浅析图像压缩技术
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缩方 法 ， 根据解码后数据 与原始数据 是否完 全一致 进 行 分类 ， 可把压缩技术 分为无损压缩 和有损压缩 。
（ ， ） １ ５ 、０， ） ２ ６ ；（ ， ） （ ３ 。这样 用 １ 数 据就 表 示 ３对 了图 １中 ６ 像 素 的灰 度值 。 ４个
— — —
１ 无 损 压 缩
对 不 同范 围的行 程用 不 同 的行 程长 度 编 码 ， 时需 这
对概 率小 的赋 编码 为 ０ 则 概 率 大 的就 赋 １也 可 以 ， ，
反过 来赋 编码 。这 种统 计方 法能 够达 到更 高 的压缩
比， 而且 此方 法 有效 简单 ， 码 效 率 高 。但 是 ， 是 编 这 以增 大编码 和解码 的时 间为代价 的。
问题 。
无损压缩 根据 算法 可 以分为 ： 程编 码 Ｒ Ｃ 行 Ｌ
（ ｕ ｎｎ ｅ ｇ ｏ ｉ ） Ｌ Ｗ 编 码 ， 夫 曼 （ ｆ Ｒ ｎ ｉｇＬｎ ｔ Ｃ ｄｎ ， Ｚ ｈ ｇ 霍 Ｈｕｆ －
ｍａ ｏｉｇ 编码 ， 术编码 ， 程编码 。 ｎＣ ｄｎ ） 算 游
１ １行 程编码 Ｒ Ｃ ． Ｌ
无损 压缩 … 也 可 称 为 无 失 真 压 缩 。其 原 理 是
Ｘ
对原始数据中的冗余部分进行压缩。使用无损压缩 可完全恢复原始数据 ， 无任何误差或失真 ， 即经过压
缩 和解压 后产 生一个 与原 始数 据相 同 的副本 。 由于
受到数据 中冗余理论的限制 ， 在原理上大多采用概 率统计 编码 ， 因பைடு நூலகம் 一般 对 在 内容 上重 复较 多 的文 件
列 之 内。
算术编 码方 法是将 被 编码 的一 则消 息或 符号 串 表示 成 ０点 和 １之 间 的一 个 间 隔 ， 即对 一 串符 号 直 接编 码成 ［ １ 区 间上 的一 个 浮 点 小 数 ， 号 序 列 ０，］ 符
是利 用 图像数据 固有 的冗 余 性 和 相 干性 ， 将一 个 大 的数 据文件 转移 成较 小 的同性质 的 文件 。在数 字信 息 时代 ， 我们没 有必要 浪 费大量 空 间存储冗 余 数据 ， 也 不 愿 在 Ｉｔ ｔ网上 花 很 长 时 间传 递 一 整 幅 图 ｎｅ ｍｅ 像 。 因此 ， 图像 数 据压 缩 的 目的就 是 消 除 图像 中 大 缩不 能实 时处 理数 字 声 音 、 频 图像 的存 储 和 传 输 视
扫描 后得 到 （ ， ） ８ ２ 、（ ， ） ７ ） ６， ８ ８ ；（ ， ） ７ ６ ；（ ，８ ；（ ３ 、（ ， ） ５ ） ３ ） ３ ） ３ ２） ） ５ ５ ；（ ，４ 、（ ，４ ；（ ，８ ；（ ， 、
量的冗余信息 ， 用尽可能少的字节数来表示原始数 据， 以提高图像的传输效率 ， 减少 图像 的存储容量 。 针对多媒体数据冗余类型的不同， 相应地有不同的压
行 程编 码 是 在一 个 逐 行 存 储 的 图像 中 ， 有 具 相 同灰度值 的一 些像 素组 成 的序 列 ， 称为 一个行 程 。 可 以只存 储一 个代 表那 个 灰 度 值 的码 ， 面 是行 程 后 的长 度 ， 而不必 将 同样 的灰 度 值 存很 多很 多次 。例 如 ， 图 ３— 对 ４中 的二 维 图像灰 度 值 ｆ ， ） 水平 （ Ｙ作
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第４ 期
张俊 兰 ， ， 冯伍 叶倩 ： 浅析图像压缩技术
２ ７
行程 编码 可 以分 为定 长 和变长 行程 编码 两种 方 式 。定 长行 程编码 时 ， 程长 度 的最 大 值 固定 ， 灰 行 若 度值 连 续相 同 的个 数 超 过 了 固定 的这 个 最 大 值 ， 则 超 过部 分进行 下 一 轮 行程 编 码 。变 长 行 程 编 码 时 ，
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第２ ６卷
第 ４期
延安大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｎ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ （ ａｕ ａ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｆＹａ ａ ｎｖ ｒｉ ｙ Ｎ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ｉ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ４ １２ ． Ｄｅ ． ０７ ｃ ２ｏ
压缩倍 数 比较大 ， 没有 重 复 或 重 复较 少 的文 件 则 而 压缩倍 数较 低 。 由于压 缩 比的 限制 ， 使 用 无 损 压 仅
收稿 日期 ：０７—０ —０ ２０ ５ ８ 作者简介 ： 张俊兰 （９ ３ ） 女 ， １５ 一 ， 陕西绥德人 ， 延安 大学教授 。 图 １ 一幅 图像数据
２０ ０ ７年 ｌ ２月
浅 析 图像 压 缩 技 术
张俊 兰 冯 伍 叶 倩
（ １延安大学 计算机学院 ，２ 延安大学 教务处 陕西 延安 ７ ６０ ） ． ． １００
摘 要： 着重介绍 了无损压缩和有损压缩的几种图像压缩技术以及其应用领域， 并对它们的算法特 性 进行 了分析 和讨 论 。 关键词 ： 图像压缩技术 ； 有损压缩 ； 无损压缩； 空间冗余 ； 时间冗余 中图分 类号 ：Ｐ ９ Ｔ３ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ４６ ２ ２ ０ ）４０ ２ －４ １０ －０ Ｘ（ ０ ７ ０ －０ ６０ 由于图像具有很大 的信息量 ， 目前计算机系 在 统 的条 件下 ， 想实现 实 时处理 ， 要 就必 须对 图像 进行 压缩 ， 如果图像信息不经过 压缩 ， 占用信道宽 ， 则 使 传输成本变得昂贵。图像数据压缩技术总的来说就
１４ 算 术编 码 ．
要增 加标 志位来 说 明长度使 用 的二 进 制位 数 。行 程 编码 对传 输差错 很 敏感 ， 位符 号 出错 就 会 改 变行 一 程编 码 的长 度 ， 整个 图像 出 现 偏 移 ，因此 ， 般 使 一 要 用行 同步 、列 同步 的方 法 ，把差 错 控 制 在一 行 一
（ ， ） １ ５ 、０， ） ２ ６ ；（ ， ） （ ３ 。这样 用 １ 数 据就 表 示 ３对 了图 １中 ６ 像 素 的灰 度值 。 ４个
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１ 无 损 压 缩
对 不 同范 围的行 程用 不 同 的行 程长 度 编 码 ， 时需 这
对概 率小 的赋 编码 为 ０ 则 概 率 大 的就 赋 １也 可 以 ， ，
反过 来赋 编码 。这 种统 计方 法能 够达 到更 高 的压缩
比， 而且 此方 法 有效 简单 ， 码 效 率 高 。但 是 ， 是 编 这 以增 大编码 和解码 的时 间为代价 的。
问题 。
无损压缩 根据 算法 可 以分为 ： 程编 码 Ｒ Ｃ 行 Ｌ
（ ｕ ｎｎ ｅ ｇ ｏ ｉ ） Ｌ Ｗ 编 码 ， 夫 曼 （ ｆ Ｒ ｎ ｉｇＬｎ ｔ Ｃ ｄｎ ， Ｚ ｈ ｇ 霍 Ｈｕｆ －
ｍａ ｏｉｇ 编码 ， 术编码 ， 程编码 。 ｎＣ ｄｎ ） 算 游
１ １行 程编码 Ｒ Ｃ ． Ｌ
无损 压缩 … 也 可 称 为 无 失 真 压 缩 。其 原 理 是
Ｘ
对原始数据中的冗余部分进行压缩。使用无损压缩 可完全恢复原始数据 ， 无任何误差或失真 ， 即经过压
缩 和解压 后产 生一个 与原 始数 据相 同 的副本 。 由于
受到数据 中冗余理论的限制 ， 在原理上大多采用概 率统计 编码 ， 因பைடு நூலகம் 一般 对 在 内容 上重 复较 多 的文 件
列 之 内。
算术编 码方 法是将 被 编码 的一 则消 息或 符号 串 表示 成 ０点 和 １之 间 的一 个 间 隔 ， 即对 一 串符 号 直 接编 码成 ［ １ 区 间上 的一 个 浮 点 小 数 ， 号 序 列 ０，］ 符
是利 用 图像数据 固有 的冗 余 性 和 相 干性 ， 将一 个 大 的数 据文件 转移 成较 小 的同性质 的 文件 。在数 字信 息 时代 ， 我们没 有必要 浪 费大量 空 间存储冗 余 数据 ， 也 不 愿 在 Ｉｔ ｔ网上 花 很 长 时 间传 递 一 整 幅 图 ｎｅ ｍｅ 像 。 因此 ， 图像 数 据压 缩 的 目的就 是 消 除 图像 中 大 缩不 能实 时处 理数 字 声 音 、 频 图像 的存 储 和 传 输 视
扫描 后得 到 （ ， ） ８ ２ 、（ ， ） ７ ） ６， ８ ８ ；（ ， ） ７ ６ ；（ ，８ ；（ ３ 、（ ， ） ５ ） ３ ） ３ ） ３ ２） ） ５ ５ ；（ ，４ 、（ ，４ ；（ ，８ ；（ ， 、
量的冗余信息 ， 用尽可能少的字节数来表示原始数 据， 以提高图像的传输效率 ， 减少 图像 的存储容量 。 针对多媒体数据冗余类型的不同， 相应地有不同的压
行 程编 码 是 在一 个 逐 行 存 储 的 图像 中 ， 有 具 相 同灰度值 的一 些像 素组 成 的序 列 ， 称为 一个行 程 。 可 以只存 储一 个代 表那 个 灰 度 值 的码 ， 面 是行 程 后 的长 度 ， 而不必 将 同样 的灰 度 值 存很 多很 多次 。例 如 ， 图 ３— 对 ４中 的二 维 图像灰 度 值 ｆ ， ） 水平 （ Ｙ作
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张俊 兰 ， ， 冯伍 叶倩 ： 浅析图像压缩技术
２ ７
行程 编码 可 以分 为定 长 和变长 行程 编码 两种 方 式 。定 长行 程编码 时 ， 程长 度 的最 大 值 固定 ， 灰 行 若 度值 连 续相 同 的个 数 超 过 了 固定 的这 个 最 大 值 ， 则 超 过部 分进行 下 一 轮 行程 编 码 。变 长 行 程 编 码 时 ，
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延安大学学报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊｕ ｎ ｌｏ ｎ ｎ Ｕ ｉｅｓｔ （ ａｕ ａ ｃｅ ｃ ｄｔ ｎ ｏ ｒａ ｆＹａ ａ ｎｖ ｒｉ ｙ Ｎ ｔｒｌＳ ｉｎ ｅＥ ｉｏ ｉ
Ｖ０ ． ６ Ｎｏ ４ １２ ． Ｄｅ ． ０７ ｃ ２ｏ
压缩倍 数 比较大 ， 没有 重 复 或 重 复较 少 的文 件 则 而 压缩倍 数较 低 。 由于压 缩 比的 限制 ， 使 用 无 损 压 仅
收稿 日期 ：０７—０ —０ ２０ ５ ８ 作者简介 ： 张俊兰 （９ ３ ） 女 ， １５ 一 ， 陕西绥德人 ， 延安 大学教授 。 图 １ 一幅 图像数据
２０ ０ ７年 ｌ ２月
浅 析 图像 压 缩 技 术
张俊 兰 冯 伍 叶 倩
（ １延安大学 计算机学院 ，２ 延安大学 教务处 陕西 延安 ７ ６０ ） ． ． １００
摘 要： 着重介绍 了无损压缩和有损压缩的几种图像压缩技术以及其应用领域， 并对它们的算法特 性 进行 了分析 和讨 论 。 关键词 ： 图像压缩技术 ； 有损压缩 ； 无损压缩； 空间冗余 ； 时间冗余 中图分 类号 ：Ｐ ９ Ｔ３ １ 文献标 识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ４６ ２ ２ ０ ）４０ ２ －４ １０ －０ Ｘ（ ０ ７ ０ －０ ６０ 由于图像具有很大 的信息量 ， 目前计算机系 在 统 的条 件下 ， 想实现 实 时处理 ， 要 就必 须对 图像 进行 压缩 ， 如果图像信息不经过 压缩 ， 占用信道宽 ， 则 使 传输成本变得昂贵。图像数据压缩技术总的来说就
１４ 算 术编 码 ．
要增 加标 志位来 说 明长度使 用 的二 进 制位 数 。行 程 编码 对传 输差错 很 敏感 ， 位符 号 出错 就 会 改 变行 一 程编 码 的长 度 ， 整个 图像 出 现 偏 移 ，因此 ， 般 使 一 要 用行 同步 、列 同步 的方 法 ，把差 错 控 制 在一 行 一