第三章多媒体数据压缩13.1多媒体数据压缩技术概述21分钟数字音频信号需要的存储空间数字音频格式频带带宽取样率量化存储容量（Hz）（KHz）（KHz)位数（MB）电话200-34003.2880.48单声道会议电视伴音50-7000716141.68CD-DA20-200002044.1165.292×2DAT20-200002048165.76×2数字音频广播20-200002048165.76×66声道31分钟数字视频信号需要的存储空间数字电视格空间×时间×分辨率取样率量化位数存储容量式（MHz)（MB）公用中间格352×288×30亮度3亮度、色270式（CIF）4:1:1差共12CCIR601号PAL720×480×25亮度亮度、色1620建议NTSC720×576×3013.5差共164:2:2HDTV亮度1280×720×606083600信号43.1多媒体数据压缩技术概述多媒体是先进的计算机技术和视频、音频及通信等技术集成的产物。多媒体计算机涉及的信息包括：文字、音乐、电影、动画、图形等等。这些信息经数字化处理后的数据量非常大，那么如何在多媒体系统中有效地保存和传送这些数据就成为多媒体计算机面临的最基本，也是最大的一个难题。数据压缩核心问题：利用最少时间和最小空间，传输和保存多媒体数据。53.1多媒体数据压缩技术概述数据压缩的必要性z多媒体“数据爆炸”z如果不进行数据压缩,传输和存储都难以实用化。63.1多媒体数据压缩技术概述数据压缩的可能性z人类不敏感的因素声音图像中大量的空白或相同无变化的数据，称为冗余数据信息声音图像数据中相邻的数据往往变化不大，称为有较高的相关性人们对音像媒体的理解往往利用其与目的有关的主要特征，去除与目的无关的信息不影响视听效果例如:人类对超声波、亚声波感觉不出来，人眼对颜色的分辨不可能达到真彩色224z数据冗余数据压缩技术就是利用多媒体数据的冗余性来减少数据量的方法7数据压缩的现实性图像编解码过程：存储原始图像编码编码结果解码解码图像传输8数据压缩的现实性图像编解码过程：原始图像编码结果解码图像93.1多媒体数据压缩技术概述必要性数据压缩数据压缩可能性现实性103.1.1数据冗余的类型[1]空间冗余——图像的空间连贯性[2]时间冗余——视频与动画画面间的相关性[3]信息熵冗余——编码冗余，数据与携带的信息[4]视觉冗余——视觉敏感度和非线性感觉[5]听觉冗余——听觉敏感度[6]知识冗余——凭借经验识别[7]结构冗余——规则纹理、相互重叠的结构表面11[1]空间冗余——图像的空间连贯性静态图象中存在的最主要的一种数据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。规则物体和规则背景的表面物理特性(颜色)具有相关性。12[2]时间冗余——视频与动画画面间的相关性运动图象中经常包含的冗余声音、视频信息的前后相关性；一组连续的画面之间往往存在着时间相关性。运动图像一般为位于一时间轴区间的一组连续画面，其中的相邻帧往往包含相同的背景和移动物体，只不过移动物体所在的空间位置略有不同，所以后一帧的数据与前一帧的数据有许多共同的地方，这种共同性是由于相邻帧记录了相邻时刻的同一场景画面，所以称为时间冗余。1314[4]视觉冗余——视觉敏感度和非线性感觉人类的视觉系统由于受生理特性的限制，对于图像场的注意是非均匀的，人对细微的颜色差异感觉不明显。例如，人类视觉的一般分辨能力为26灰度等级，而一般的图像的量化采用的是28灰度等级，即存在视觉冗余。人类的听觉对某些信号反映不太敏感，使得压缩后再还原有允许范围的变化，人也感觉不出来。15[6]知识冗余——凭借经验识别图像的理解与某些基础知识有关。例:人脸的图像有同样的结构：嘴的上方有鼻子，鼻子上方有眼睛，鼻子在中线上……可以根据这些器官的特点建立一些特征图像库，从而在保存人脸图像的时只保存一些特征参数，这样可以极大减少数据量。这类规律性的结构可由先验知识和背景知识得到,我们称此类冗余为知识冗余。16[7]结构冗余——规则纹理、相互重叠的结构表面在某些场景中，存在着明显的图象分布模式，这种分布模式称作结构例如：方格状的地板，蜂窝，砖墙等173.1.2