第15讲图像编码2

数字图像处理学第5章图像编码（第二讲）5. 4 统计编码高效编码的主要方法是尽可能去除信源中的冗余成份，从而以最少的数码率传递最大的信息量。

冗余度存在于像素间的相关性及像素值出现概率的不均等性之中。

对于有记忆性信源来说首先要去除像素间的相关性，从而达到压缩数码率的目的。

对于无记忆性信源来说，像素间没有相关性，可以利用像素灰度值出现概率的不均等性，采用某种编码方法，也可以达到压缩数码率的目的。

这种根据像素灰度值出现概率的分布特性而进行的压缩编码叫统计编码。

5.4.1 编码效率与冗余度5.4.2几种常用的统计编码法5.4.1 编码效率与冗余度为了确定一个衡量编码方法优劣的准则，编码效率冗余度设某个无记忆信源共有Ｍ个消息，记作。

其中消息各自出现的概率分别为。

可把这个信源用下式表示{}u u u u M123,,,, {}p p p p M 123,,,, X u u u u p p p p M M =⎧⎨⎩⎫⎬⎭123123,,,,,,,, (5—22)根据该信源的消息集合，在字母集中选取符号进行编码。

一般情况下取二元字母集A {1, 0}。

通常，这一离散信源中的各个消息出现的概率并不相等。

根据信息论中熵的定义，可计算出该信源的熵如下式：A a a a a n {,,,}123ia i M i P P X H log 1∑=-=)((5—23)式中H (X )代表熵，P i 代表第i 个消息出现的概率。

例如，设一离散信源如下X u u u u =⎧⎨⎪⎩⎪⎫⎬⎪⎭⎪123412 14 18 18 由式(5—23)可算出该信源的熵H X p p i i i()log =-=∑142=----=1212141418181818742222log log log log 比特/消息设对应于每个消息的码字由N i 个符号组成。

也就是说每个消息所对应的码字长度各为N i 。

那么，每个消息的平均码长可用下式表示ii M i N P N ∑=-=1(5—24)式中代表平均码长，Ｍ为信源中包含的消息的个数，Pi 为第i个消息出现的概率，Ni为第i个消息对应的码长。

图像编码中的多层次编码技术解析随着数字图像应用的广泛发展，图像编码技术成为了研究的热点之一。

多层次编码技术作为图像编码领域的重要一环，具有更高的压缩性能和更灵活的功能。

本文将对图像编码中的多层次编码技术进行深入探讨，包括原理、应用和优势。

一、多层次编码技术的原理介绍多层次编码技术是指在图像压缩编码过程中，将原始图像划分为多个层次，并分别进行编码。

每个层次的编码可以根据不同的要求和应用进行选择和调整。

常见的多层次编码技术有金字塔编码、小波编码和分块编码等。

这些编码方法都基于空间频域分析，通过采样、预测和量化等过程，对图像信号进行分析和压缩。

二、多层次编码技术的应用领域多层次编码技术在图像处理和传输中有着广泛的应用。

首先，它可以用于图像压缩，将图像的冗余信息去除，提高图像的压缩比。

同时，多层次编码技术还可以用于图像的存储和传输，在保证图像质量的同时，减小数据的存储和传输成本。

此外，多层次编码技术还可以应用于图像的增强和分析，帮助用户对图像进行更精确的处理和分析。

因此，多层次编码技术在医学影像、远程监控、虚拟现实等领域都有重要的应用价值。

三、多层次编码技术的优势分析相较于传统的单层编码技术，多层次编码技术具有以下几个优势。

首先，多层次编码技术可以根据不同的应用需求和带宽条件，选择合适的编码层次，从而在保证图像质量的同时减小数据量和传输延迟。

其次，多层次编码技术可以针对不同层次进行差异化的处理和优化，提高图像的视觉质量和细节保持能力。

再次，多层次编码技术可以通过自适应的码率控制与网络条件匹配，从而保证图像在网络传输中的稳定性和可靠性。

最后，多层次编码技术还可以兼容不同设备和网络环境，适应不同场景和应用需求。

四、多层次编码技术的挑战和未来发展虽然多层次编码技术在图像处理和传输中有着诸多优势，但仍面临着一些挑战。

首先，多层次编码技术需要对图像进行有效的划分和预处理，以适应不同的应用场景和网络环境。

其次，多层次编码技术需要在压缩率和图像质量之间找到一个平衡点，以满足用户对图像的需求。

位平面编码位面：灰度图象的每个比特可看作表示了一个二值的平面。

位面0：最低位面。

位面7：最高位面。

1，位平面分解m 比特的灰度可用多项式0011221122......22a a a a m m m m ++++−−−−位平面分解的方法之一：上述m 个系数分配到m 个1bit 位平面。

缺点：像素微小变化可能引起位平面复杂变化例：图像灰度值127和128，图像灰度只差1，但位面表示127 = （01111111）2，128=（10000000）2图像中的每个位面在这个灰度处都有从0-1或1-0的过渡。

灰度码方法上式中的系数进行如下计算，得到灰度码{20,1,1−≤≤⊕−=+=m i a a m i a i i i i g 特点上述计算后像素灰度微小变化不影响所有位平面同样对127和128的例子：用灰度码表示127 的灰度码010********* 的灰度码110000002这里只有位面7从0-1过渡。

低位面比高位面包括细节多，仅5个高位面包含视觉可见的有意义信息。

低位面比高位面复杂，但6个位面包含了视觉可见的有意义信息。

灰度码表达的位平面图低位面图比高位面图包含细节多，更随机。

灰度码位比通常的二值位面图有更多的位面包含视觉可见信息。

灰度码表达的位面图比对应的二值位面图复杂度要低，具有视觉意义信息的位面图数量更多。

2，位平面编码采用游程编码方法：1-D游程编码、2-D游程编码传真机中使用的二值图像压缩标准的技术基础。

游程连续的0或1的像素段基本思路：对1组从左至右扫描得到的连续的0或1游程用游程的长度编码。

规则：1，指出每行第一个游程的值；2，设每行都由0游程（长度可以为0）或1游程开始。

用变长码对游程长度编码还可以取得更高的压缩率。

传真国际标准G3和G4（1）G3采用一维游程编码；（2）行程采用Huffman编码；（3）0－63之间的游程，用单个码字即终止码表示；（4）大于63的游程用一个形成码和一个终止码组合表示。