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多媒体通信编码详解:数据压缩与冗余去除
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更新于2024-06-29
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多媒体通信之编码课程深入探讨了数据在多媒体通信中的关键作用,共包含91页内容。课程分为两个主要部分:数据编码和数据压缩。 在数据编码章节,首先介绍了编码的两大类别:信源编码和信道编码。信源编码旨在通过表示和压缩信号源产生的信号,提高数据的有效性,如赫夫曼编码和算术编码,它们关注的是信号的高效表示。另一方面,信道编码关注信号在传输过程中的可靠性和错误处理,比如行程长度编码和词典编码,以及更复杂的变换编码、基于模型编码和分形编码,这些方法旨在减少错误并进行有效的错误检测和校正。 数据压缩是多媒体通信的核心内容,它针对多媒体数据的高数据量进行处理。原因在于原始数据存在大量的冗余,包括空间冗余(规则物体和背景的有序性)、时间冗余(相邻帧之间的相似性)以及信息熵冗余(基于概率的编码冗余)。通过压缩,如JPEG对图像的视觉冗余的消除,可以显著降低存储和传输的需求。压缩过程的目标是尽可能减少比特数,同时保持信号质量在可接受范围内,压缩后的数据经过解压缩,即数据解码,恢复成原始信号。 课程还详细讨论了数据压缩的评估和分类,以及不同类型的压缩算法如何实现这些目标。此外,未压缩信源的大致比特率也是一个重要的参考指标,用于衡量压缩前后的数据流量变化。 多媒体通信之编码课程提供了全面的理论框架和技术手段,帮助理解如何在现代通信系统中高效地管理和传输多媒体数据,确保在有限的资源下实现高质量的视听体验。通过学习这些编码技术和原理,专业人士能够优化多媒体内容的存储、传输和处理效率,提升用户体验。
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2.1.3压缩和解压缩过程
• 数据压缩的典型操作包括预准备、处理、
量化和编码等过程。
第十五页,共91页。
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2.1.3压缩和解压缩过程
• 解压缩是压缩的逆过程
• 具体的编码器和解码器以不同的方法构成
–在对称应用中(如对话应用),编码和解码代价
应基本相同
–在非对称应用中,解码过程比编码过程耗费的
代价要小,这种技术用于以下情形:
• 压缩的过程仅一次,采样的时间不限 ;
• 解压缩经常用到并需要迅速完成。
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2.1.4压缩评价和分类
• 衡量数据压缩技术的三个重要指标:
–压缩比:要大。
–恢复效果:要好,要尽可能地恢复原始数据。
–压缩算法:要简单,压缩、解压速度快,尽可
能地做到实时压缩、解压。
第十七页,共91页。
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2.1.4压缩评价和分类
• 影响多媒体数据压缩技术发展的因素:
–技术的使用目的
• 面向存储的技术:要求实时,非常看重压缩能力
• 面向传输的技术:编解码算法实现的实时性和成本
却是非常敏感的问题。压缩算法的压缩能力、实现
复杂性与成本等方面进行平衡与折中
–数据模型
• 数据模型的选择和参数优化对于压缩算法的进步也
十分关键
第十八页,共91页。
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压缩分类(1)
• 根据压缩过程中是否减少了熵,目前常用的压缩编码方
法可以分为两大类:
无损压缩编码(Lossless compression coding)
压缩是可逆的,也称为无失真压缩、冗余压缩或熵编码
一般用于文本、数据以及应用软件的压缩
压缩比较低,如LZ编码、行程长度编码、赫夫曼编码的压缩比一
般在2:1至5:1之间
有损压缩编码(Loss compression coding)
压缩是不可逆的,也称为熵压缩法
允许一定程度的失真,压缩比高
第十九页,共91页。
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