数据压缩与编码技术
多媒体数据压缩编码的种类
多媒体数据压缩方法根据不同的依据可产生不同的分类。通常根据压缩前后有无质量损
失分为有失真(损)压缩编码和无失真(损)压缩编码。
无损压缩:利用信息相关性进行的数据压缩并不损失原信息的内容。是一种可逆压缩,
即经过文件压缩后可以将原有的信息完整保留的一种数据压缩方式,如RLE压缩,huffman
压缩、算术压缩和字典压缩。
有损压缩:经压缩后不能将原来的文件信息完全保留的压缩,是不可逆压缩。如静态图
像的JPEG压缩和动态图像的MPEG压缩等。有损压缩丢失的是对用户来说并不重要的、
不敏感的、可以忽略的数据。
无论是有损压缩还是无损压缩,其作用都是将一个文件的数据容量减小,又基本保持原
来文件的信息内容。压缩的反过程-----解压缩,将信息还原或基本还原。
压缩编码的方法有几十种之多,如预测编码、变换编码、量化与向量编码、信息熵编码、
子带编码、结构编码、基于知识的编码等。其中比较常用的编码方法有预测编码、变换编码
和统计编码。没有哪一种压缩算法绝对好,压缩效率高的算法,其具体的运算过程相对就复
杂,即需要更长的时间进行转化编码操作。
图1.3 音频信号的压缩方法
多媒体数据压缩编码的国际标准
国际电活电报咨询委员会CCITT和ISO联合定的数字化图像压缩国际标淮,主要有三
个标准: 用于计算机静止图像压缩的JPEG、用于活动图像压缩的MPEG数字压缩技术和
用于会议电视系统的H.261压缩编码。
(1) JPEG标准
联合图像专家小组,多年来一直致力于标准化工作,他们开发研制出,连续色调、多级
灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法。这个压缩编码方法称为JPEG(Joint Photographic
Experts Group)算法。JPEG算法被确定为JPEG国际标准,它是国际上,彩色、灰度、静
止图像的第一个国际标准。JPEG标准是一个适用范围广泛的通用标准。它不仅适于静图像
的压缩;电视图像序列的帧内图像的压缩编码,也常采用JPEG压缩标准。采用JPEG标准
可以得到不同压缩比的图像,在使图像质量得到保证的情况下,可以从每个像素24bit减到
每个像素1bit甚至更小。
JPEG 标准定义了两种基本压缩算法:一是:基于DCT变换有失真的压缩算法。二是:
基于空间预测编码DPCM的无失真压缩算法。
(2)MPEG标准
MPEG(Moving Picture Experts Group)的中文意思是运动图像专家小组。MPEG和JPEG
两个专家小组,都是在ISO领导下的专家小组,其小组成员也有很大的交叠。JPEG的目标
是专门集中于静止图像压缩,MPEG的目标是针对活动图像的数据压缩,但是静止图像与活
动图像之间有密切关系。
(3)H.261标准
H.261标准是面向可视电话和电视会议系统的视频压缩算法的国际标准。