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《數(shù)字圖像處理-預(yù)測(cè)編碼、霍夫曼編碼【PPT】.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫(kù)。
1、預(yù)測(cè)編碼、霍夫曼編碼12017級(jí)研討交流圖像壓縮——預(yù)測(cè)編碼DPCM編碼預(yù)測(cè)編碼的基本原理2預(yù)測(cè)編碼（PredictiveCoding)，就是根據(jù)“過(guò)去”的時(shí)刻的像素值，運(yùn)用一種模型，預(yù)測(cè)當(dāng)前的像素值，預(yù)測(cè)編碼通常不直接對(duì)信號(hào)編碼，而是對(duì)預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行編碼。當(dāng)預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確，誤差較小時(shí)，即可達(dá)到編碼壓縮的目的。原理：對(duì)圖象的一個(gè)像素的離散幅度的真實(shí)值，利用其相鄰象素的相關(guān)性，預(yù)測(cè)它的下一個(gè)象素的可能值，再求兩者差，對(duì)這種具有預(yù)測(cè)性質(zhì)的差值，量化，編碼，就可以達(dá)到壓縮的目的。預(yù)測(cè)編碼的基本原理3預(yù)測(cè)編碼示意圖輸入圖象預(yù)測(cè)器?n量化器編碼器
2、?‘n解碼器傳輸?‘n輸出圖象預(yù)測(cè)器4預(yù)測(cè)編碼的基本原理預(yù)測(cè)器：是根據(jù)前面幾個(gè)像素的亮度值預(yù)測(cè)而得預(yù)測(cè)誤差量化器：對(duì)?n進(jìn)行舍入，整量化編碼器：可采用成熟的編碼技術(shù)，如Huffman編碼等解碼器：編碼器的逆線性預(yù)測(cè)器：5預(yù)測(cè)編碼的基本原理例：2468842102435786324331-4-47246884210^?f預(yù)測(cè)器?===--=--5.0,),(?1221knnkkknnnafaffFf6預(yù)測(cè)編碼的基本原理收端解碼時(shí)的預(yù)測(cè)過(guò)程與發(fā)端相同，所用預(yù)測(cè)器也相同，收端輸出的信號(hào)是發(fā)端的近似值，兩者的誤差是注意：1）多點(diǎn)預(yù)測(cè)x1x2
3、x3x7預(yù)測(cè)編碼的基本原理3）預(yù)測(cè)系數(shù)隨著不同的圖象而不同，但對(duì)每幅圖象都計(jì)算預(yù)測(cè)系數(shù)太麻煩，也不現(xiàn)實(shí)，可參考前人得到的數(shù)據(jù)選擇使用。在靜止圖象壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(JPEG)中，對(duì)這種方法的前置點(diǎn)形式以及預(yù)測(cè)系數(shù)有一推薦值可供參考。2)每行的最開(kāi)始的幾個(gè)像素?zé)o法預(yù)測(cè)，這些像素需要用其他方式編碼，這是采用預(yù)測(cè)編碼所需要的額外操作8預(yù)測(cè)編碼的基本原理預(yù)測(cè)編碼法是一種設(shè)備簡(jiǎn)單、質(zhì)量較佳的高效編碼法。預(yù)測(cè)編碼方法主要有二種：增量調(diào)制編碼(Deltamodulation)或DM編碼法；差分脈沖編碼調(diào)制編碼(DifferentialPulseCod
4、eModulation)或DPCM編碼法。9預(yù)測(cè)編碼的基本方法DPCM編碼(DifferentialPulseCodeModulation)，實(shí)際上是△M和PCM兩種技術(shù)相結(jié)合的編碼方法。DPCM有損預(yù)測(cè)編碼10DPCM編碼的基本原理在卡特勒的專利中提出利用積分器根據(jù)一行上前樣本值預(yù)測(cè)現(xiàn)樣本值，并且把現(xiàn)樣本值與其估計(jì)值的差值進(jìn)行量化和編碼。這就是DPCM的基本設(shè)計(jì)思想。DPCM編碼器原理框圖由取樣器、比較器、量化器、預(yù)測(cè)器、編碼器五個(gè)部分組成。11DPCM有損預(yù)測(cè)編碼DPCM編、譯碼原理框圖量化器編碼器預(yù)測(cè)器解碼器預(yù)測(cè)器12DPCM
5、有損預(yù)測(cè)編碼輸入信號(hào)f(t)經(jīng)采樣后將樣值送入比較器，使得f(t)與預(yù)測(cè)值相減得出誤差信號(hào)，即。然后，將e(t)送入量化器量化。量化后的樣值再送入PCM編碼器中編碼，以便傳輸。另外一路是將e(t)送入相加器，在這里e(t)與相加后再送入預(yù)測(cè)器，以便預(yù)測(cè)下一個(gè)樣值。編碼過(guò)程：13DPCM有損預(yù)測(cè)編碼量化器編碼器預(yù)測(cè)器譯碼器的原理框圖如圖(b)所示。譯碼器收到碼字后首先經(jīng)PCM譯碼，得到e(t)后再送入相加器與預(yù)測(cè)值相加得到f(t)。另外，f(t)又送到預(yù)測(cè)器以便預(yù)測(cè)下一個(gè)樣值。譯碼過(guò)程：14DPCM有損預(yù)測(cè)編碼解碼器預(yù)測(cè)器DPCM編碼
6、的量化信噪比在DPCM中，由于系統(tǒng)的量化誤差不再在±△范圍內(nèi)，而是在（）范圍內(nèi)，其中。而DPCM的量化信噪比為15DPCM有損預(yù)測(cè)編碼在所有有損預(yù)測(cè)壓縮中都會(huì)出現(xiàn)誤差。誤差的嚴(yán)重程度取決于使用的量化方法和預(yù)測(cè)方法之間的相互作用盡管存在這種相互作用定義預(yù)測(cè)函數(shù)時(shí)仍然假定沒(méi)有量化誤差定義量化函數(shù)時(shí)僅是盡可能地降低它自身的誤差即量化函數(shù)和預(yù)測(cè)函數(shù)是分別定義的16DPCM有損預(yù)測(cè)編碼例：DPCM編碼中不同預(yù)測(cè)器效果比較17DPCM有損預(yù)測(cè)編碼例：DPCM編碼中不同量化器效果比較18DPCM有損預(yù)測(cè)編碼19圖像壓縮——霍夫曼編碼1952年，D
7、avidA.Huffman在麻省理工攻讀博士時(shí)發(fā)表了《一種構(gòu)建極小多余編碼的方法》（AMethodfortheConstructionofMinimum-RedundancyCodes）一文，提出Huffman編碼算法。是可變長(zhǎng)編碼(VLC)的一種?；舴蚵幋a(HuffmanCoding)20圖像壓縮——霍夫曼編碼基本思想：完全依據(jù)字符出現(xiàn)概率進(jìn)行編碼出現(xiàn)概率高的字符使用較短的編碼出現(xiàn)概率低的字符使用較長(zhǎng)的編碼編碼后平均碼字長(zhǎng)最短21圖像壓縮——霍夫曼編碼哈夫曼編碼算法：(1)信源符號(hào)按概率分布大小，以遞減次序排列；(2)取兩個(gè)最小
8、的概率，分別賦以“0”,“1”;然后把這兩個(gè)概率值相加，作為新概率值與其他概率重新排序(3)按重排概率值，重復(fù)(2)…，直到概率和達(dá)到1為止；(4)由后向前排列碼序，即得霍夫曼編碼。22圖像壓縮——霍夫曼編碼哈夫曼編碼具體步驟：(1)
