图像压缩与主观保真度评价

"主观保真度-浙江大学《数字图像处理》第六章" 在图像处理领域，主观保真度是一个重要的概念，特别是在图像压缩中。当处理的图像最终目的是给人眼观察时，利用人类视觉系统的特性来评估图像质量比仅仅依赖客观的度量标准更有意义。这是因为相同客观保真度的图像在人眼看来可能会有不同的视觉效果。人的视觉系统对图像的细节非常敏感，例如，它对灰度突变和边缘轮廓附近的误差特别敏感，这些地方的误差会比图像背景上的误差更显著地影响到图像质量。此外，由于人眼对光强的对数响应，图像暗部的误差通常比亮部的误差更易察觉。这些因素在客观保真度标准中往往难以体现，因此，主观保真度评价成为评价图像质量不可或缺的一部分。 第六章《图像压缩》深入探讨了图像压缩的各个方面。图像压缩的必要性在于，数字图像数据量巨大，这给存储和传输带来了挑战。例如，一个512x512像素的黑白图像需要256KB的存储空间，而一部90分钟的彩色电影则需要大约97,200MB的存储，这还不包括音频数据。因此，为了高效利用有限的存储资源和快速传递图像，图像压缩技术显得至关重要。 图像压缩可以分为两类：无损压缩和有损压缩。无损压缩确保图像在解压后能精确恢复到原始状态，适用于法律文件和医学图像等需要保持信息完整性的场景。有损压缩则允许一定程度的图像失真，以换取更高的压缩比，常见于广播、电视电话等应用场景。 压缩编码技术包括符号编码、空间域编码和变换域编码等多种方法。符号编码涉及定长和变长编码，如自然二进码、格雷码、哈夫曼编码等。空间域编码主要处理图像的像素关系，而变换域编码则是通过傅里叶变换、K-L变换、余弦变换、子带编码、小波编码等手段将图像从空间域转换到频率域，以利于压缩。其他编码方法如矢量量化、基于模型的编码、神经网络编码、分形编码等则进一步拓展了图像压缩的边界。 冗余度是图像压缩的基础，指的是图像数据中可以被减少或消除的部分。保真度是指压缩后的图像与原始图像的相似程度，而信息量则是衡量图像中独特和有用信息的多少。通过去除冗余度，同时保证在可接受的保真度范围内，可以有效地降低图像的数据量，实现有效的压缩。