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17
信息熵冗余
理论状态下，b(yi)应设为：
b(y)logp
i
2i
式中，pi是yi的发生概率、由于要预先估算出
{p,p...p } 很困难．因此 实际上一般取：
01
k1
b(y)b(y)...b(y)
0
1
k 1
因此，单位数据量d的值必然大于信息熵E，产 生信息熵冗余。
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三、数据压缩编码应用领域
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3
第一节 多媒体数据压缩编码概述
1、多媒体数据压缩的必要性 2、多媒体数据压缩的可能性 3、多媒体数据压缩的应用领域 4、多媒体数据压缩编码方法的分类 5、多媒体数据压缩编码方法的评价
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4
一、压缩编码的必要性
存储
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5
一、压缩编码的必要性
传输
h
6
二、压缩编码的可能性
1、人类不敏感因素： ❖ 听觉：对某些频率的音频信号不敏感 ❖ 视觉：人眼存在所谓的 “视觉掩盖效应”即人眼 对亮度比较敏感，而对边缘的强烈变化并不敏感
前 数字化 (8khz、8位、单声道)
0.36KB/分
后
一秒：8KHz×8bit＝64kb/s 一分：64kb/s×60s/min ＝ 3840kb/min ＝ 480 KB/分
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9
数据冗余的种类
❖ 空间冗余 ❖ 时间冗余 ❖ 结构冗余
❖ 知识冗余 ❖ 视觉冗余 ❖ 信息熵冗余
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空间冗余
规则物体的表面具有物理相关性，将其表面数 字化后表现为数据冗余。
2、存在数据冗余
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7
数据冗余的基本概念
冗余是指信息所具有的各种性质中多余的无用空间， 其多余的程度叫做“冗余度”
信息量、数据量和冗余量之间的关系式： I = D- du
I代表信息量 D表示数据量 du是冗余量
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8
数据冗余的例子
播音员播音： 180字/分钟， 4kHz
计算机中用2个字节表示一个汉字 ，即360字节/分钟
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15
信息熵冗余
信息熵，又称编码冗余，是指一组数据所携带的信 息量，一般定义为：
E k1 p•logpi
i
2
i0
E为信息熵 k为数据类数或码元 的个数 Pi为发生概率
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信息熵冗余
编码时，为使单位数据量d等于E或接近E：
k1
d pb(y)
i
i
i0
d为单位数据量 k为数据类数或码元的个数 b(yi)为分配给码元类yi的比特数
K-L变换 DCT变换
量化编码 小波变换编码 分行图像 子带编码
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20五、压缩编码方法的评价源自衡量一种数据压缩方法好坏有三个重要指标： ❖ 压缩比要大 ❖ 实现压缩的算法要简单，压缩解压缩速度快， 尽可能实时压缩解压 ❖ 恢复效果要好，尽可能恢复原始数据
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❖ 图像信号、视频信号和音频信号的压缩编码 ❖ 文件存储系统和分布式系统的数据压缩编码 ❖ 为数据安全保密而开发的数据压缩编码
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四、压缩编码方法分类
多媒体数据压缩编码
无失真编码
统计编码
行程编码 LZW编码 霍夫曼编码 算术编码
有失真编码
预测编码 变换编码 分析合成编码
DPCM编码 ADPCM编码
第六章 多媒体数据压缩编码技术
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1
学习内容
一、多媒体数据压缩编码概述 二、多媒体数据压缩编码基本原理 三、常见的多媒体数据压缩编码方法
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2
学习目标
1、了解多媒体数据压缩编码的必要性和可能性 2、了解数据压缩技术的性能指标 3、掌握数据压缩编码基本原理 4、掌握常见的多媒体数据压缩编码方法：前缀编 码、Shannon-Fano 编码、Huffman编码等
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时间冗余
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结构冗余
在数字化图像中，具有规则纹理的表面、大面 积相互重叠的相同图案，规则有序排列的图形等结 构，都存在数据冗余，这种结构上的冗余叫做“结 构冗余”。
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知识冗余
人类一旦掌握了知识，凭借经验就可辨别事 物，无须进行全面的比较和辨别。
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14
视觉冗余
人类的视觉敏感度一般小于图像的表现力，图 像的微小色彩变化、亮度层次的细腻变化以及轮廓 的细微差别不易察觉，这就产生了视觉冗余。