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数字图像处理图讲义像编码


地址代替字符序列。
3 LZW编码例子:
第 七 章 图 像 压 缩
7.3.2 LZW编码



压缩的结果,除了压缩图像外,不需要传输压
图 像
缩过程中形成的字典,而在解压缩时,临时恢复这
压 个字典。

7.3.4 无损预测编码
第 七
1. 预测编码的基本思想
章 通过仅提取每个像素中的新信息, 并对它们编
图 像 √ 正向变换:目的是解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。

√ 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)。
7.4.2.3 实现变换压缩算法的主要问题
7.4.2.3 实现变换压缩算法的主要问题
第 对变换的评价

按信息封装能力排序:

KLT,DCT,DFT,WHT
图 像
但KLT的基图像是数据依赖的,计算量大,因
压 而很少使用。 DFT的块效应严重。常用的是DCT
缩 ,已被国际标准采纳,作成芯片。其优点有:
(1) 基本没有块效应。
(2) 信息封装能力强,把最多的信息封装在最少

七 章
变换的选择



子图尺寸的选择

位分配
7.4.2.3 实现变换压缩算法的主要问题

七 章
1. 变换的选择
图 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)
4)Walsh-Hadamard变换(WHT)
5)小波变换等
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 0 -1
7.4.2.2 变换编码系统
第 七
差别。
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。
7.4.1 有损预测编码
第 七
有损预测编码和变换编码都是有损压缩。

图 • 有损预测编码系统:直接对像素在图像空缩
• 变换编码:基于图像变换的编码方法,称为变换
域(频域)方法。
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。
7.4.2.1 变换编码的基本思想
第 变换编码的基本思想—举例


原始图像
相应的DCT系数

像 52 55 61 66 70 61 64 73 压 63 59 66 90 109 85 69 72 缩 62 59 68 113 144 104 66 73
变换编码系统

图输入图像
像(NN) 构造nn

的子图
缩编码器
正向变换
量化器
符号 压缩图像 编码器
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
7.4.2.2 变换编码系统
第 √ 构造子图像:一幅NN图像先被分解成尺寸为n n的子图
七 章
像,通过变换这些子图像,得到(N/n)2个n n的子图像变换 数组。
数字图像处理图像编 码
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

图 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。

(b) 并用字典的地址(编码)作为这个字符序

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
4 有损预测编码系统
输入图像 +

fn -

章 编码 图
fn
en
en
量化器
预测器 fn +
+



压缩图像
符号 en +
解码
+
解码
fn
预测器
符号 编码 压缩图像
fn
解压缩图像
7.4.1 有损预测编码

量化器插在符号编码器和预测误差产生处之
七 章
间,把原来无损编码器中的整数舍入模块吸收了进 来
-415 -29 -62 25 55 -20 -1 3 7 -21 -62 9 11 -7 -6 6 -46 8 77 -25 -30 10 7 -5
63 58 71 122 154 106 70 69 -50 13 35 -15 -9 6 0 3
67 61 68 104 126 88 68 70 11 -8 -13 -2 -1 1 -4 1
2 有损预测的基本思想
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
图 3 算法的演变
像 压
a) 无损预测压缩的基础是:

• 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 像
量化器将预测误差映射到输出 en 中,en 确定
压 了有损预测编码中的压缩量和失真量

反馈环的输入是过去预测和与其对应的量化
误差的函数
fnenfˆn
7.4.2 变换编码 7.4.2.1 变换编码的基本思想
第 基于图像变换的编码方法。
七 章
用一个可逆的、线性的变换(如傅立叶变换),
图 把图像映射到变换系数集合,然后对该系数集合
图 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。
2. 无损预测编码
无损预测编解码系统
第 输入图像
fn
en
+
符号
七 章
-
编码 压缩图像
图 像
预测器
最接近 的整数
fn
压 编码

压缩图像
符号
en
+
解码
+
fn
解压缩图像
解码
fn
预测器
7.3.4 无损预测编码
第 七 章 图 像 压 缩
7.3.4 无损预测编码
第 七 章 图 像 压 缩
7.4 有损压缩
第 七 章
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。

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
的系数中。
2. 子图像尺寸的选择
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