数据压缩技术和常见压缩标准
多媒体数据常用压缩标准
MPEG（Motion Picture Experts Group ）标准是ISO/IEC委员会针对全活动视频 的压缩标准系列，包含MPEG-1、MPEG-2 、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21等。
MPEG-1:适用于传输速率为1.5Mbps的数字电视标
准,91年提出草案,93年8月公布
JPEG确定的图像压缩标准的目标是：
编码器应该可由用户设置参数，以便用 户在压缩比和图像质量之间权衡折衷
标准可适用任意类连续色调的数字静止 图像，不限制图像的景像内容
计算复杂度适中，只需一定能力的CPU 就可实现，而不要求很高档的计算机，复 杂的软件本身要易于操作
定义了两种基本压缩编码算法和4种编码 模式
MPEG-2:适用于传输速率为10Mbps 的数字电视标
准,93年提出草案,94年11月公布
MPEG-3:适用于传输速率为40Mbps 的数 字电视标
准,已被MPEG-2取代
MPEG-4:1999年12月公布的多媒体应用标准
MPEG-7:多媒体内容描述接口标准,98年提出,2001
年完成并公布
MPEG-21:正式名称是Multimedia Ｆramework(多媒体
终形成清晰的图像。
下面是顺序模式和渐进模式的示意图
顺序模式 渐进模式
无失真编码模式 采用一维或二维的空间域
DPCM和熵编码。由于输入图像已经是数字化 的，经过空间域的DPCM之后，预测误差值也 是一个离散量，因此可以不再量化而实现无失 真编码。
分层编码模式 这是对一幅原始图像的空间
分辨率，分成多个分辨率进行“锥形”的编码方 法，水平(垂直)方向分辨率的下降 以2的倍数因子改变,先对分辨率最 低的一层图像进行编码，然后将经 过内插的该层图像作为下一层图像 的预测值，再对预测误差进行编码，
C语言中的数据压缩与解压缩
C语言中的数据压缩与解压缩在计算机科学中，数据压缩是一种常见的技术，用于将大型数据文件或数据流以更小的尺寸存储或传输。
在C语言中，我们可以使用各种算法和技术来实现数据的压缩和解压缩。
本文将详细介绍C语言中常用的数据压缩与解压缩方法。
一、哈夫曼编码1.1 简介哈夫曼编码是一种无损压缩算法，由数学家David A. Huffman于1952年提出。
它根据数据中字符出现的频率来构建一个具有最小编码长度的前缀码。
在C语言中，我们可以使用哈夫曼编码来进行数据的压缩和解压缩。
1.2 压缩过程哈夫曼编码的压缩过程分为以下几个步骤：a) 统计数据中各字符的频率，构建字符频率表。
b) 根据字符频率表构建哈夫曼树。
c) 根据哈夫曼树构建字符编码表。
d) 遍历数据，使用字符编码表将字符转换为对应的编码，并将编码存储。
1.3 解压缩过程哈夫曼编码的解压缩过程分为以下几个步骤：a) 使用压缩时生成的字符编码表，将压缩后的编码转换为对应的字符。
b) 将解压后的字符恢复为原始数据。
二、LZ77压缩算法2.1 简介LZ77是一种常用的数据压缩算法，由Abraham Lempel和Jacob Ziv 于1977年提出。
它利用了数据中的重复出现模式，通过记录重复出现的字符串的位置和长度来实现数据的压缩。
2.2 压缩过程LZ77压缩算法的压缩过程分为以下几个步骤：a) 初始化一个滑动窗口，窗口大小为固定长度。
b) 在滑动窗口内查找与当前字符匹配的最长字符串，并记录字符串的位置和长度。
c) 将匹配的字符串以位置和长度的形式存储，并将窗口向右滑动到匹配字符串的末尾。
d) 重复步骤b和c，直到遍历完所有数据。
2.3 解压缩过程LZ77压缩算法的解压缩过程分为以下几个步骤：a) 根据压缩时存储的位置和长度信息，从滑动窗口中找到对应的字符串。
b) 将找到的字符串输出，并将窗口向右滑动到输出字符串的末尾。
c) 重复步骤a和b，直到解压缩完成。
三、LZ78压缩算法3.1 简介LZ78是一种常用的数据压缩算法，由Abraham Lempel和Jacob Ziv 于1978年提出。
第三章 数据压缩的基本技术
3.2.2信源的相关性与序列熵的关系 平稳序列：序列中的各符号有相同的概率分布； 无记忆序列：序列中的各符号间为统计独立； 联合熵：又称序列熵，随机序列中包含两个符号X、Y， X、Y取自各自的离散信源，则新序列的平均信息量为
独立熵：离散信源X、Y如果统计独立，则H（X）、 H（Y）称为独立熵。 此时有：
逆DCT变换来重构原图像，不会引起明显误差，从而实 现数据压缩。
二维DCT变换
原图像 将基系数绝对值<10的分量置零 （DCT截断量化） 二维逆DCT变换 重构图像
图像清晰 （截断量化误差较小）
（数据压缩程度较小）
对DCT数据的截断量化示意图1
二维DCT变换
原图像 将基系数绝对值<100的分量置零 （DCT截断量化） 二维逆DCT变换 重构图像
•均匀量化（量化步长均匀）；
•最小均方误差量化（非均匀量化，可使均方误差量化最
小）；
•最小熵量化（使输出熵为最小值）； •自适应量化（自动动态选择切换到步长不同的某一组均 匀量化器）；
模数转换
模数转换，又称ADC（Analog-to-Digital Converter）， 是将连续变化的、平滑的模拟量转化成采用二进制（0，1） 编码的数字量的过程。
i m i a 2 i n 1
其中 ai－取值只有两个数码：0和1 2i－为二进制的权，基数为2 n 为整数位的个数、m 为小数位的个数 如（11011.101)2=1×24 +1×23 +0×22 +1×21 +1×20
+1×2－1+0×2-2 +1×2－3 =（27.625)10
i m i a 10 i n 1
其中: ai－称为数制的系数，表示第i位的数码，十进制 数码为0 ~ 9 十个数; 10 i－表示第i位的权值，10为基数，即采用数码的 个数; n 为整数位的个数、m 为小数位的个数;
多媒体数据压缩技术
03
音频压缩技术
音频压缩原理
音频压缩算法
利用音频信号的冗余和人类感 知系统的特性，对音频信号进 行压缩，以降低存储空间和传
输带宽的需求。
压缩比
衡量音频压缩算法效率的重要指标 ，通常以压缩前后缩过程中会损失部分音频信 息，导致音质受损，通常以主观听 音测试进行评价。
02
图像压缩技术
图像压缩原理
图像压缩的基本原理是去除图像中的冗余信息，以减 少数据的存储空间和传输带宽。这种冗余可以是统计 冗余、空间冗余、时间冗余和编码冗余。
统计冗余是指图像中像素之间存在的统计相关性，可 以通过预测和编码来去除。空间冗余是指图像中相邻 像素之间存在的相关性，可以通过变换和预测来去除 。时间冗余是指视频序列中相邻帧之间存在的相关性 ，可以通过帧间预测和运动补偿来去除。编码冗余是 指图像中存在的人眼无法感知的信息，可以通过量化 编码来去除。
静态图像压缩标准
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种静态图 像压缩标准，它采用离散余弦变换（DCT）和量化技术来压 缩图像数据。JPEG压缩比高，但有损压缩会导致图像质量的 损失。
JPEG 2000（Joint Photographic Experts Group 2000）是 另一种静态图像压缩标准，它采用小波变换和嵌入式编码技 术来实现渐进式传输和无损压缩。JPEG 2000压缩比更高， 且能够实现更高的图像质量。
网络数据压缩技术的网络协议与通信标准(八)
在当今信息时代，网络数据的传输已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
随着互联网的发展，网络数据的传输量也在不断增加，这就需要将数据进行压缩以便更高效地传输。
网络数据压缩技术作为一种重要的网络通信技术，对于提高网络数据传输的效率和节约网络带宽起着至关重要的作用。
本文将讨论网络数据压缩技术的网络协议与通信标准。
一、压缩算法网络数据压缩技术的核心是压缩算法，通过对数据进行编码和压缩，可以减少数据的传输量，提高数据传输的效率。
常见的压缩算法包括无损压缩和有损压缩两种类型。
无损压缩算法通过消除冗余数据来压缩数据，而不会损失原始数据的内容。
常见的无损压缩算法包括LZW、DEFLATE、Huffman等。
这些算法在网络数据传输中被广泛应用，可以有效地减少数据的传输量，提高数据传输的效率。
有损压缩算法则通过丢弃部分数据来实现压缩，这样虽然能够进一步减小数据的传输量，但也可能会导致数据的质量下降。
常见的有损压缩算法包括JPEG、MP3等，这些算法适用于对数据质量要求不是很高的场景，例如音频和视频数据的传输。
二、网络协议在网络数据传输过程中，网络协议起着极为重要的作用。
网络协议定义了数据在网络中的传输规则和格式，能够保证数据的顺利传输。
在网络数据压缩技术中，常见的网络协议包括TCP/IP协议、HTTP协议、FTP协议等。
TCP/IP协议是互联网上使用最广泛的协议之一，它定义了数据在网络中的传输规则和格式，通过TCP协议可以实现可靠的数据传输，而通过IP协议可以实现数据的路由和寻址。
在网络数据压缩技术中，TCP/IP协议能够保证数据的顺利传输，为压缩数据的传输提供了基础支持。
HTTP协议是用于传输超文本的协议，它定义了浏览器和Web服务器之间的数据传输规则和格式。
在网络数据压缩技术中，通过对HTTP协议进行优化和压缩，可以减少Web页面的加载时间，提高用户体验。
FTP协议是用于在网络上进行文件传输的协议，它定义了文件在网络中的传输规则和格式。
存储压缩技术
存储压缩技术
存储压缩技术是信息技术中重要的一环。
存储过程中，数据量较大往往导致存储空间不足，降低存储效率，而压缩技术则能够解决这一问题。
本文将介绍几种常见的存储压缩技术。
1. 预处理压缩技术
预处理压缩技术是将数据在存储前进行压缩。
这种技术能够有效地减少存储空间，但是在读取时需要进行解压缩，会导致读取时间变长。
常见的预处理压缩技术有哈夫曼编码、算术编码等。
2. 在线压缩技术
在线压缩技术是将数据在读取时进行压缩。
这种技术能够有效地减少传输时间和存储空间，但是需要较高的压缩速度和解压速度。
常见的在线压缩技术有LZO、LZ4等。
3. 增量压缩技术
增量压缩技术是对数据进行部分压缩。
这种技术能够有效地减少传输时间和存储空间，同时减少解压缩时间。
常见的增量压缩技术有Zlib、gzip等。
4. 分块压缩技术
分块压缩技术是将数据分成多个块进行压缩。
这种技术能够有效地
减少存储空间，同时可以并行地进行解压缩，提高读取速度。
常见的分块压缩技术有bzip2、zip等。
5. 索引压缩技术
索引压缩技术是将数据建立索引后进行压缩。
这种技术能够有效地减少存储空间，同时快速地进行读取。
常见的索引压缩技术有Lucene、Elasticsearch等。
存储压缩技术在信息技术中具有重要的作用。
不同的压缩技术适用于不同的场景，需要根据实际需求选择合适的技术。
数据压缩技术简介
数据压缩技术简介田园（重庆科技学院电气与信息工程学院计科12级4班63号）摘要：现今的信息化时代数据压缩给我们带来了很多的方便，它让庞大的数字信号，音频信号的数据解决了数据量过大难以存储，传输，以及有效快速获取信息的困难。
我们有必要好好了解数据压缩技术。
在这儿主要介绍数据压缩的基本概念，基本原理，常用的数据压缩技术及分类，数据压缩标准以及数据压缩的应用。
关键词：数据压缩，概念，原理，技术，应用。
引言：现今的信息化时代随着科技的发展，越来越多的计算机技术面临着数据量越来越大，给数据的存储、传输以及有效、快速获取信息带来了严重的障碍。
例如：多媒体计算机技术、计算机网络技术以及现代多媒体通信技术等正在向着信息化、高速化、智能化迅速发展的技术。
随着各个领域的应用与发展, 各个系统的数据量越来越大, 给数据的存储、传输以及有效、快速获取信息带来了严重的障碍。
而数据压缩技术正是是解决这一问题的关键技术。
1、数据压缩的概念所谓数据压缩就是用最少的数码来表示信号, 其作用是以：能较快地传输各种信号( 如传真、图像、语音等) , 用现有的通信干线并行开通更多的多媒体业务( 如各种增值业务) , 压缩数据的存储容量( 如CD- ROM、VCD、DVD 等) , 降低发信机功率。
这对移动通信系统尤为重要。
由此看来, 通讯时间、传输带宽、存储空间等, 甚至发射能量, 都可能与数据压缩的效果相关。
2、数据压缩的基本原理数据压缩技术的理论基础是信息论根据信息论的原理, 可以找到最佳数据压缩编码方法。
数据压缩的理论极限是信息嫡, 如果要求在编码过程中不丢失信息量, 则要求保存信息嫡。
这种信息保存编码又叫做嫡保存编码, 或者叫嫡编码。
嫡编码是无失真数据压缩, 用这种编码结果经解码后可无失真地恢复出原图像。
当考虑到人眼对失真不易觉察的生理特征时, 有些图像编码不严格要求摘保存, 可允许部分损失以换取高的数据压缩比, 这种编码是有失真的数据压缩。
数据压缩
谢谢观看
数据压缩能够实现是因为多数现实世界的数据都有统计冗余。例如，字母“e”在英语中比字母“z”更加常 用，字母“q”后面是“z”的可能性非常小。无损压缩算法通常利用了统计冗余，这样就能更加简练地、但仍然 是完整地表示发送方的数据。
如果允许一定程度的保真度损失，那么还可以实现进一步的压缩。例如，人们看图画或者电视画面的时候可 能并不会注意到一些细节并不完善。同样，两个音频录音采样序列可能听起来一样，但实际上并不完全一样。有 损压缩算法在带来微小差别的情况下使用较少的位数表示图像、视频或者音频。
延伸阅读
在网上，我们之所以能够轻松地发送图像和音频数据，方便地分享视频，不仅得益于互联网的带宽变大、速 度变快，也得益于数据压缩技术的进步。可以不夸张地说，我们常用的各种数据都使用了数据压缩。
数据压缩可以粗略分为两种：一种是可以把数据完全恢复到原始状态的无损数据压缩，另一种是无法将数据 完全恢复到原始状态的有损数据压缩。
在有损音频压缩中，心理声学的方法用来去除信号中听不见或者很难听见的成分。人类语音的压缩经常使用 更加专业的技术，因此人们有时也将“语音压缩”或者“语音编码”作为一个独立的研究领域与“音频压缩”区 分开来。不同的音频和语音压缩标准都属于音频编解码范畴。例如语音压缩用于因特网**，而音频压缩被用于CD 翻录并且使用 MP3播放器解码。
无损数据压缩中，最简单的方法就是行程长度压缩。假设某字符串中有相同字符连续排列的部分，就可以将 连续重复的字符换成数字，达到缩短数据的目的。例如aaaabbbcccccc这个字符串，是由4个a、3个b和6个c连续 构成的，所以可以用“4a3b6c”来表示，将原本有13个字符的数据压缩为6个字符。这个方法还可以应用到图像 上，例如，如果图像数据里有12个像素连续为红色、10个像素连续为黄色，就可以用“12红10黄”来表示。但是 在实际数据中，大量字符相同或者颜色连续的情况很少。
几种常用无损数据压缩算法研究
几种常用无损数据压缩算法研究无损数据压缩算法在许多领域都有着广泛的应用，如存储、传输和处理大数据等。
本文将介绍几种常用的无损数据压缩算法，包括其原理、优缺点及在实践中的应用。
Huffman编码是一种经典的编码算法，其原理在于利用数据间的频率分布来构建一个最优的前缀编码表，从而实现压缩。
具体来说，对于出现频率高的字符，其编码长度较短；反之，对于出现频率低的字符，其编码长度较长。
Huffman编码的优点在于实现简单、压缩比高，但缺点在于需要记录编码表，增加了额外的存储开销。
Lempel-Ziv压缩算法（LZ77和LZ78）是一种基于滑动窗口的压缩算法。
它将数据中的重复序列替换为指向先前出现过的相同序列的指针，从而减小了数据的大小。
LZ77和LZ78的优点在于无需预知数据的上下文，具有很高的压缩比，适用于大多数数据类型。
然而，由于需要记录先前出现过的序列，因此相对于Huffman编码来说，需要更多的内存。
Burrows-Wheeler变换（BWT）是一种基于字符块的数据压缩算法。
它将数据块中的字符按照出现频率进行排序，并仅保留一个字符块中的最后一个字符。
通过在数据中重复这一过程，可以实现对数据的压缩。
BWT的优点在于具有很高的压缩比，且可以与多种其他算法（如游程编码和算术编码）结合使用。
然而，由于需要对数据进行排序，因此相对于其他算法来说，需要更多的计算资源。
算术编码是一种将数据表示为连续实数范围的编码方法。
它将输入数据看作是由随机变量产生的结果，并利用概率模型来表示这些结果。
通过将输入数据映射到一个连续的实数范围，算术编码可以实现高压缩比。
随着实时数据处理需求的增长，实时数据库系统的性能和效率变得越来越重要。
数据压缩作为一种能够减少存储空间和提高数据传输效率的技术，在实时数据库系统中发挥着重要作用。
本文主要探讨了实时数据库中的数据压缩算法的研究。
实时数据库是一种用于处理和存储实时数据的信息系统。
由于实时数据具有产生速度快、数据量大、实时性要求高的特点，因此对实时数据库的性能和效率提出了很高的要求。
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
数据压缩技术研究与应用
数据压缩技术研究与应用一、前言数据在现代生活中扮演着越来越重要的角色，随着数据量的不断增长，数据压缩技术成为了必不可少的一部分。
本文将探讨数据压缩技术的研究和应用，介绍其在不同领域的应用和未来发展方向。
二、概述数据压缩技术数据压缩技术指的是将原始数据通过一定的算法转换为更小的数据，以便于存储、传输和处理。
数据压缩技术可以分为有损压缩和无损压缩两种，其中有损压缩通过舍弃无关紧要的信息来实现数据压缩，而无损压缩则保留所有信息。
三、无损数据压缩技术1. 哈夫曼编码哈夫曼编码是一种常见的无损数据压缩技术，通过根据字符在数据中出现的频率构建一个二叉树，将出现频率高的字符编码为较短的二进制数，从而实现数据压缩。
2. 阿尔戈茨米斯-瑟基编码阿尔戈茨米斯-瑟基编码是一种自适应的无损数据压缩技术，根据先前的编码历史来自适应地转换字符编码，从而实现更高效的数据压缩。
四、有损数据压缩技术1. JPEG压缩JPEG压缩是一种常用的有损数据压缩技术，适用于图像数据的压缩。
它通过将图像分为多个小块进行分析，舍弃一些无关信息，将剩余信息量化为更少的数据进行存储。
2. MPEG压缩MPEG压缩是一种常用的有损数据压缩技术，适用于视频数据的压缩。
它通过在时间和空间上对视频进行分块和分析，舍弃部分信息，并对剩余信息量化为更少的数据进行存储。
五、数据压缩技术在不同领域的应用1. 通讯领域数据压缩技术在通讯领域的应用非常广泛，如图像、音频、视频等多媒体数据的压缩和传输。
其中最为常用的压缩标准包括JPEG和MPEG等。
2. 存储领域数据压缩技术也广泛应用于存储领域，如磁盘、光盘等存储介质。
数据压缩技术可以大大提高存储介质的存储能力，同时也减少了数据传输的时间。
3. 数据分析领域数据压缩技术在数据分析领域也有一定的应用，如对海量数据进行压缩和快速传输，可以节约计算资源，并且加速数据的处理和分析。
六、未来发展方向未来数据压缩技术的发展方向主要包括以下几个方面：1. 更高效的数据压缩算法，可以实现更大范围的数据压缩。
常见压缩算法特征值
常见压缩算法特征值1.引言1.1 概述概述部分的内容可以从以下几个方面进行展开：压缩算法是一种在计算机科学和信息技术领域广泛应用的技术。
它可以将文件或数据进行压缩，以减小存储空间占用和传输带宽消耗，提高存储效率和数据传输速度。
在当前信息爆炸的时代，对于大量数据的处理和传输，压缩算法显得尤为重要。
压缩算法的特征值是衡量该算法性能和效果的一项重要指标。
特征值可以包括压缩率、压缩速度和解压缩速度等。
压缩率是指压缩算法对原始数据进行压缩后的大小与原始数据大小的比值，能够直观地反映出压缩算法对数据的压缩效果。
压缩速度是指压缩算法对数据进行压缩的速度，通常以单位时间内压缩的数据量来衡量，能够反映出压缩算法的效率。
解压缩速度是指压缩算法对压缩后的数据进行解压缩的速度，同样以单位时间内解压缩的数据量来衡量，也是一个重要的特征值。
常见的压缩算法特征值与具体的压缩算法相关。
例如，无损压缩算法中的Huffman编码和LZW编码等常见特征值是压缩率和解压缩速度。
而在无损压缩算法中的LZ77和LZ78算法，除了前述特征值外，还包括压缩速度和编码效率等。
此外，还有一些专门用于图像、视频和音频等特殊类型数据的压缩算法，其特征值也有所差异。
文章的主要目的是介绍常见压缩算法的特征值，并通过比较分析这些特征值，揭示不同压缩算法在不同应用场景下的优劣势。
通过了解压缩算法的特征值，读者可以更好地选择和应用适合自己需求的压缩算法，提高数据的传输和存储效率。
1.2 文章结构2. 正文2.1 压缩算法介绍在数字化时代，数据的数量和复杂性呈指数级增长，这就使得数据的存储和传输成为一项关键的挑战。
为了应对这一挑战，压缩算法应运而生。
压缩算法是一种通过减少数据表示的位数或者通过利用数据中的冗余信息来减小数据量的技术。
它能够在尽可能少损失数据质量的情况下，确保数据可以更高效地存储和传输。
在本节中，我们将介绍一些常见的压缩算法及其特征值。
2.2 常见压缩算法特征值在压缩算法的设计中，需要考虑一些特征值来评估其性能和效果。
数据冗余与数据压缩
数据冗余与数据压缩数据冗余是指在数据存储或传输过程中存在重复的数据或信息，而数据压缩是通过使用各种算法和技术，减少数据的存储空间或传输带宽。
本文将详细介绍数据冗余和数据压缩的概念、原因、影响以及常见的压缩算法和技术。
一、数据冗余1. 概念：数据冗余是指在数据存储或传输过程中存在重复的数据或信息。
2. 原因：数据冗余的存在是由于系统设计、数据存储方式或数据传输协议等多种因素引起的。
常见的数据冗余包括结构冗余、内容冗余和计算冗余。
- 结构冗余：指在数据存储或传输过程中，由于数据结构设计不合理，造成了数据冗余。
例如，在关系型数据库中，如果多个表中有相同的字段，就会造成结构冗余。
- 内容冗余：指在数据存储或传输过程中，由于数据内容的重复，造成了数据冗余。
例如，在一个文件中多次出现相同的文本内容，就会造成内容冗余。
- 计算冗余：指在数据存储或传输过程中，由于数据的计算方式不合理，造成了数据冗余。
例如，在一个电子表格中，如果某个单元格的值可以通过公式计算得到，但是将计算结果也存储在该单元格中，就会造成计算冗余。
3. 影响：数据冗余会导致存储空间的浪费、传输带宽的占用以及数据一致性的问题。
- 存储空间浪费：数据冗余会占用额外的存储空间，增加了存储成本。
尤其是对于大规模的数据存储系统来说，数据冗余可能会占据大量的存储空间。
- 传输带宽占用：数据冗余会增加数据的传输量，占用了宝贵的传输带宽资源。
特别是在网络传输中，传输带宽是有限的，数据冗余会降低数据传输的效率。
- 数据一致性问题：数据冗余可能导致数据的一致性问题。
如果数据冗余的副本之间发生了变化，但是没有及时更新其他副本，就会导致数据的不一致。
二、数据压缩1. 概念：数据压缩是通过使用各种算法和技术，减少数据的存储空间或传输带宽。
2. 原理：数据压缩的基本原理是通过消除或减少数据中的冗余信息，从而减小数据的表示大小。
常见的数据压缩方法包括无损压缩和有损压缩。
- 无损压缩：无损压缩是指在压缩过程中不丢失任何数据信息，压缩后的数据可以完全还原为原始数据。
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……
2023/4/20
Multimedia Technology & Application
2023/4/20
Multimedia Technology & Application
24
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
2023/4/20
Multimedia Technology & Application
8
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）
2023/4/20
Multimedia Technology & Application
9
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）
2023/4/20
Multimedia Technology & Application
19
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。
数据压缩技术
3.2 音频数据的压缩 音频信号压缩编码的主要依据是人耳的听 觉特性，主要有两点： 觉特性，主要有两点： • 1.人的听觉系统中存在一个听觉阈值电平， 1.人的听觉系统中存在一个 低于这个电平的声音信号人耳听不到 . • 2.人的听觉存在屏蔽效应。当几个强弱不同 2.人的听觉存在 的声音同时存在时，强声使弱声难以听到， 的声音同时存在时，强声使弱声难以听到，并 且两者之间的关系与其相对频率的大小有关 . 声音编码算法就是通过这些特性来去掉更 多的冗余数据，来达到压缩数据的目的。 来达到压缩数据的目的。
MP3音频 MP3音频
MP3是利用 的技术， MP3是利用 MPEG Audio Layer 3 的技术，将 音乐以1:10 的压缩率， 音乐以1:10 甚至 1:12 的压缩率，压缩成容量 较小的文件，换句话说， 较小的文件，换句话说，能够在音质丢失很小的 情况下把文件压缩到更小的程度。 情况下把文件压缩到更小的程度。而且还非常好 的保持了原来的音质。正是因为MP3体积小，音 的保持了原来的音质。正是因为MP3体积小， MP3体积小 质高的特点使得MP3 MP3格式几乎成为网上音乐的代 质高的特点使得MP3格式几乎成为网上音乐的代 名词。每分钟音乐的MP3格式只有1MB左右大小， MP3格式只有1MB左右大小 名词。每分钟音乐的MP3格式只有1MB左右大小， 这样每首歌的大小只有3 兆字节。使用MP3 MP3播放 这样每首歌的大小只有3-4兆字节。使用MP3播放 器对MP3文件进行实时的解压缩(解码) 这样， MP3文件进行实时的解压缩 器对MP3文件进行实时的解压缩(解码)，这样， 高品质的MP3音乐就播放出来了。 高品质的MP3音乐就播放出来了。 MP3音乐就播放出来了
多媒体关键技术
3.1 3.2 3.3 3.4
既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式
既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式在信息技术领域中，数据压缩是一种常见的技术手段，它可以通过减少数据量的方式来节省存储空间和传输带宽。
然而，对于许多应用场景来说，仅仅减少数据量还不够，我们还需要保证压缩后的数据不丢失重要信息。
既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式成为了技术人员们追求的目标之一。
1. 数据压缩的基本原理数据压缩是通过利用数据的冗余性进行的，根据数据的统计规律和特点，我们可以找到一些不影响数据信息的冗余部分并将其删除或者用更简洁的方式表示，从而达到减少数据量的目的。
常见的数据压缩算法包括无损压缩和有损压缩两种方式。
2. 无损压缩无损压缩是指压缩前后数据的信息是完全相同的，压缩后的数据可以通过解压缩算法还原成压缩前的数据。
在这种压缩方式中，重点是去除数据中的冗余信息而不丢失任何原始信息。
常见的无损压缩算法包括哈夫曼编码、LZW算法等。
关于哈夫曼编码，它通过根据不同字符在数据中出现的频率来构建一种可变长度的编码方式，从而实现对数据进行高效压缩。
而LZW算法则是一种基于字典的压缩方式，它通过维护一个动态更新的字典来实现对数据的压缩，这种方式在文本压缩中有着很好的效果。
3. 有损压缩有损压缩是指压缩后的数据不可完全还原成压缩前的原始数据，压缩操作会导致数据的信息丢失。
这种压缩方式常常被应用在对数据精度要求不高的场景下，比如图像、音频和视频压缩。
有损压缩算法的核心思想是通过牺牲一定的信息精度来换取更高的压缩比。
在图像压缩领域，JPEG和WEBP都是常见的有损压缩算法。
它们通过对图像的颜色和细节进行滤波和优化，从而实现对图像数据的压缩。
在音频领域，MP3和AAC等音频压缩算法也是典型的有损压缩代表，它们通过去除人耳不敏感的音频频率和采用数据压缩的方式来减少音频文件的大小。
4. 既能减少数据量又不丢失信息的压缩方式为了实现既能减少数据量又不丢失信息的完美压缩，我们需要综合考虑无损压缩和有损压缩的优势，结合数据的特点和应用场景来选择合适的压缩方式。
第四章 数据压缩技术
三、数据压缩算法的综合评价指标
衡量一种数据压缩技术好坏的指标综合起 来就是：
1、压缩比要大 2、实现压缩的算法要简单、压缩与 解压的速度要快 3、恢复效果要好
1、压缩的倍数
压缩的倍数也称压缩率或压缩比，通常有 两种衡量的方法： 1）由压缩前与压缩后的总的数据量之比来表示。（或 者也可是压缩过程中输入数据量和输出数据量之比，希望压 缩比尽量的大）。
由此我们知道，整理图
像的描述方法可以达到 压缩的目的。
描述语言 1、“这是一幅 2*2 的图像，图像的第一 个像素是红的，第二 个像素是红的，第三 个像素是红的，第四 个像素是红的”。 2、“这是一幅2*2的 图象，整幅图都是红 色的”。
图像冗余无损压缩的原理
RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB
表面物体特性具有相关性，这些相关性的光成像结果在数 字化图像中就表现为数据冗余。
2）时间冗余 3）信息熵冗余 4）结构冗余 5）知识冗余 6）视觉冗余
4、数据冗余的主要类型
1）空间冗余
2）时间冗余：时间冗余反应在视频帧序列中，相邻帧图
像之间有较大的相关性，一帧图像中的某 物体或场景可由其他帧图像中的物体或场 景重构出来。语音中也有大量的时间冗余。
客观尺度通常用以下三种指标表示
1）均方误差； 2）信噪比（SNR）； 3）峰值信噪比（PSNR）
3、压缩与解压的速度
目标是使压缩与解压的速度尽量的
快。
在许多应用中，压缩和解压将在不同的 时间，不同的地点、不同的系统中进行， 因而必须分别评价压缩和解压速度。
行程编码(RLE编码)
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。