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多媒体专业技术期末大作业

在软件实现方面,由于PC主机的处理能力正在飞速提高,直接利用主CPU编程实现各种视听压缩和解码算法对于桌面系统及家用多媒体将越来越有吸引力。
1996年上半年,Intel向全球软件界发布了它的微处理器媒体扩展(MMX)技术。这种技术主要是在Pentium或PentiumPro芯片中增加了8个64位寄存器和57条功能强大的新指令,以提高多媒体和通信应用程序中某些计算密集的循环速度。MMX采用单指令ห้องสมุดไป่ตู้数据(SIMD)技术并行处理多个信号采样值,可使不同的应用程序性能成倍提高。如:视频压缩可提高1.5倍,图像处理可提高40倍,音频处理可提高3.7偌,语音识别可提高1.7倍,三维动画可提高20倍。
数据压缩的意义
数据压缩就是在给定的空间 内增加数据 的存储量或对给定的数据量减少存储空间的方法。数据压缩的意义在于:(1)数据压缩可以节省大量的存储空间:在建立数据库时,采用压缩技术可以取得明显的经济效益和社会效益。(2)数据压缩可以减少数据传输时间:在给定传输率的条件下,信息的传送率与价格成反比。为了降低成本,必须进行数据压缩,尽量缩短通讯时间。(3)数据压缩可以节省频带宽度:在相同的通讯时间内,传输率相等时,需传送相同的信息量,压缩数据和未经压缩的数据所需的频带宽度不一样,压缩后的数据所占的频带宽度要小得多。(4)数据压缩后可以使数据保密:由于采用了压缩措施,使原来直接可阅读的原始数据变得不能直接阅读了。只有知道压缩编码规则和解码方法的人,才能将压缩数据恢复成直接可阅读的形式。(5)数据压缩可以使在现有条件 下还不能实用的项目达到实用水平。
多媒体技术期末大作业
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数据压缩技术发展的现状及趋势
数据压缩的定义
其作用是:能较快地传输各种信号,如传真、Modem通信等;在现有的通信干线并行开通更多的多媒体业务,如各种增值业务;紧缩数据存储容量,如CD-ROM、VCD和DVD等;降低发信机功率,这对于多媒体移动通信系统尤为重要。
分形压缩技术是图像压缩领域近几年来的一个热点。这一技术起源于B.Mandelbrot于1977年创建的分形几何学。M.Barnsley在20世纪80年代后期为分形压缩奠定了理论基础。从20世纪90年代开始,A.Jacquin等人陆续提出了许多实验性的分形压缩算法。今天,很多人相信,分形压缩是图像压缩领域里最有潜力的一种技术体系,但也有很多人对此不屑一顾。无论其前景如何,分形压缩技术的研究与发展都提示我们,在经过了几十年的高速发展之后,也许,我们需要一种新的理论,或是几种更有效的数学模型,以支撑和推动数据压缩技术继续向前跃进。
数字压缩的发展趋势
在各种数据类型中,最难实现的是数字机频的实时压缩,因为视频信号尤其是HDTV信号所占据的带宽甚宽,实时压缩需要很高的处理速度。现在,视频解码以及音频的编码、解码多依赖于专用芯片或数字信号处理器(DSP)未完成,并已有许多厂商推出了音视合一的单片MPEG-1、MPEG-2解码器。我国在发展数据压缩技术过程中,则充分利用了软件人才优势。
展望未来
1994年,M.Burrows和D.J.Wheeler共同提出了一种全新的通用数据压缩算法。这种算法的核心思想是对字符串轮转后得到的字符矩阵进行排序和变换,类似的变换算法被称为Burrows-Wheeler变换,简称BWT。与Ziv和Lempel另辟蹊径的做法如出一辙,Burrows和Wheeler设计的BWT算法与以往所有通用压缩算法的设计思路都迥然不同。如今,BWT算法在开放源码的压缩工具bzip中获得了巨大的成功,bzip对于文本文件的压缩效果要远好于使用LZ系列算法的工具软件。这至少可以表明,即便在日趋成熟的通用数据压缩领域,只要能在思路和技术上不断创新,我们仍然可以找到新的突破口。
数据压缩的基本原理
数据压缩技术就是对原始数据进行数据编码或压缩编码。目前常用的压缩编码有:冗余压缩法(无损压缩法、熵编码)和熵压缩法(有损压缩法)两类。前者是冗余度压缩,是一个可逆过程,其编码包括 Huffman编码、算术编码、行程编码以及主要用于文本压缩的基于字典的Lz和Lwz编码;后者是熵压缩,利用某些变换来尽可能地去掉数据中间尤其是相邻数据之间的相关性而实现的压缩。如图片中常常有色彩均匀的背影,电视信号的相邻两帧之间可能只有少量的变化是不同的,声音信号有时具有一定的规律性和周期性等等。但这种变换有时会带来不可恢复的损失和误差,因此叫做不可逆压缩 ,其编码包括预测编码、正交变换编码、向量量化编码、分层编码、频带分割编码等。冗余度压缩的压缩比通常只有几倍,远远不能满足数字视听应用的要求。因此在数字图书馆中一般只使用这种技术来对文本进行压缩。在实际的数字视听设备中,差不多都采用压缩比更高但实际有损的熵压缩技术。只要作为最终用户的人觉察不出或能够容忍这些失真,就允许对数字音像信号进一步压缩以换取更高的编码效率。熵压缩主要有特征抽取和量化两种方法,指纹的模式识别是前者的典型例子,后者则是一种更通用的熵压缩技术。无损压缩是可逆的;有损压缩是不可逆的。
也就是指某信号集合所占的空域、时域和频域空间。信号空间的这几种 形式是相互关联的,存储空间的减少也意味着传输效率的提 高与占用带宽的节省。这就是说,只要采用某种方法来减少某一种信号空间,都能压缩数据。从这个意义上,通过选择不同MODEM的调制与解调方式,可以在同样的频宽上传送更高的数码率,提高了单位频带的利用率,因而也具有频带压缩之功效。
参考文献:
1钟玉琢,多媒体技术基础及应用,清华大学出版社2006-1
2林福宗,多媒体技术教程,清华大学出版社2008-1
数据压缩技术的原理及方法
数据压缩的含义
数据压缩,就是以最少的数码表示信源所发的信号,减少容纳给定消息集合或数据采样集合的信 号空间。
所谓信号空间即被压缩对象是指:一是物理空间,如存储器、磁盘、磁带、光盘等数据存储介质;二是时间区间,如传输给定消息集合所需要的时间;三是电磁频谱区域。如为传输给定消息集合所需要的时间。
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