第9部分图象压缩编码动机/原因：表达数字图象所需数据量通常很大例:灰度图象:彩色图象:视频(运动图象):传输:在ISDN(码率为64kbps-2Mbps),无压缩传输上述每秒的视频信号约需要75秒(码率2Mbps)存储:软盘(存储容量1.4MBytes),无压缩最多存储2幅彩图VCD(存储容量680MBytes),无压缩只能存储30多秒视频图象编码：采用对图象的新的表达方法以减小所需的数据量数据和信息：数据是信息的载体数据压缩：对给定量的信息可用不同的数据量来表示对给定量的信息，设法减少表达这些信息的数据量称为图象压缩（编码）和图象解压缩（解码）图象压缩方法的分类：信息保存型：在压缩和解压缩过程中没有信息损失压缩率一般在2~10之间信息损失型：常能取得较高的压缩率（几十~几百）压缩后并不能经解压缩恢复原状准无损（near-lossless）：一、数据冗余相对数据冗余数据冗余可定量描述，相对冗余：压缩率：CR在开区间(0,)中取值n1和n2代表2个数据集合中的信息载体单位的个数2、数据冗余类别(1)编码冗余与灰度分布的概率特性有关(2)象素相关冗余空间冗余，几何冗余(3)心理视觉冗余与主观感觉有关减少/消除其中的一种/多种冗余，就能取得数据压缩的效果（1）编码冗余编码：需建立码本来表达数据码本：用来表达一定量的信息或一组事件所需的一系列符号（如字母、数字等）码字：对每个信息或事件所赋的码符号序列码字的长度（字长）：每个码字里的符号个数图象中灰度出现的概率不同灰度出现的概率不同平均比特数用较少的比特数表示出现概率较大的灰度级用较多的比特数表示出现概率较小的灰度级（2）象素间冗余直接与象素间相关性联系（3）心理视觉冗余主观：因人而异，因应用要求而异其存在与人观察图象的方式有关眼睛对某些视觉信息更敏感人对某些视觉信息更关心心理视觉冗余与实在的视觉信息有联系（损失不可逆转）1、图象保真度信息保存型/信息损失型描述解码图象相对于原始图象的偏离程度对信息损失的测度主观保真度准则主观测量图象的质量，因人而异，应用不方便客观保真度准则用编码输入图与解码输出图的某个确定函数表示损失的信息量，便于计算或测量2.客观保真度准则点误差图误差均方根误差均方信噪比（归一化）信噪比：令单位：分贝（dB）峰值信噪比3.主观保真度准则观察者对图象综合评价的平均电视图象质量评价尺度图象编解码系统模型两个通过信道级连的结构模块输出图是输入图的精确复制？信息保持型：是，无失真信息损失型：不是，有一定的失真1、信息量概率为P(E)的随机事件E的信息量I(E)称为E的自信息（随概率增加而减少）特例：P(E)=1（即事件总发生），那么I(E)=0信息的单位：比特（log以2为底）1个比特：即2个相等可能性的事件之一发生离散平稳随机序列信源的熵可以证明2、信息系统信源通过信道与信宿（即信息用户）连通以传递自信息。信源符号集：A={a1,a2,…,aJ}概率矢量：u=[P(a1)P(a2)…P(aJ)]T用(A,u)可以完全描述信源平均信息产生单个信源符号的自信息：I(aj)=–logP(aj)产生k个信源符号，符号aj平均来说将产生kP(aj)次信源的熵或不确定性：观察到单个信源符号输出时所获得的平均信息量3、互信息条件熵平均条件熵（平均信息）互信息信道容量1、无失真编码定理(香农第一定理)确定每信源符号可达到的最小平均码字长度信息传输系统如果信道和传输系统都没有误差，传输系统的主要功能就是尽可能紧凑地表达信源（数据压缩）块信源符号集：A'={a1,a2,…,aJn}P(ai)=P(aj1)P(aj2)…P(ajn)概率矢量：u'=[P(a1)P(a2)…P(aJn)]T信源熵：产生块随机变量的（零记忆）信源的熵是对应单符号信源的n倍扩展信源平均码长第一定理：编码效率：（H(u)是L'avg/n的下限）主观：因人而异，因应用要求而异单位：分贝（dB）化（归一化）后的近似。1019233239455254将取阈值和量化结合起来.不同灰度出现的概率不同重建值的中值为支持基于对象的编码，MPEG-4还采用形状编码和与之相关的形状自适应DCT(SA-DCT)技术以支持任意形状视频对象(VideoObject，VO)的编码。彩色图象:在不同尺度间调整量化间