音視頻理論:離散余弦變換-DCT

離散余弦變換在壓縮的時(shí)候中的應(yīng)用


多媒體數(shù)據(jù)的顯著特點(diǎn)就是數(shù)據(jù)量非常大,解決方案就是進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮,壓縮后進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)輸,到需要的時(shí)候進(jìn)行解壓和還原。

1 多媒體數(shù)據(jù)其中有大量的冗余,數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)就是利用多媒體數(shù)據(jù)的冗余性來(lái)減少數(shù)據(jù)量的方法:

常見(jiàn)的冗余類型有: 時(shí)間冗余,空間冗余 ,視覺(jué)冗余? ? ? ?

?? ??


<1> 空間冗余:一副圖像表面上各采樣點(diǎn)的顏色之間往往會(huì)存在空間連貫性。

用到的方法: 幀內(nèi)壓縮,顏色相同的塊進(jìn)行幀內(nèi)壓縮。

<2> 時(shí)間冗余: 相鄰幀之間,前后幀之間有很多相同的地方,這種共同性是由于相鄰幀記錄了相鄰時(shí)刻的同一場(chǎng)景畫面,所以稱為時(shí)間冗余

同樣,語(yǔ)音數(shù)據(jù)中也存在時(shí)間冗余。如圖:


數(shù)據(jù)的壓縮方法:

一? ?按照壓縮的方法是否產(chǎn)生失真分類

?1? 無(wú)失真壓縮? ? ?根據(jù)現(xiàn)在的技術(shù)水平,這種壓縮可以將源數(shù)據(jù)壓縮1/2或者1/4,常見(jiàn)的壓縮算法有:哈夫曼算法和lzw算法

?2? 有失真壓縮? ? ? 顧名思義,解壓后的數(shù)據(jù)和原來(lái)有所偏差,但是不影響表達(dá),例如:圖像,視頻,音頻壓縮,壓縮比可以到100:1.,人的感官同樣感覺(jué)不到。

二? ?按照壓縮的方法的原理分類

1預(yù)測(cè)編碼: 根據(jù)已經(jīng)編碼的預(yù)測(cè)相鄰的一個(gè)像素點(diǎn)的值

2 變換編碼:不是很理解。。?!皩I(yè)說(shuō)法:將圖像的光強(qiáng)矩陣變換到系數(shù)空間上,然后對(duì)系數(shù)進(jìn)行編碼壓縮”

3 統(tǒng)計(jì)編碼:根據(jù)信息出現(xiàn)的概率分布進(jìn)行壓縮編碼

4 分析-合成編碼:基元和特征參數(shù)(不是很理解)

5 混合編碼:混合以上各種單一壓縮的長(zhǎng)處,力求壓縮比和壓縮效率,保真度最佳!


圖像壓縮編碼舉例:

一? 行程編碼( 簡(jiǎn)稱 RLE): 具有相同顏色并且是連續(xù)的像素?cái)?shù)目稱為行程長(zhǎng)度。

特點(diǎn): 編碼簡(jiǎn)單直觀,編碼/解碼速度塊,因此許多圖形和視頻文件,如 .bmp? ?.avi? .tiff? 的格式的文件的壓縮均采用這種方式



行程編碼的優(yōu)點(diǎn)/缺點(diǎn): 1 直觀經(jīng)濟(jì)? 2無(wú)損壓縮? ?3不適合顏色豐富的自然圖像? ? ? ? ?需要和其他的技術(shù)一起使用


二? 哈夫曼編碼: 由于圖像中的表示顏色出現(xiàn)的概率的不同,對(duì)頻率高的賦值較短的字長(zhǎng)的碼,對(duì)出現(xiàn)頻率小的編于較長(zhǎng)字長(zhǎng)的碼,從而減少總的代碼量,但不減少總的信息量。



基于DCT圖像的壓縮:

將在空域上描述的圖像,經(jīng)過(guò)某種變換(余弦變換,傅立葉變換),在某種變換域里描述,首選降低圖像的相關(guān)性,其次進(jìn)行某種圖像處理

(如 頻域的二維濾波)以及熵編碼,可以進(jìn)一步壓縮圖像的編碼比特率。

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