论文题目:多媒体图像压缩算法分析
论文摘要:
多媒体数据压缩技术是实现实时有效地处理、传输和存储庞大的多媒体数据的关键技
术。多媒体技术是当今信息技术领域发展最快、最活跃的技术,是新一代电子技术发展和
竞争的焦点。多媒体技术融计算机、声音、文本、图像、动画、视频和通信等多种功能于
一体,借助日益普及的高速信息网,可实现计算机的全球联网和信息资源共享,因此被广
泛应用在咨询服务、图书、教育、通信、军事、金融、医疗等诸多行业,并正潜移默化地
改变着我们生活的面貌。 以图像为主要载体的多媒体信息大大地丰富了我们的生活。为了
有效地解决大量图像存储的问题,图像压缩编码技术便应运而生,利用有损压缩和无损压缩
等方法,对图像、音频、视频等多媒体数据进行压缩,以保留尽可能少的有用信息。本文主要
是把所学的图像压缩算法涉及的知识应用于实践,对目前普遍采用的多媒体数据及其压缩
算法加以研究,同时介绍了图像压缩所采用的分类、方法及其标准。
关键词:多媒体 图像压缩 压缩 算法
正 文:
多媒体图象压缩的目的是在满足一定的图象质量(或称失真度)的条件下,用尽可能少
的比特数来表示原始图象,以提高图象传输的效率和减少图象存储量,这在信息论中称为
信源编码。
首先对原图象数据进行分块,即分成 8×8 象素方块,每块数据依次送入编码器,每块
数据送入编码器后,首先进入 DCT 变换器,然后把变换系数经量化器量化,量化器所需的
量化表数据由图中量化表部分提供。量化后的数据送入熵编码器进行熵编码,熵编码所需
的熵编码表由图中熵码表部分提供,经熵编码后的图象压缩数据可以存入缓冲器中,也可
直接发送。由此可见 JPEG 标准的编码压缩主要在 DCT 系数的量化和熵编码二部分实现。
JPEG 的解码过程与编码过程相反,即压缩的图象数据首先进行熵解码、反量化、和余弦逆
变换 IDCT。编码器中熵编码和量化过程实质上是一个查表过程;而解码器中的熵解码和
反量化的过程实质是反查表过程,因此量化表和熵码表在编码器和解码器存有相同表格。
A/D 转换器的作用是把 R、G、B 三幅基色模拟图象转换成数字图象,即需要经过取样
和量化两个步骤。
在 JPEG 标准中,通常一个采样值用 8 位量化,即量化成 28 =256 个灰度等级。一个
象素还有形状,称为纵横比,按 JPEG 标准规定象素纵横比为 1:1,也就是说象素是方格子,
这就是图象光栅处理中常用的光栅转换成扫描转换。
亮度和色度转换部分是将 R、G、B 三基色信号,转换成 JPEG 标准的亮度和色度信号。
一幅彩色图象信号可以由 R、G、B 三基色图象相加而成。 同样一幅彩色图象也可由
一幅黑白图象加上彩色图象而成。这就是说可以把 R、G、B 三基色转换成亮度信号 Y 和
色度信号 U、V。由于人眼对图象的亮度敏感,而对图象的色度不敏感,所以在传输亮度
信号时要保证其清晰;而在传输色度信号时可以降低清晰度。利用人眼的这种特性 (心理视
觉冗余度),在传输彩色视频信号时可以对色度信号进行更多的压缩,从而达到整体图象数
据压缩更多的目的。
在模拟彩色电视中,亮度信号与经过载波调制的色度信号叠加后传输,可以达到彩色
电视与黑白电视兼容的目的,即黑白电视机收到这种信号后,只有其中的亮度信号能显示
色度信号不显示。现存三种模拟彩色电视制式 NTSC、PAL、SECAM 均有这种兼容作用。
JPEG 标准中的色度信号 Cr 和 Cb 经常有正有负,为此各加 0.5,称为零移,或称黑电
平移动。另外在 Cr 和 Cb 表达式中各有系数 1/16 和 1/2,这些措施共同保证色度信号 Cr
和 Cb 的数值经常保持在 0 和 1 之间,由于 A/D 变换中的量化为 8bit,即 0 和 255 之间
的整数,因而亮度、色度变换输出的 Y、Cr 、Cb 也取位于 0 至 255 之间的整数。在实际
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