使用差分脉冲编码调制differentialpulsecodemodulationDPCM对

编码的必要性
一幅模拟图象必须经过脉码调制（PCM—Pulse Code Modulation)才能变成数字图象。（PCM有时也指对 信号进行采样、量化并以适当码字将其编码的各个 过程的总称）
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PCM的过程： 模拟图象
中间体 中间体 幅值量化 空间采样 编 码
例1
数字图象
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第7章 图象编码与压缩
主要内容： 1.图象编码的必要性 2.图象编码的分类 3.图象编码中的保真度准则 4.编码的性能参数 5.统计编码
6.预测编码
7.变换编码 8.图象编码的国际标准
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2018年8月21日与压缩，本质上来说，就是对图象源数 据按一定的规则进行变换和组合，从而达到以尽 可能少的代码来表示尽可能多的数据信息。压缩 通过编码来实现，或者说编码带来压缩的效果， 所以，一般把此项处理称之为压缩编码。
i 1 m
令 {1 , 2 ,, m } 是对应象素灰度级的编码长度 定义
R(d ) p(d i ) i （单位：比特/象素）
i 1 m
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称H(d)为该图象的平均信息熵，R(d)为平均编码长度。 编码效率
H (d ) (%) R(d )
有损压缩（保真度编码，特征抽取编码）
无损压缩（信息保持压缩，熵保持压缩） c)从具体的编码技术角度分类 空域法，变换域法 预测编码，变换编码，统计编码，等
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3.图象编码中的保真度准则
图象品质的核心问题是逼真度问题。经过处理的图象（包 括经过压缩编码后的图象）与一个标准图象之间的偏差可 以作为图象逼真度（保真度）的度量。这一偏差，包括亮 度，色度，分辨率以及某些心理物理学参数。 a)客观保真度准则 设f(x,y)是输入图象，f’(x,y)是输出图象, 定义偏差 e(x,y)=f(x,y)-f’(x,y),则以下的参数可作为保真度准则：
设一幅活动图象的空间分辨率为N,灰度分辨率为b, 时间分辨率为fB, 则在实时传输过程中，该图象在传 输通道里的传输率至少应该为 ρ=NbfB 若N=512512, b=8, fB=25, 则ρ=52.4Mbps
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例2 地球资源卫星(LANDSAT)一帧图象(4幅)的数据量为
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4.编码的性能参数
问题：如何度量编码方法的优劣？ 图象信息熵与平均码字长度 令 d {d1 , d2 ,, dm } 是图象象素灰度级集合
其对应的频率为 p(d1 ), p(d 2 ),, p(d m ) 定义
H (d ) p(di ) log2 p(di ) （单位：比特/象素）
于处理，降低处理成本。 图象数据经过编码压缩、传输、解码以及重建图象数 据的流程如下图所示：
原始图象数据
编码器
信源编(解)码 信道编(解)码
重建图象数据 解码器
被压缩的图象数据流
被压缩的图象数据流
信道
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2.图象编码压缩分类
a)从应用角度分类 静止图象编码，活动图象编码，二值图象编码 b)从信息保持程度角度分类
总偏差： e( x, y)
x y
1 均方差： 2 N
2 e ( x, y) x y
2 2 均方信噪比： f ' ( x , y ) / e ( x, y) x y x y
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b)主观保真度准则
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很差
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较差
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稍差
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相同
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稍好
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较好
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很好
挑选一定数量的观察者
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编码技术中的几个常用的概念 码，码字（字符集）
变长码
等长码 单一性代码 任意一个有限长度的码字序列，只有一个有意义的分割。 [00，10，001，101] [0，01，1，11]
非续长代码
前缀码；任意一个码字都不是另一个的续长。 [0，10，11] [0，01，11]
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80年代以后发展的许多新方法，是第二代编码方法。 基于神经网络理论，小波变换理论，分形理论等开 发的编码技术，大多属于这一类。 从实用方案角度来分，可分为三大类：预测编码， 统计编码，变换编码。
5.统计编码
根据图象像素灰度值出现的概率的分布特性 而进行的压缩编码叫统计编码。
冗余度
Rd 1
冗余大致分为三类
1）编码冗余 符号序列码字（码字长度）
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2）象素间相关性冗余 帧间象素信息冗余，帧内象素信息冗余 3）视觉冗余 人眼对所有视觉信息并不是都具有相同的敏感度； 人眼的空间分辨率，时间分辨率。 消除冗余能达到数据压缩的效果。 Kunt的观点： 1948-1988年40年研究的以去除冗余为基础的编码方法 为第一代编码方法。（PCM, DPCM, 经典变换编码， 统计编码等）
2340 2340 7 4 = 153,316,800 153Mb
卫星每天要获取很多幅图象，这些数据都先暂时存储 在卫星体内的磁性存储器中，当卫星飞过地面接收站 的有效接收区域时，迅速将这些数据全部送到地面。
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图象编码的目的：节省存储空间；减少传输时间；利
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即时码 最佳编码
平均码长最接近于熵的无损编码。
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Huffman编码 原图象输入 概率统计 构造H树 生成H树
存储
解码复原 传输 编码压缩
基本哈夫曼编码系统框图
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算法
1）将灰度等级按概率大小进行排序（降序），
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熵与平均码字长度 1）H(d) < R(d)时，一定可以设计出某种平均码字
长更短的无失真编码方法。
2）平均码字长小于H(d)的无失真编码方法不存在
熵编码
使编码后的图象的平均码字长度尽可能接近图 象的熵H。
基本思路是：概率大的灰度级用短码字，概率 小的，用长码字。