第4章 多媒体数据压缩编码技术(下).ppt

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1、第四章第四章 多媒体数据压缩编码技术多媒体数据压缩编码技术4.1 数据压缩编码的重要性和分类数据压缩编码的重要性和分类4.2 预测编码预测编码4.3 变换编码变换编码4.4 统计编码统计编码4.5 数据压缩编码的国际标准数据压缩编码的国际标准11、概述、概述1）1986年成立了联合图片专家组。年成立了联合图片专家组。JPEGJoint Photographic Experts Group 主要制定静态图像帧内压缩编码主要制定静态图像帧内压缩编码22）1988年成立了年成立了 MPEG-MOVING PICTURE EXPERT GROUP。它吸收了它吸收了JPEG和和H.261标准标准3 3）

2、CCITT 第第XV研究所研究所 1984年成立了可视电话编码专家组。年成立了可视电话编码专家组。1988年，提出了年，提出了H.261标准视频编码标准视频编码器的建议。器的建议。以满足以满足ISDN日益增长的需要可适日益增长的需要可适用于可视电视和视频电话会议。用于可视电视和视频电话会议。42、JPEG标准压缩编码算法及其实现技术标准压缩编码算法及其实现技术JPEG 标准定义了两种基本压缩算法：标准定义了两种基本压缩算法：(1)基于基于DCT变换有失真的压缩算变换有失真的压缩算法法 (2)基于空间预测编码基于空间预测编码DPCM的无失的无失真压缩算法。真压缩算法。5Progressive方式

3、方式自适应算法编码框图如下自适应算法编码框图如下:DCTDCTDCTDCT变换变换变换变换量化器量化器量化器量化器压缩图像数据压缩图像数据压缩图像数据压缩图像数据表说明表说明表说明表说明表说明表说明表说明表说明原图像原图像数据数据熵编熵编熵编熵编码器码器码器码器8*88*88*88*8块块块块6这两个图表示同一单分量这两个图表示同一单分量 Y U V R G B压缩图像压缩图像压缩图像压缩图像数据数据数据数据熵熵熵熵解码器解码器解码器解码器逆量化器逆量化器逆量化器逆量化器IDTCIDTCIDTCIDTC恢复图像恢复图像恢复图像恢复图像数据数据数据数据表说明表说明表说明表说明表说明表说明表说明表

4、说明7离散余弦变换离散余弦变换(DCT)JPEG采用采用88二维离散余弦变换。二维离散余弦变换。DCT(Discrete Cosine Transform)分成分成8 8小块。小块。888 FDCT和和IDCT表达式如下表达式如下:9量化量化均衡量化器均衡量化器 其量化间隔是等长的其量化间隔是等长的非均衡量化器非均衡量化器 其量化间隔是不等长的其量化间隔是不等长的自适应量化器自适应量化器 其量化间隔是随传送数据而变其量化间隔是随传送数据而变10量化特性量化特性量化特性量化特性11亮度量化表亮度量化表对对Y Y分量分量12色度量化表色度量化表对对U V U V 分量分量13差分差分DC编码编码对

5、直流分量对直流分量DC14ACAC系系数数“Z”Z”字字顺顺序序对对交流分量，交流分量，Z Z字型编码字型编码15用两个字节表示行程编码用两个字节表示行程编码16熵编码熵编码 对于对于DC和和AC行程码，再行程码，再作基于统计特性的熵编码。分作基于统计特性的熵编码。分两步进行：两步进行：1.首先把首先把DC码和码和AC行程码转行程码转换成中间符号序列。换成中间符号序列。17熵编码熵编码2.然后对这些符号序列赋以变长的然后对这些符号序列赋以变长的码字。码字。(1)中间格式由两个符号组成：中间格式由两个符号组成：n n 符号符号1，行程，尺寸，行程，尺寸(分组分组)n n 符号符号2，幅值，幅值1

6、819例例:设某亮度子块的序列如下设某亮度子块的序列如下zz(k)DC,AC01AC07AC7751251251251251251251251288888888图像图像图像图像 88888888系数系数系数系数(量化量化量化量化)20 K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-30 31 32-63 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-30 31 32-63 系数系数 12 5 -2 0 2 0 0 0 1 0 -1 0 12 5 -2 0 2 0 0 0 1 0 -1 0 按按JPEG基本系统编码给出该子块的编码。基本系统编码给出该子块的编码。zz(kzz(k)DC,AC01AC07A

7、C7721(1)对对DC系数系数12，落入，落入(-15.-8，8.15)n 查表查表4.5(P140页页)得得4；n 查亮度查亮度DC系数表系数表4.6(P140页页)得得 101n 而而12为为1100 所以得到编码所以得到编码101110022(2)对对AC系数系数ZZ(1)=5，落入落入(-7-4,47)w w 查表查表4.5(P140页页)得得3；w w 因为与因为与ZZ(0)间无间无0个数个数,所以所以NNNN=0用用 0/3 查亮度查亮度AC系数表系数表4.8(P141页页)得得 100w w 而而ZZ(1)=5为为101 所以得到编码所以得到编码100101 23(3)(3)对

8、对ACAC系数系数ZZ(2)=-2ZZ(2)=-2，落入落入(-3-2(-3-2，2-2-2)2)查表查表4.5(P1404.5(P140页页)得得2 2；w w 因为与因为与ZZ(2)ZZ(2)间无间无0 0个数个数,所以所以NNNN=0NNNN=0用用 0/2 0/2 查亮度查亮度ACAC系数表系数表4.8(P1414.8(P141页页)得得 0101w w 而而ZZ(2)=-2ZZ(2)=-2为为01 01 所以得到编码所以得到编码0101010124(4)(4)(4)(4)对对对对ACACACAC系数系数系数系数ZZ(3)=0 ZZ(4)=2 ZZ(3)=0 ZZ(4)=2 ZZ(3)

9、=0 ZZ(4)=2 ZZ(3)=0 ZZ(4)=2 中间有一个中间有一个中间有一个中间有一个0 0 0 0 ZZ(4)=2 ZZ(4)=2 ZZ(4)=2 ZZ(4)=2 查表查表查表查表4.5(P1404.5(P1404.5(P1404.5(P140页页页页)得得得得2 2 2 2；w w 因为与因为与因为与因为与ZZ(3)ZZ(3)ZZ(3)ZZ(3)间间间间 有有有有1 1 1 1个个个个0,0,0,0,所以所以所以所以NNNN=1NNNN=1NNNN=1NNNN=1用用用用1/21/21/21/2查亮查亮查亮查亮度度度度ACACACAC系数表系数表系数表系数表4.8(P1414.8(

10、P1414.8(P1414.8(P141页页页页)得得得得 11011110111101111011w w 而而而而ZZ(4)=2ZZ(4)=2ZZ(4)=2ZZ(4)=2为为为为10 10 10 10 所以得到所以得到所以得到所以得到 ZZ(3)-ZZ(4)ZZ(3)-ZZ(4)ZZ(3)-ZZ(4)ZZ(3)-ZZ(4)编码编码编码编码110111011011101101110110111025(5)(5)(5)(5)对对对对ACACACAC系数系数系数系数ZZ(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 ZZ(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 ZZ(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 Z

11、Z(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 中间有中间有中间有中间有3 3 3 3个个个个0 ZZ(8)=1 0 ZZ(8)=1 0 ZZ(8)=1 0 ZZ(8)=1 查表查表查表查表4.5(P1404.5(P1404.5(P1404.5(P140页页页页)得得得得1 1 1 1；w w 因为与因为与因为与因为与ZZ(5)ZZ(5)ZZ(5)ZZ(5)间间间间 有有有有3 3 3 3个个个个0,0,0,0,所以所以所以所以NNNN=3NNNN=3NNNN=3NNNN=3用用用用 3/1 3/1 3/1 3/1 查亮度查亮度查亮度查亮度ACACACAC系数表系数表系数表系数表4.8(P1414.

12、8(P1414.8(P1414.8(P141页页页页)得得得得 111010111010111010111010w w 而而而而ZZ(8)=1ZZ(8)=1ZZ(8)=1ZZ(8)=1为为为为1 1 1 1 所以得到所以得到所以得到所以得到 ZZ(5)-ZZ(8)ZZ(5)-ZZ(8)ZZ(5)-ZZ(8)ZZ(5)-ZZ(8)编码编码编码编码111010111101011110101111010126(6)ZZ(9)-ZZ(30)=0 ZZ(31)=-1(6)ZZ(9)-ZZ(30)=0 ZZ(31)=-1 0 0的个数：的个数：30-9+1=22 15 30-9+1=22 15 所以先所以

13、先编一个编一个 F/0 ZRL F/0 ZRL 查表查表4.8 4.8 得到编码得到编码1111111100111111111001 22-16=6 22-16=6个零个零 6/16/111110111111011 -1 -1 0 0 编码编码111101101111011027(7)ZZ(32)-ZZ(63)=0 用用EOB结束（查表结束（查表4.8），），0/0101028DCDC系数系数系数系数12 ZZ(1)=5 ZZ(2)=-212 ZZ(1)=5 ZZ(2)=-21011100 100101 01011011100 100101 0101ZZ(3)=0 ZZ(4)=2 ZZ(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 ZZ(3)=0 ZZ(4)=2 ZZ(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 1101110 11101011101110 1110101ZZ(9)-ZZ(30)=0 ZZ(31)=-1 ZZ(32)-ZZ(63)=0 ZZ(9)-ZZ(30)=0 ZZ(31)=-1 ZZ(32)-ZZ(63)=0 11111111001 11111111001 1111011011110110 1010 101029