圖像壓縮技術(shù)的綜述

《圖像壓縮技術(shù)的綜述》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、題目：圖像壓縮技術(shù)的綜述學(xué)生姓名：徐歡學(xué)號：070110117系別：計算機與信息學(xué)院專業(yè)：計算機科學(xué)與技術(shù)入學(xué)年份：2010年9月導(dǎo)師姓名：陳蘊谷職稱/學(xué)位：講師/碩士研究生導(dǎo)師所在單位：中國科學(xué)院合肥物質(zhì)研究院完成時間:2014年4月1.引言隨著多媒體技術(shù)和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，多媒體娛樂、信息高速公路等不斷對信息數(shù)據(jù)的存儲和傳輸提出了更高的要求，也給現(xiàn)有的有限帶寬以嚴峻的考驗，特別是具有龐大數(shù)據(jù)量的數(shù)字圖像通信，更難以傳輸和存儲，極大地制約了圖像通信的發(fā)展，因此圖像壓縮技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注。圖像壓縮的目的就是把原來較大的圖像用盡量少的字節(jié)表示和傳輸，并且要求

2、復(fù)原圖像有較好的質(zhì)量。利用圖像壓縮，可以減輕圖像存儲和傳輸?shù)呢摀?dān)，使圖像在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)快速傳輸和實時處理。圖像數(shù)據(jù)是用來表示圖像信息的，如果不同的方法為表示相同的信息使用了不同的數(shù)據(jù)量，那么使用較多數(shù)據(jù)量的方法中，有些數(shù)據(jù)必然代表了無用的信息，或者是重復(fù)的表示了其他數(shù)據(jù)表示的信息，前者成為數(shù)據(jù)冗余，后者成為不相干信息。圖像壓縮編碼的主要目的，就是通過刪除冗余的或者是不相干的信息，以盡可能地的數(shù)碼率來存儲和傳輸數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。圖像壓縮編碼技術(shù)可以追溯到1948年提出的電視信號數(shù)字化，到今天已經(jīng)有50多年的歷史了。在此期間出現(xiàn)了很多種圖像壓縮編碼方法，特別是到了80年代后

3、期以后，由于小波變換理論，分形理論，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論，視覺仿真理論的建立，圖像壓縮技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展，其中分形圖像壓縮和小波圖像壓縮是當前研究的熱點。本文對當前最為廣泛使用的圖像壓縮算法進行綜述，討論了它們的優(yōu)缺點以及發(fā)展前景。圖像編碼基礎(chǔ)圖像編碼壓縮是指在滿足一定圖像質(zhì)量的條件下，用盡可能少的數(shù)據(jù)量來表示圖像。編碼技術(shù)比較系統(tǒng)的研究始于Shannon信息論，從此理論出發(fā)可以得到數(shù)據(jù)壓縮的兩種基本途徑。一種是聯(lián)合信源的冗余度也寓于信源間的相關(guān)性之中，去除他們之間的相關(guān)性，使之成為或基本成為不相干信源，如預(yù)測編碼，變換域編碼，混合編碼等，但也都受信息熵的約束。

4、總體上可以概括為熵編碼，預(yù)測編碼，變換編碼，也成為三大經(jīng)典編碼方法。另一種是設(shè)法改變信源的概率分布，使其盡可能地非均勻，再用最佳編碼方法使碼長逼近信源熵。使用此途徑的壓縮方法其效率一般以其熵為上界，壓縮比飽和于10：1，如Huffman編碼，算術(shù)編碼，行程編碼等。隨著人們對傳統(tǒng)壓縮編碼方法的深入研究和應(yīng)用，逐漸發(fā)現(xiàn)了這些傳統(tǒng)方法的許多缺點。如高壓縮比時回復(fù)圖像會出現(xiàn)方塊效應(yīng)，人眼視覺系統(tǒng)（HVS）的特性不易被引入到算法中等。為了克服這些缺點，1985年M.Kunl等人提出了第二代圖像壓縮編碼的概念。經(jīng)過近20年的發(fā)展，在這一框架下，人們踢出了雞樅新的編碼方法：分形

5、編碼，小波變換編碼和基于模型的編碼方法等。于是，對數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)的研究就突破了傳統(tǒng)Shannon理論的框架，使得壓縮效率得以極大提高。圖像編碼基本原理數(shù)字圖像的冗余主要表現(xiàn)為以下幾種形式：空間冗余，時間冗余，信息熵冗余，結(jié)構(gòu)冗余和知識冗余。圖像數(shù)據(jù)的這些冗余信息為圖像壓縮編碼提供了依據(jù)。圖像編碼的目的就是充分利用圖像中存在的各種冗余信息，特別是空間冗余，時間冗余以及視覺冗余，以盡量少的比特數(shù)來表示圖像。利用各種冗余信息，壓縮編碼技術(shù)能夠很好地解決在將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后所產(chǎn)生的帶寬需求增加的問題，它是使數(shù)字信號走上實用化的關(guān)鍵技術(shù)之一，雖然表示圖像需要大量的數(shù)據(jù)

6、，但是圖像數(shù)據(jù)是高度相關(guān)的，或者說存在冗余信息，去掉這些信息后可以有效壓縮圖像，同時不會損害圖像的有效信息。2.常用的編碼方法及其分類圖像壓縮分為無損壓縮和有損壓縮，有損壓縮分為預(yù)測編碼，變換編碼，混合編碼，有損編碼分為：JPEG,MPEG,P*64，無損編碼分為：LempdZew,Huffman編碼，行程編碼，算數(shù)編碼。目前常用的數(shù)字圖像壓縮編碼方法可分為兩大類：一是冗余壓縮發(fā)，也稱為無損壓縮發(fā)；另一無損壓縮的算法刪除的僅僅是冗余的信息，因此可以在解壓縮時精確的恢復(fù)原圖像。有損壓縮的算法把不相干的信息也刪除了，解壓縮時只能對圖像進行類似的重構(gòu)，而不能精確的復(fù)原，

7、所i有損壓縮算法可以達到更高的壓縮比。對于多數(shù)圖像來說，為了達到更高的壓縮比，保真度的輕微損失是可以接受的；有些圖像不允許進行任何修改，只能對他們進行無損壓縮。無損壓縮利用數(shù)據(jù)的統(tǒng)計特性進行數(shù)據(jù)壓縮，其壓縮率一般為2：1至5：1。有損壓縮不能完全恢復(fù)數(shù)據(jù)，而是利用人的視覺特性（人的眼睛好比是一個“積分器”）使解壓縮后的圖像看起來與原始圖像一樣。壓縮比隨編碼方法的不同差別較大。2.1預(yù)測編碼在圖像中，相鄰像素通常在灰度上存在較大的相關(guān)性，因此，圖像中某一像素的灰度可以用鄰近的若干個像素灰度來估計。只對實際值和預(yù)測值的差進行編碼和傳輸。因為預(yù)測編碼是根據(jù)信號的一些已知

8、情況，預(yù)測