数字图像处理 第十章 图像编码_PPT幻灯片

3124 2402 1233 2442
2（0.375），4（0.25），3（0.1875），1（0.125），0（0.0625）
N2 0 00
2 0.375 01
3 0.625 101
3 0.8125 110
4 0.9375 1111
第十章 图像编码 香农-范诺编码
第十章 图像编码 二分法香农-范诺编码
评价图像压缩算法的优劣主要有以下4个参数： 1） 算法的编码效率 2） 编码图像的质量 3） 算法的适用范围 4） 算法的复杂度
第十章 图像编码
10.2 哈夫曼编码
3124 2402 1233 2442
2:0 4:10 3:111 1:1101 0:1100 111110110 01011000 11010111111 010100
第十章 图像编码
信息熵冗余： 也称编码冗余，如果图像中平均每个像素使 用的比特数大于该图像的信息熵，则图像中存在冗余。
结构冗余： 图像中存在很强的纹理结构或自相似性。 知识冗余： 有些图像中还包含与某些先验知识有关的信息。
图像编码的目的就是充分利用图像中存在的各种冗余信息， 特别是空间冗余、时间冗余以及视觉冗余，以尽量少的比特数 来表示图像。
第十章 图像编码 10.1.2 图像编码的方法
图像编码分为有损压缩和无损压缩。无损压缩无信息损失， 解压缩时能够从压缩数据精确地恢复原始图像；有损压缩不能精 确重建原始图像，存在一定程度的失真。
根据编码原理将图像编码分为：
（1）熵编码：无损编码，给出现概率较大的符号赋予一个短 码字，而给出现概率较小的符号赋予一个长码字， 从而使得最 终 的 平 均 码 长 很 小 。 常 见 的 熵 编 码 方 法 有 行 程 编 码 （ Run Length Encoding）、哈夫曼编码和算术编码。
6 4 2
0 16 1
0 1234
26
10
01
4 4 06 1
031
3 3
12
01
第十章 图像编码
10.3 香农-范诺编码
香农-范诺编码的理论基础是符号的码字长度Ni完全由该符 号出现的概率来决定，即
lo D P ig N i lo D P i g 1
式中，D为编码所用的数制。
第十章 图像编码
第十章 图像编码
10.4.2 PCX
PCX文件分为文件头和图像压缩数据两个部分。如果是256 色 图 像 ， 则 还 有 一 个 256 色 调 色 板 存 于 文 件 尾 部 。 文 件 头 全 长 128字节，包含了图像的大小和颜色以及PCX文件的版本标识等 信息，图像压缩数据紧跟在文件头之后。如果没有使用调色板， 那么图像压缩数据存储的是实际像素值；否则，存储的是调色 板的索引值。
行程编码为：1101011
第十章 图像编码
3
12
4
9
1
11
1100
100
1001
1
10
1011
11
1000
0
010
1101011
011
1101000 000
01011010110111101000000
还原方法：从符号串左端开始往右搜索，遇到第一个0时 停下来，计算这个0的前面有几个1。设1的个数为K，则在 0后面读K+2个符号，这K+2个符号所表示的二进制数加上 1的值就是第1个行程的长度。
第十章 图像编码
第十章 图像编码
第十章 图像编码
（2） 保真度编码： 利用人眼的视觉特性，在允许的失真条 件下，最大限度地压缩图像。可以实现较大的压缩比。
（3） 特征提取：对感兴趣的部分特征信息进行编码即可压 缩数据。
第十章 图像编码
10.1.3 利用人工神经网络（Artificial Neural Network， ANN）
第十章 图像编码
10.1 图像编码概述
10.1.1 图像编码基本原理 表示图像需要大量的数据，但图像数据存在冗余
（Redundancy）信息，去掉这些冗余信息后可以有效压缩图像。 数字图像的冗余主要表现在：
空间冗余：图像内部相邻像素之间的相关性所造成的冗余。 时间冗余： 视频图像不同帧之间的相关性所造成的冗余。 视觉冗余： 人眼不能感知或不敏感的那部分图像信息。
的 压 缩 编 码 、 分 形 编 码 （ Fractal Coding ） 、 小 波 编 码 （Wavelet Coding）、基于对象的压缩编码（Object Based Coding）和基于模型的压缩编码（Model Based Coding）等等。
第十章 图像编码 10.1.4 图像编码评价
第十章 图像编码
• Typedef struct{ • char manufacturer; /always 0xa0 • char version; • char encoding; /always 1 • char bits_per_pixel; /color bits • int xmin,ymin; /image origin • int xmax,ymax; /image dimensions • int hres,vres; /resolution values • char palette[48]; /color palette • char reserved; • char colour_planes; /color planes • char bytes_per_line; /line buffersize • int palette_type; /grey or color palette • char filler[58]; • }PCXHEAD;
3
12
4
9
1
11
1100
100
1001
1
11110010010101 （不知道各行程应在何处分断）
可以这样定义：可表示行程长度值 编码 编码长度源自1-40??3
5-8
10???
5
9-16
110???? 7
17-32 1110????? 9
33-64 11110?????? 11
65-128 111110??????? 13 如：1100的编码为：1100-1=1011 （十进制11）
第十章 图像编码
10.4 行 程 编 码
10.4.1 行 程 编 码 又 称 行 程 长 度 编 码 （ Run Length Encoding ，
RLE）， 是一种熵编码，其编码原理是将具有相同值的连续串 用其串长和一个代表值来代替， 该连续串就称为行程，串长称为 行程长度。
例如：aabbbcddddd的行程长度编码为2a3b1c5d。
3， ，12 ， 4， ， 9， ， 1，
第十章 图像编码
行程编码分为定长和不定长编码两种。定长编码是 指编码的行程长度所用的二进制位数固定，而变长行程 编码是指对不同范围的行程长度使用不同位数的二进制 位数进行编码。使用变长行程编码需要增加标志位来表 明所使用的二进制位数。
第十章 图像编码 对于二值图，可用如下行程编码表示图像。