文档介绍：图像和视频压缩标准
图像和视频压缩标准
图像和视频压缩方法也分为两种类型:
有失真压缩和无失真压缩
预测编码
变换编码
模型编码
混合编码
Huffman编码
行程编码
算术编码
LZW编码
JPEG
MPEG
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图像和视频压缩标准
无失真压缩的压缩率一般为2:1-5:1
有失真压缩不能完全回复原始数据,利用人的视觉特性使解压缩后的图像看起来与原始图像一样
视频编码的国际标准
1、静止图像压缩标准
2、运动图像压缩标准
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图像和视频压缩标准
静态图像的JPEG国际标准
支持有损压缩,压缩比可用参数调整,在压缩比达25:1时,还原的图像与原始图像相比较,人们很难区分其中的差别。
动态图像的MPEG国际标准(视频影像和高保真声音)
根据对数字影像质量要求的不同,由不同的标准组成,常见的有:MPEG-1 用于VCD、 MPEG-2 用于DVD、MP3 – MPEG-1 layer 3(音频压缩)
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静止图像压缩标准
国际标准化组织(ISO)和国际电报
ITT)联合成立的
“联合照片专家组“ JPEG
(joint photographic experts group)
于1991年对静止图像压缩提出JPEG标准
这是一适用黑白及彩色照片、彩色传真和印刷图片,可以支持很高图像分辨率和量化精度的数字图像的压缩标准。
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JPEG标准支持很高的图像分辨率
和量化精度。包括无损和多种类型的有损
模式,通常可以压缩20-40倍。
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DCT-离散余弦变换
DCT是先将整体图像分成N*N像素块,然后对N*N像素块逐一进行DCT变换。
由于大多数图像的高频分量较小,相应于图像高频分量的系数经常为零,加上人眼对高频成分的失真不太敏感,所以可用更粗的量化。
传送变换系数的数码率要大大小于传送图像像素所用的数码率。到达接收端后通过反离散余弦变换回到样值,虽然会有一定的失真,但人眼是可以接受的。
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DCT变换公式:
其中N是像块的水平、垂直像素数,一般取
N=8。8*8的二维数据块经DCT后变成8*8个变
换系数,这些系数都有明确的物理意义。譬
如当U=0,V=0时F(0,0)是原64个样值的平
均,相当于直流分量,随着U,V值增加,相
应系数分别代表逐步增加的水平空间频率和
垂直空间频率分量的大小。
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当我们先只考虑水平方向上一行数据(8个像素)的情况时:
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图像和视频压缩标准
可见图像信号被分解成为直流成分;以及从低频到高频的各种余弦成分;而DCT系数只是表示了该种成分所占原图像信号的份额大小
如果再考虑垂直方向上的变化,那么,就需要一个二维的基底,即该基底不仅要反映水平方向频率的变化;而且要反映垂直空间频率的变化;
在离散余弦变换的反变换式中,任何像块都可以表示成64个系数的不同大小的组合。那么任何像元也可以看成由64个不同幅度的基本图像的组合。这与任何信号可以分解成基波和不同幅度的谐波的组合具有相同的物理意义。
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下图给出了一个对8*8像块进行DCT变换的具体例子:
经过一次DCT变换计算后,64个样值仍然得到64个系数
量化之后,大多数高频分量的系数变为0,一般说来,人眼对低频分量比较敏感,对高频分量则不太敏感;因而量化的结果是去掉了不太重要的高频分量,降低了码率。
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