游程编码行程编码ppt课件

1、 游程编码游程编码内容基本基本RCL方法分析方法分析二值图像的游程编码二值图像的游程编码连续色调图像的二维编码连续色调图像的二维编码 游程编码概念游程编码概念游程编码RCL: 又称“游程长度编码”、“运行长度编码或“行程编码”，是一种统计编码，该编码属于无损压缩编码 。定义：定义：游程编码概念游程长度游程长度RL ：简称游程，指简称游程，指的是由字符构的是由字符构成的数据流中成的数据流中各个字符重复各个字符重复出现而形成的出现而形成的字符的长度。字符的长度。RCL原理：用一个原理：用一个符号值或串长代替符号值或串长代替具有相同值的连续具有相同值的连续符号，使符号长度符号，使符号长度少于原始数据

2、的长少于原始数据的长度。只在各行或者度。只在各行或者各列数据的代码发各列数据的代码发生变化时，一次记生变化时，一次记录该代码及相同代录该代码及相同代码重复的个数，从码重复的个数，从而实现数据的压缩。而实现数据的压缩。 基本RLC方法分析定义定义 就是在数据流中直接用数据字符就是在数据流中直接用数据字符X、串的位置、串的位置Sc、串的长度、串的长度RL3个字符来给出上述个字符来给出上述3种信息。种信息。缺陷缺陷 用Sc作为前缀的低效、原字符串中RL的长度和出现频度不够显著。导致不实用。解决方法解决方法 在二值图像和连续色调图像中可以省去在二值图像和连续色调图像中可以省去Sc，这样，这样使得改进的

3、使得改进的RCL在图像编码中得到了广泛的应用。在图像编码中得到了广泛的应用。二值图像的游程编码二值图像二值图像是指仅有黑用是指仅有黑用“1代表）、白用代表）、白用“0代代表两个亮度值的图像。可借助各种图像通信表两个亮度值的图像。可借助各种图像通信方式传输，最经典的通信方式是传真。方式传输，最经典的通信方式是传真。二值图像二值图像对不同的白长白像素游程和黑长黑像素对不同的白长白像素游程和黑长黑像素游程按其出现概率的不同分别配以不同长度游程按其出现概率的不同分别配以不同长度的码字。实为霍夫曼码的一种具体应用。的码字。实为霍夫曼码的一种具体应用。二值图像二值图像RCL一种只按长度编码，效率低。另一种

4、对白长一种只按长度编码，效率低。另一种对白长黑长分别编码改进型霍夫曼编码黑长分别编码改进型霍夫曼编码MHC）。）。定义定义RCL两种方式两种方式二值图像的游程编码RL=063，用一个相应用一个相应的结尾码表的结尾码表示示P59表表4.7）；）；（1）RL=641728，用一个组合基用一个组合基干码加一个补干码加一个补充结尾码；充结尾码；（2）规定每行都从白规定每行都从白游程开始，若实游程开始，若实际扫描行由黑开际扫描行由黑开始，则需在行首始，则需在行首加零长度白游程；加零长度白游程；每行结束要加行每行结束要加行同步码同步码EOL。（3）一维一维MH编码规则：编码规则：二值图像的游程编码例题：设

5、有一页传真文件其中某一扫描线上的像素点如例题：设有一页传真文件其中某一扫描线上的像素点如图图 所示。求所示。求（1该扫描行的该扫描行的MH编码；编码；（2编码后的比特总数；编码后的比特总数；（3本编码行的数据压缩比。本编码行的数据压缩比。（1数据：数据：75白白 5黑黑 9白白 18黑黑 1621白白 EOL码字码字 1101101000；0011；10100；0000001000；0100110100010111； 000000000001（2将码字数一下，答案就是将码字数一下，答案就是57 bit。（3压缩前数据总比特：75+5+9+18+1621=1728 bit。 所以数据压缩比：17

6、28:57=30.316:175个白5个黑9个白18个黑1621个白解：解：二值图像的游程编码75个白5个黑9个白18个黑1621个白根据编码的根据编码的3个规则，参考书中个规则，参考书中P59-60页的页的MH码表：码表：75个白：个白：RL=75，用规则，用规则(2)。组合基干码为。组合基干码为64白对应的白对应的11011；补；补充结尾码为充结尾码为75-64=11白所对应的白所对应的01000。所以答案为：。所以答案为：1101101000。5个黑：个黑：RL=5，用规则，用规则(1)。结尾码为。结尾码为5黑对应的黑对应的0011。即为答案。即为答案。9个白：规则个白：规则(1)。结尾

7、码为。结尾码为9白对应的白对应的10100。即为答案。即为答案。18个黑：规则个黑：规则(1)。结尾码为。结尾码为18黑对应的黑对应的0000001000。即为答案。即为答案。1621个白：规则个白：规则(2)。组合基干码为。组合基干码为1600白对应的白对应的010011010；补；补充结尾码为充结尾码为1621-1600=21白所对应的白所对应的0010111。所以答案为：。所以答案为：0100110100010111。EOL：规则：规则(3)。同步码，查表可得为。同步码，查表可得为000000000001。即为答案。即为答案。连续色调图像的二维编码前面介绍了二值图像的一维前面介绍了二值图

8、像的一维MH编码，但对于多值或编码，但对于多值或连续色调图像，黑白游程已不适用，而基本连续色调图像，黑白游程已不适用，而基本RCL的的3元组也不能直接用。元组也不能直接用。引出前提引出前提JPEG标准的基本系统利用标准的基本系统利用Z型扫描，将二维量化系型扫描，将二维量化系统矩阵转换成了一维数组统矩阵转换成了一维数组ZZk），数组的第一个元），数组的第一个元素素ZZ0为直流系数为直流系数DC在在4.2.3节截断霍夫曼编节截断霍夫曼编码中已经讨论过）；码中已经讨论过）；ZZ1）ZZ63元素为交流元素为交流系数系数AC）。）。编码原理编码原理JPEG将其联合编码表示为将其联合编码表示为“NNNNS

9、SSS+尾码尾码”，“NNNN为当前非零值相对于前一个非零为当前非零值相对于前一个非零AC系数系数的零游程计数，表示的零游程计数，表示ZRL；这将；这将“NNNN/SSSS组组合为一个新的前缀码，用二维霍夫曼编码。即为合为一个新的前缀码，用二维霍夫曼编码。即为AC系数编码表示形式。系数编码表示形式。AC编码表示形式编码表示形式连续色调图像的二维编码求出差分值求出差分值DIFFDIFF，查书中，查书中P52P52表表4.24.2即可得前缀码用即可得前缀码用标准的霍夫曼编码）。标准的霍夫曼编码）。(1)DC系数编码系数编码若若ZZZZk k为待编码的非零为待编码的非零ACAC系数，根据系数，根据Z

10、ZZZk k的幅度的幅度范围由范围由P60P60表表4.84.8查出尾码的位数查出尾码的位数B=SSSSB=SSSS，按以下可求得尾，按以下可求得尾码：码： (2)AC系数编码系数编码原码，若原码，若ZZZZk k）00反码，若反码，若ZZZZk k）015ZRL15，则先用，则先用ZRL=16ZRL=16即即NNNN/SSSS=F/0NNNN/SSSS=F/0得到得到码字，再对码字，再对ZRL=ZRL-16ZRL=ZRL-16继续编码，得到继续编码，得到NNNN/SSSSNNNN/SSSS码字，结合码字，结合尾码就可得尾码就可得ACAC系数编码。系数编码。连续色调图像的二维编码例题：设某亮度

11、图像块的量化系数矩阵按例题：设某亮度图像块的量化系数矩阵按Z形扫描得到：形扫描得到： K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 930 31 3263ZZk） 12 5 -2 0 2 0 0 0 1 0 -1 0 而其前一亮度块的量化而其前一亮度块的量化DC系数也为系数也为12，写出编码过程。，写出编码过程。解解(1)DC系数编码系数编码因为因为DIFF=0，查，查P52表表4.2得其码字即为前缀码得其码字即为前缀码“00”。 (2)AC系数编码系数编码第一个非零值第一个非零值ZZ(1)=5，查表，查表4.8得得SSSS=3，根据规则得尾码为原码，根据规则得尾码为原码101；与；与ZZ(0)间无

12、零系数，故间无零系数，故NNNN=0，NNNN/SSSS=0/3查表查表4.9码字码字100；从而；从而ZZ(1)=5的编码为的编码为“NNNN/SSSS+尾码即尾码即100+101得得100101。第二个非零值第二个非零值ZZ(2)=-2，SSSS=2，尾码为反码，尾码为反码01；又与；又与ZZ(1)无零系无零系数，所以数，所以NNNN/SSSS=0/2查表得码字为查表得码字为01；从而；从而ZZ(1)ZZ(2)编码为编码为0101。ZZ(3)ZZ(4)编码为编码为1101110。 ZZ(5)ZZ(8)编码为编码为1110101。连续色调图像的二维编码例题：设某亮度图像块的量化系数矩阵按例题

13、：设某亮度图像块的量化系数矩阵按Z形扫描得到：形扫描得到： K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 930 31 3263ZZk） 12 5 -2 0 2 0 0 0 1 0 -1 0 而其前一亮度块的量化而其前一亮度块的量化DC系数也为系数也为12，写出编码过程。，写出编码过程。ZZ(31)=-1，查表得，查表得SSSS=1，尾码为反码，尾码为反码0；由于；由于NNNN=30-9+1=2215，故先编，故先编ZRL=16，NNNN/SSSS=F/0查表得码字查表得码字11111111001；此后；此后NNNN=22-16=615再编码，再编码，NNNN/SSSS=6/1查查表得码字为表得码字为1111011；所以；所以ZZ(9)ZZ(31)编码为编码为11111111001+11110110。此后无非零值，最直接用一个此后无非零值，最直接用一个EOB结束本块，查表得码字为结束本块，查表得码字为1010。(3)综合前面综合前面(1)和和(2)，可知该图像块的编码为，可知该图像块的编码为 00 100101 0101 1101110 1110101 11111111001 11110110 1010(4)原始图像块要用原始图像块要用8*8*8=512位，压缩后为位