像素值为 iP
数字图像处理
图像压缩
第
四
章
4.1 图像压缩的基本概念
图 像
4.2 无损压缩
压 缩
4.3 有损压缩
4.4 压缩标准
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩
第 一
4.1.1 数据冗余
节 图
4.1.2 保真度标准
像 压
4.1.3 图像压缩模型
缩
基
本
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 图像压缩的基本概念
第
设：n1和n2是在两个表达相同信息的数据集中，所携
压
否则先存入长度1，再存入像素值
缩
（192-255之间的单像素图像不减反增）
第
四 章
图像压缩
图 像
• RLE 编码——Run Length Encoding
压 – （3）PCX_RLE的解码（以解一行为例）
缩
1) 读一个字节到 byChar
第
2) if ((byChar & 0xC0) == 0xC0) {
通过视觉比较两个图像，给出一个定性
节
的评价，如很粗、粗、稍粗、相同、稍好、
图
较好、很好，这种评价被称为主观保真度
像 压
标准。
缩
基
本
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 源数据编码：完成原数据的压缩。
第 • 通 道 编 码：为了抗干扰，增加一些容错、校验
一 节 图 •通
位，实际上是增加冗余。 道：如Internet、广播、通讯、可移
一
带的单位信息量。
节
– 压缩率（压缩比）：
图 像
CR = n1 / n2
压
其中，n1是压缩前的数据量，n2是压缩后的数据量
缩
– 相对数据冗余：
基
本
RD = 1 – 1/CR
概
例：CR=20; RD = 19/20
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩
第 一
• 三种数据冗余：
节
– 编码冗余
图 像
– 像素冗余
压
– 视觉心理冗余
压 缩
（2） PCX_RLE编码原则：
第
1) 图像数据以字节为单位进行编码
二
2) 按行进行压缩
节
3) 长度在前，灰度值在后
无
4) 单像素没有长度值
损 压
5) 以 最 高 两 位 作 为 判 断 是 重 复 数 还 是 原 像 素 。
缩
最高两位为1（B0除外），说明是重复数，否则，
说明是原像素值
第
四 章
第
由于任何给定的像素值，原理上都可以
一
通过它的邻居预测到，单个像素携带的信息
节 图 像
相对是小的。 对于一个图像，很多单个像素对视觉的
压
贡献是冗余的。这是建立在对邻居值预测的
缩
基础上。
基 本
例：原图像数据：234 223 231 238 235
概
压缩后数据：234 11 8 7 -3
念
第
四
章
图
图像压缩
损
压
缩
第
四 章
图像压缩
图
像 • RLE 编码——Run Length Encoding
压 缩 第 二
– 例子：PCX_RLE
（1）PCX简介： 真彩色图像以行为
128字节的文件头
节
单位，按色面存放
无
图像数据
损
压
缩
调色板
第
四 章
图像压缩
图
像 • RLE 编码——Run Length Encoding
缩
基
本
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 编码冗余：
第
如果一个图像的灰度级编码，使用了
一
多于实际需要的编码符号，就称该图像包含
节 图
了编码冗余。
像
压 缩 基 本
例：如果用8位表示该图像的像素，我们 就说该图像存在着编码冗余，因为该图像 的像素只有两个灰度，用一位即可表示。
概
念
第
四
章
图
图像压缩
像
压
缩 • 像素冗余：