数字视频图像压缩第5章解析.ppt

5.5 预测编码 如果利用上一帧相同空间位置处的像素值作为当前帧预测值的参考像素，这种预测对于图像中的静止背景部分将是很有效的；但对于运动部分这种简单的帧间预测效果并不好，因此一般采用基于运动补偿的帧间预测编码方法，即当前帧的像素值也可以由它沿着运对轨迹所对应当前一帧的像素进行预测。这项技术已广泛应用于视频图像编码的国际标准中，取得了很好的效果。 5.5 预测编码 第六章 数字视频图像压缩 6.6 第二代图像压缩编码 一、小波变换 对于任意的函数 的连续小波变换定义为 6.6 第二代图像压缩编码 二、分形图像压缩编码 5.4 变换编码 通常根据可分离性， 二维DCT可用两次一维DCT来完成， 其算法流程与DFT类似， 即 5.4 变换编码 5.4 变换编码 二、小波变换 5.4 变换编码 小波的定义： 设 （ 表示平方可积的实数空间，即能量有限的信号空间），其傅立叶变换为 。当 满足下面的允许性条件 则称 是基本小波（基小波），或母小波。 5.4 变换编码 将母小波函数 经过平移和伸缩，就可以得到一个小波序列。 其中 a 为伸缩因子或尺度因子， b 为平移因子。 5.4 变换编码 什么是小波： 5.4 变换编码 小波变换定义 对于任意的函数 的连续小波变换定义为 5.4 变换编码 逆变换 5.4 变换编码 5.4 变换编码 短时Fourier变换的基函数和时频分辨 5.4 变换编码 小波变换的基函数和时频分辨 5.4 变换编码 小波变换实现方式： （1） 1989年， Mallat 提出的Mallat 金字塔小波变换……滤波器实现 方法。 （2） 1995年，Swdlen提出的提升小波 变换……时域变换方法。 5.4 变换编码 帧内变换 二维变换 5.4 变换编码 帧间直接变换方法 5.4 变换编码 帧间基于运动轨迹的变换： 5.4 变换编码 第五章 数字视频图像压缩 5.5 预测编码 一、帧内预测编码 1、预测编码的基本思想： 利用视频信号中的时空间冗余度，根据以前的图像帧来预测当前图像帧，或当前图像帧进行空间预测求差，然后只对误差进行量化编码。如果预测误差很小，那么就可以得到较少的平均比特率。预测编码做常采用的形式是差分脉冲编码调制（DPCM）。 5.5 预测编码 差分脉冲编码调制（DPCM）是图像编码技术中研究最早，且应用最广的一种方法，它的重要特点是算法简单、易于硬件实现。 图像来说，预测编码将被图像变换编码所取代；而对于视频图像来说，它充分利用了连续帧之间的统计冗余特性，是当今主流编码技术，并且还会流行于未来。 5.5 预测编码 5.5 预测编码 5.5 预测编码 2、预测编码的系统模型 5.5 预测编码 解码器 5.5 预测编码 预测编码方法： Ｎ为预测阶数 5.5 预测编码 　　预测编码性能的优劣很大程度上取决于预测器的设计，而预测器的设计主要是确定预测器的阶数 N 以及各个预测系数ａｉ。 　　通常预测器的设计不是利用数据源的实际数学模型，而是根据经验，事先准备一个经验数学模型，因为数据源的实际数学模型是非常复杂的，而且是时变的。 5.5 预测编码 　　实验结果表明：以最下均方预测误差设计的预测器不但能获得最小均方预测误差，容易实现，同时在视觉效果上也是比较好的。 5.5 预测编码 5.5 预测编码 实例： = = - = = 一阶预测器： 二阶预测器： 三阶预测器： 5.5 预测编码 3、实例： 5.5 预测编码 ４、预测编码的缺陷 5.5 预测编码 6.5 预测编码 几种预测编码的效果图： 5.5 预测编码 二、帧间预测编码 除了在帧内应用预测外，当前帧的像素值也可以由它所对应当前一帧的像素进行预测，这就是帧间预测编码。帧间预测编码可以减少时间域上的冗余度，从而提高压缩比。 5.3 统计编码 2、哈夫曼编码 编码思想： 对于出现频率越高的字符分配越短的码字。 算法过程： 步骤1：对字符按概率降序排列，将这  些字符看作树的叶节点； 5.3 统计编码 步骤2：当节点数目大于1时： ① 找出两个概率最小的节点分别任意 的分配1和0。 ② 将这两个节点合并成一个新节点， 其概率为参与合并的节点的概  率和，然后返回步骤1。