4）Walsh-Hadamard变换（WHT）
压 这个字典。
缩
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4
7.3.4 无损预测编码
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第
七章可 编
1. 预测编码的基本思想 通过仅提取每个像素中的新信息, 并对它们编
图辑 码来消除像素间的冗余。
像 压
一个像素的新信息定义为该像素的当前值与预
缩 测值的差。
正是由于像素间有相关性，所以才使预测成为
可能。
5
2. 无损预测编码
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7.4.2.3 实现变换压缩算法的主要问题
第
七章可 编
变换的选择
图辑
像
压
子图尺寸的选择
缩
位分配
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18
7.4.2.3 实现变换压缩算法的主要问题
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第
七章可 编 图辑
像
1. 变换的选择
可以选择的变换 1）Karhunen-Loeve变换(KLT)
压 缩
2）离散傅立叶变换（DFT）
3）离散余弦变换（DCT）
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第
七章可 编
1. 有损压缩概述：
有损压缩是： 牺牲图像复原的准确度以换取压缩能力的增加。 如果产生的失真可以容忍，则压缩能力的增加是有效的。
图辑
像 压 缩
有损压缩方法的压缩比： 在图像压缩比大于30:1时，仍然能够重构图像。 在图像压缩比为10:1到20:1时，重构图像与原图几乎没有
差别。
7.3.2 LZW编码
第
七章可 编 1. 背景：是Lemple、Ziv最早提出，然后由Welch
图辑 充实的有专利保护的LZW算法。
像
压 缩
2.
基本思想：去除像素间冗余。
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1
7.3.2 LZW编码
第 (1) 在压缩过程中动态地形成一个字串表(字典)。
七章可 编 图辑
像
(2) (2) (a) 每当压缩扫描图像发现一个字典中没有的 字符序列，就把该字符序列存到字典中。
压 63 59 66 90 109 85 69 72 7 -21 -62 9 11 -7 -6 6
缩 62 59 68 113 144 104 66 73 -46 8 77 -25 -30 10 7 -5
63 58 71 122 154 106 70 69 -50 13 35 -15 -9 6 0 3
七章可 编
像，通过变换这些子图像，得到(N/n)2个n n的子图像除每个子图像内部像素之间的相关性
压 ，或将尽可能多的信息集中到尽可能少的变换系数上。
缩
√ 量化：有选择地消除或较粗糙地量化携带信息最少的系数
，因为它们对重建的子图像的质量影响最小。
√ 符号编码：对量化的系数进行编码（常利用变长码）。
无损压缩的压缩比很少有能超过3:1的。
有损压缩和无损压缩的根本差别在于有没有量化模块。
9
7.4.1 有损预测编码
第
七章可 编 图辑
有损预测编码和变换编码都是有损压缩。 • 有损预测编码系统：直接对像素在图像空间进行
像 压
操作, 称为空域方法。
缩
• 变换编码：基于图像变换的编码方法，称为变换
域（频域）方法。
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4 有损预测编码系统
输入图像 +
en
量化器
e n
第
七章可 编编码 图辑
fn -
fn
预测器 fn +
+
像
压
缩
压缩图像
符号 e n +
解码
+
解码
fn
预测器
符号 编码 压缩图像
fn
解压缩图像
12
7.4.1 有损预测编码
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第
量化器插在符号编码器和预测误差产生处之
七章可 编
间，把原来无损编码器中的整数舍入模块吸收了进 来
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10
2 有损预测的基本思想
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对预测误差进行量化，通过消除视觉心理冗
第 余，达到对图像进一步压缩的目的。
七章可 编 图辑
3 算法的演变
像 压
a) 无损预测压缩的基础是：
缩
• 原图像值fn与预测值 fˆ之n 间的误差en。有公式：
en fn fˆn
• 解码与编码使用相同的预测器
b) 有损预测编码的演变——引入量化
图辑
像
量化器将预测误差映射到输出 e n 中，e n 确定
压 了有损预测编码中的压缩量和失真量
缩
反馈环的输入是过去预测和与其对应的量化
误差的函数
fn enfˆn
13
7.4.2 变换编码 7.4.2.1 变换编码的基本思想
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第 基于图像变换的编码方法。
七章可 编 图辑
用一个可逆的、线性的变换（如傅立叶变换）， 把图像映射到变换系数集合，然后对该系数集合
压
(b) 并用字典的地址（编码）作为这个字符序
缩
列的代码，替换原图像中的字符序列。
(c) 下次再碰到相同的字符序列，就用字典的
地址代替字符序列。
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2
3 LZW编码例子：
第
七章可 编 图辑
像 压 缩
3
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7.3.2 LZW编码
第
七章可 编
压缩的结果，除了压缩图像外，不需要传输压
图辑
像
缩过程中形成的字典，而在解压缩时,临时恢复
像 进行量化和编码。
压 缩 大多数图像变换得到的系数值都很小，这些系数
可以较粗地量化，或忽略不计，且仅以较小的图
像失真为代价。
虽然失真很小，信息仍然不能完全复原，所以还
是有损压缩。
14
7.4.2.1 变换编码的基本思想
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第 变换编码的基本思想—举例
七章可 编
原始图像
相应的DCT系数
图辑
像 52 55 61 66 70 61 64 73 -415 -29 -62 25 55 -20 -1 3
无损预测编解码系统
第 输入图像
fn
en
+
符号
七章可 编
图辑
像
预测器
压 编码
最接近 的整数
-
fn
编码 压缩图像
缩
压缩图像
符号
en
+
解码
+
fn
解压缩图像
解码
fn
预测器
6
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7.3.4 无损预测编码
第
七章可 编 图辑
像 压 缩
7
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7.3.4 无损预测编码
第
七章可 编 图辑
像 压 缩
8
7.4 有损压缩
67 61 68 104 126 88 68 70 11 -8 -13 -2 -1 1 -4 1
79 65 60 70 77 68 58 75 -10 1 3 -3 -1 0 2 -1
85 71 64 59 55 61 65 83 -4 -1 2 -1 2 -3 1 -2
87 79 69 68 65 76 78 94 -1 -1 -1 -2 -1 -1 15 0 -1
7.4.2.2 变换编码系统
第
七章可 编
变换编码系统
图输辑入图像
像(NN)
构造nn
压
的子图
正向变换
缩编码器
量化器
符号 压缩图像 编码器
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压缩的图像 解码器
符号 解码器
逆向变换
合成nn 的子图
解压图像
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7.4.2.2 变换编码系统
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第 √ 构造子图像：一幅NN图像先被分解成尺寸为n n的子图