数字图像第6章ppt课件

1、1( )( )loglog( )aaP xI xP x 2( )log( )I xP x JaaaA,2112( )(), (), ()JP AP aP aP aia)(jiaj21()() lo g()JiiiHAPaPa ia()iP aavgL0,)(AHLavg)(AHLavg ( )avgH ALDR%100)1 (DRRCavgRLmCavgLmax()( )RmCH A()iP aia()jP aja()()()ijkP aP aP a()()()ijkl al al aia()iP a()()()ijkP aP aP a()iP a( )iP a2a6a1a3a7a4a5a0.

2、40.20.160.120.060.040.020.060.060.120.160.20.40.160.20.4 0.120.120.40.240.20.160.40.360.24符号符号概率概率12345原始信源原始信源信符缩减步骤信符缩减步骤0.40.6原始信源原始信源按信符缩减逆向赋码字按信符缩减逆向赋码字符号符号概率概率码字码字12345a20.410.410.410.410.410.60a60.20000.20000.20000.24010.36000.41a10.160010.160010.160010.20000.2401a30.120100.120100.120100.1600

3、1a70.0601100.0601100.12011a40.04011100.060111a50.02011111a2a2a1a3a3a4a4a5a5a6a6a7a7a721( )()log()2.325iiiH AP aP a 71() ()3 0.161 0.43 0.125 0.045 0.023 0.240.062.380avgiiiLl a p a ( )2.3250.9772.380avgH AL%3 . 2%100)1 (DR31.262.380RavgmCLixiP121212;nnnxxxXPPPPPP12112kkxxxXPPP12212kknkknxxxXPPP11kni

4、jij kPP 1X2X02. 004. 006. 012. 016. 02 . 04 . 05473162aaaaaaaA02. 004. 006. 012. 016. 02 . 04 . 07654321xxxxxxxX记为记为图6.3.4 香农费诺码编码过程 1x2x3x4x5x6x7x码字码字符号符号概率概率 00.40 1000.2100 1010.161 1100.1210 11100.0610 111100.0410111110.021737. 13 . 0log2( )0.2P a ( )0.3P b ( )0.4P c ( )0.1P d 表6.3.2 信源符号出现概率和初始

5、编码区间分配表信源符号信源符号abcd 出现概率出现概率P0.20.30.40.1 初始区间初始区间 l , h ) 0 , 0.2 ) 0.2 , 0.5 ) 0.5 , 0.9 ) 0.9 , 1.0 ) ( ),( ) )L i H i)(iL)(iHhiRiLiHliRiLiL) 1() 1()() 1() 1()()5 . 0 , 2 . 0),hl)1 (),1 (HLhRLHlRLL)0()0() 1 ()0()0() 1 () 1 , 0)0(),0(HL101)0()0()0(LHR),)5 . 0 , 2 . 0)1 (),1 (hlHL)9 . 0 , 5 . 0),hl

6、3 . 02 . 05 . 0) 1 () 1 () 1 (LHR，47. 09 . 03 . 02 . 0) 1 () 1 ()2(35. 05 . 03 . 02 . 0) 1 () 1 ()2(hRLHlRLL)47. 0 ,35. 0)2(),2(HL)2 . 0 , 0),hl374. 02 . 0)35. 047. 0(35. 0)2()2()3(35. 00)35. 047. 0(35. 0)2()2()3(hRLHlRLL)374. 0 ,35. 0。)0 . 1 , 9 . 0),hl374. 00 . 1)35. 0374. 0(35. 0)3()3()4(3716. 09

7、 . 0)35. 0374. 0(35. 0)3()3()4(hRLHlRLL37376. 09 . 0)3716. 0374. 0(3716. 0)4()4()5(3728. 05 . 0)3716. 0374. 0(3716. 0)4()4()5(hRLHlRLL)37376. 0 ,3728. 0)37376. 0 ,3728. 00.01011111011 , 0.01011111101)abcd01b0.5c0.47a0.374d0.374c0.373760.20.350.350.37160.3728)(DRD221222log;0()0;DDR DD),(),(),(nmfnmfn

8、me),(nmf-300-200-100010020030005010015020025022(,)(,)(,)em nEf m nf m n2122()logffDRD2122()logeeDR D22),(fenm2f2222111222222()()logloglogffeefeDDRRDR D预测器 nf 解码器信道编码器量化器nfnenf预测器nfnfnenenf+nf121(,)nn mn mnnfF ffff子图像划分正交变换量化编码器原始图像压缩码流解码器压缩码流反变换子图像合并解压图像),(nmfi),( vuFi),(vuFi),(nmfi),(nmf(a)(b),(nmf

9、),(vuFi22, 2 , 1),(),(dNiinmfnmf1100( , )( , ) ( , , , )NNiimnF u vf m n g m n u v( , )( , ) ( , )iiF u vF u v P u v1;( , )( , )0u vP u velse选定区域；222Nd1;( , )( , )0;ihFu vTP u velse23k255k255) 1(k(, );(, ),0;(, )(, );(, )TTTDm nTD m nTDm nTD m nTDm nTD m nT (,)(,) /0.5TTDm nIN T Dm nt游程编码游程编码(RC)(RC

10、)游程编码是一种最简单的、在某些场合是非常有游程编码是一种最简单的、在某些场合是非常有效的一种无损压缩编码方法。虽然这种编码方效的一种无损压缩编码方法。虽然这种编码方式的应用范围非常有限，但是因为这种方法中式的应用范围非常有限，但是因为这种方法中所体现出的编码设计思想非常明确，所以在图所体现出的编码设计思想非常明确，所以在图像编码方法中都会将其作为一种典型的方法来像编码方法中都会将其作为一种典型的方法来介绍。介绍。基本原理：通过改变图像的描述方式，来实现图基本原理：通过改变图像的描述方式，来实现图像的压缩。将一行中灰度值相同的相邻像素，像的压缩。将一行中灰度值相同的相邻像素，用一个计数值和该灰

11、度值来代替。用一个计数值和该灰度值来代替。 举例说明：举例说明： aaaa bbb cc d eeeee fffffff aaaa bbb cc d eeeee fffffff ( (共共2222* *8=176 8=176 bits) bits) 4a3b2c1d5e7f 4a3b2c1d5e7f ( (共共1212* *8=96 8=96 bits)bits) 压缩率为：压缩率为：96/176=54.5%96/176=54.5% 传真件中一般都是白色比较多，而黑色相对比传真件中一般都是白色比较多，而黑色相对比较少。所以可能常常会出现如下的情况：较少。所以可能常常会出现如下的情况： 600W

12、 3b 570w 12b 4w 3b 3000w 上面的游程编码所需用的字节数为：上面的游程编码所需用的字节数为： 由于：由于：204830004096204830004096 所以：计数值必须用所以：计数值必须用12 bit12 bit来表示来表示对于：对于： 600W 3b 570w 12b 4w 3b 3000w 需要的数据量为：需要的数据量为： 12*7=84 bit 因为只有白或黑，而且排版中一定要留出因为只有白或黑，而且排版中一定要留出页边距，所以可以只传输计数值即可。页边距，所以可以只传输计数值即可。 对其进行改善对其进行改善 既然已经可以预制知白色多黑色少，可以对既然已经可以预

13、制知白色多黑色少，可以对白色和黑色的计数值采用不同的位数。白色和黑色的计数值采用不同的位数。 以这个例子，可以定义：以这个例子，可以定义： 白色：白色：12 bit，黑色：，黑色：4 bit 所需字节数为：所需字节数为： 4*12+3*4=60bit 比比84bit减少了减少了24bit,相当于又提高了压缩比。相当于又提高了压缩比。 1100100 0001 0 0 011 0 01 01 0 0 1 1 1 0 0iSiiMNiT14SS2iM 2iN 0iiiTM NiS0iT 混合编码 设计思想： 每一种编码方式都有其优点和局限性，混合编码的思想就是将两种以上的编码方式的优点进行综合，达

14、到提高编码效率的目的。 混合编码实现的可能性及有效性分析混合编码实现的可能性及有效性分析 例如：例如： 1游程编码：游程编码： 擅长于重复数字的压缩擅长于重复数字的压缩。 2Huffman编码：擅长于像素个数分布编码：擅长于像素个数分布不均匀情不均匀情 况下的编码。况下的编码。 3DCT变换：变换： 擅长分离视觉敏感与不擅长分离视觉敏感与不敏感的敏感的 部分。部分。 例：例： aaaa bbb cc d eeeee fffffff （共（共22*8=176 bits) 4 3 2 1 5 7 游程编码：游程编码：4a3b2c1d5e7f (共共6*（8+3）= 66Bits ) 176 66

15、aaaa bbb cc d eeeee fffffff （共22*8=176 bits) 4 3 2 1 5 7 Huffman编码： f=01 e=11 a=10 b=001 c=0001 d=0000 1010101010001001001000100010000111111111101010101010101 (共 7*2+5*2+4*2+3*3+2*4+1*4=53 bits) 176 66 53图像压缩的实例图像压缩的实例一次小波变换一次小波变换DCTDCT变换变换. .游程编码游程编码HuffmanHuffman编码编码一次小波变换一次小波变换HuffmanHuffman编码编码变字长游程编码变字长游程编码差值编码差值编码复原图复原图原图原图算法算法1 1信噪比：信噪比：66.0266.02压缩比压缩比:11.83:1:11.83:1复原图复原图原图原图信噪比：信噪比：64.5564.55压缩比压