第10講圖像編碼之變換編碼

1、數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01任課教師任課教師 吳媛媛吳媛媛E_mail: 第10講 圖像編碼之變換編碼數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-0110.1 行程編碼10.2 正交變換編碼 （本章重點(diǎn)）10.3 圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)圖像編碼中另一類有效的方法是變換編碼。變圖像編碼中另一類有效的方法是變換編碼。變換編碼的通用模型如下圖所示換編碼的通用模型如下圖所示 圖像變換編碼模型映射變換量化器編碼器)(tf)(nS數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 主要主要由由映射變換映射變換、量化量化及及編碼編碼幾部分操作組成幾部分操作組成。映射映射變換是把圖像中的各個(gè)像素從一種空間變換到另一變換是把圖像中的各個(gè)像素從一

2、種空間變換到另一種空間種空間，然后，然后針對變換后的信號(hào)再進(jìn)行量化與編碼操作針對變換后的信號(hào)再進(jìn)行量化與編碼操作。在在接收端，首先對接收到的信號(hào)進(jìn)行譯碼，然后再進(jìn)行接收端，首先對接收到的信號(hào)進(jìn)行譯碼，然后再進(jìn)行反變換以恢復(fù)原圖像。反變換以恢復(fù)原圖像。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01變換變換編碼編碼映射映射變換的方法很多。圖像變換編碼基本可分為兩大類，變換的方法很多。圖像變換編碼基本可分為兩大類， 某些特殊的映射變換編碼法，某些特殊的映射變換編碼法， 函數(shù)變換編碼法。函數(shù)變換編碼法。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 對某些相同灰度級成片連續(xù)出現(xiàn)的圖像（如洪水圖），行程編碼也是一種高效的編碼方法。

3、特別是對二值圖像，效果尤為顯著。 在一個(gè)逐行存儲(chǔ)的圖像中，具有相同灰度值的一些像素的序列，稱為一個(gè)行程。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-0110.1 行程編碼（RLE，Run length encoding ） 對圖像進(jìn)行行掃描時(shí)，行內(nèi)各像素的灰度級可組成一個(gè)整數(shù)序列x1, x2, , xN。在行程編碼中，我們將這個(gè)序列映射成整數(shù)對(gk, lk)，其中g(shù)k 表示灰度級， lk 表示行程長度，等于具有相同灰度級的相鄰像素的數(shù)目。 行程長度lk 是一個(gè)隨機(jī)變量，其分布具有很大的不均勻性。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01RLE編碼方法得到的代碼為：“80315084180”數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-

4、01 一維行程編碼：只考慮消除每行內(nèi)像素（或水平分解元素）的相關(guān)性，未考慮行間像素（垂直分解元素）的相關(guān)性。 二維行程編碼考慮兩個(gè)方向分解元素之間的相關(guān)性。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 RLE只用存一個(gè)代表那個(gè)灰度值的碼，另一個(gè)是行程的長度，而不必將相同的灰度值存很多很多次?？梢韵胂瘢簩τ趩我活伾尘翱梢赃_(dá)到很高的壓縮比，但對其它類型的圖像壓縮比很低，最壞的情況，每一最壞的情況，每一個(gè)像素都與它周圍的像素不同，文件長度加倍。個(gè)像素都與它周圍的像素不同，文件長度加倍。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01原圖像文件：17464字節(jié)行程編碼文件：7660字節(jié)壓縮比：2

5、. 280原圖像文件：66616字節(jié)行程編碼文件：9272字節(jié)壓縮比：7.185數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 實(shí)實(shí) 例例 原圖像文件：72768字節(jié)行程編碼文件：72972字節(jié)壓縮比：0.997原圖像文件：66616字節(jié)行程編碼文件：67352字節(jié)壓縮比：0.989數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 實(shí)實(shí) 例例 102 正交變換編碼正交變換編碼 變換變換編碼中另一類方法是編碼中另一類方法是正交變換編碼法正交變換編碼法（或（或稱函數(shù)變換編碼法）稱函數(shù)變換編碼法）。 這種這種方法的基本原理是方法的基本原理是通過正交函數(shù)變換把圖通過正交函數(shù)變換把圖像從空間域轉(zhuǎn)換為能量比較集中的變換域。然后對像從空

6、間域轉(zhuǎn)換為能量比較集中的變換域。然后對變換系數(shù)進(jìn)行編碼，從而達(dá)到縮減比特率的目的。變換系數(shù)進(jìn)行編碼，從而達(dá)到縮減比特率的目的。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01正交變換編碼原理框圖預(yù)處理正交變換量化編碼傳輸、存儲(chǔ)解碼反變換后處理數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01編碼、解碼流程編碼、解碼流程輸入圖像NxN壓縮圖像壓縮的圖像解壓圖像數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 構(gòu)造構(gòu)造nxn的子圖的子圖NxNnxnnxnnxnnxnnxnnxn數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 變換編碼的基本思想舉例 52 55 61 66 70 61 64 7363 59 66 90 109 85 69 7262 59 68 1

7、13 144 104 66 7363 58 71 122 154 106 70 6967 61 68 104 126 88 68 7079 65 60 70 77 68 58 7585 71 64 59 55 61 65 8387 79 69 68 65 76 78 94-415 -29 -62 25 55-20 -1 3 7 -21 -62 9 11-7 -6 6-46 8 77 -25 -30 10 7 -5-50 13 35 -15 -9 6 0 3 11 -8 -13 -2 -1 1 -4 1-10 1 3 -3 -1 0 2-1-4 -1 2 -1 2-3 1-2-1 -1 -1 -

8、2 -1-1 0-1原始圖像 相應(yīng)的DCT系數(shù)數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 正交變換編碼之所以能夠壓縮數(shù)據(jù)率，主要是它有如正交變換編碼之所以能夠壓縮數(shù)據(jù)率，主要是它有如下一些性質(zhì)：下一些性質(zhì)： （）（）正交變換具有熵保持性質(zhì)。正交變換具有熵保持性質(zhì)。這說明通過正交這說明通過正交變換并不丟失信息，因此，可以用傳輸變換系數(shù)來達(dá)變換并不丟失信息，因此，可以用傳輸變換系數(shù)來達(dá)到傳送信息的目的。到傳送信息的目的。 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.1 變換變換編碼編碼的基本概念的基本概念（）（）正交變換有能量保持性質(zhì)正交變換有能量保持性質(zhì)。這就是第三章提到這就是第三章提到的各種正交變換的帕

9、斯維爾能量保持性質(zhì)。它的各種正交變換的帕斯維爾能量保持性質(zhì)。它的意的意義在于：只有當(dāng)有限離散空間域能量全部轉(zhuǎn)移到某義在于：只有當(dāng)有限離散空間域能量全部轉(zhuǎn)移到某個(gè)有限離散變換域后，有限個(gè)空間取樣才能完全由個(gè)有限離散變換域后，有限個(gè)空間取樣才能完全由有限個(gè)變換系數(shù)對于基礎(chǔ)矢量加權(quán)來恢復(fù)。有限個(gè)變換系數(shù)對于基礎(chǔ)矢量加權(quán)來恢復(fù)。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.1 變換變換編碼編碼的基本概念的基本概念（）（）能量重新分配與集中。能量重新分配與集中。這個(gè)性質(zhì)使我們有可這個(gè)性質(zhì)使我們有可能采用熵壓縮法來壓縮數(shù)據(jù)。也就是在質(zhì)量允許的能采用熵壓縮法來壓縮數(shù)據(jù)。也就是在質(zhì)量允許的情況下，可舍棄一些能量

10、較小的系數(shù)，或者對能量情況下，可舍棄一些能量較小的系數(shù)，或者對能量大的譜點(diǎn)分配較多的比特，對能量較小的譜點(diǎn)分配大的譜點(diǎn)分配較多的比特，對能量較小的譜點(diǎn)分配較少的比特，從而使數(shù)據(jù)率有較大的壓縮。較少的比特，從而使數(shù)據(jù)率有較大的壓縮。 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.1 變換變換編碼編碼的基本概念的基本概念（）（）去相關(guān)特性。去相關(guān)特性。正交變換可以使高度相關(guān)的空正交變換可以使高度相關(guān)的空間樣值變?yōu)橄嚓P(guān)性很弱的變換系數(shù)。換句話說，間樣值變?yōu)橄嚓P(guān)性很弱的變換系數(shù)。換句話說，正交變換有可能使相關(guān)的空間域轉(zhuǎn)變?yōu)椴幌嚓P(guān)的正交變換有可能使相關(guān)的空間域轉(zhuǎn)變?yōu)椴幌嚓P(guān)的變換域。這樣就使存在于相關(guān)性之中

11、的多余度得變換域。這樣就使存在于相關(guān)性之中的多余度得以去除。以去除。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.1 變換變換編碼編碼的基本概念的基本概念 綜上所述，由于正交變換的結(jié)果，相關(guān)圖像的空綜上所述，由于正交變換的結(jié)果，相關(guān)圖像的空間域可能變?yōu)槟芰勘３?、集中且為不相關(guān)的變換域間域可能變?yōu)槟芰勘３帧⒓星覟椴幌嚓P(guān)的變換域。 如果如果用變換系數(shù)來代替空間樣值編碼傳送時(shí)，只用變換系數(shù)來代替空間樣值編碼傳送時(shí)，只需需對變換系數(shù)中能量比較集中的部分加以編碼對變換系數(shù)中能量比較集中的部分加以編碼，這樣就，這樣就能使數(shù)字圖像傳輸或存貯時(shí)所需的碼率得到壓縮。能使數(shù)字圖像傳輸或存貯時(shí)所需的碼率得到壓縮。數(shù)

12、字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.1 變換變換編碼編碼的基本概念的基本概念 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 設(shè)一圖像信源為一向量設(shè)一圖像信源為一向量X 1210,NXXXXX變換后輸出一向量變換后輸出一向量 Y , , ,1210NYYYYY取正交變換為取正交變換為T，那么，那么X與與Y之間的關(guān)系為之間的關(guān)系為 YTX 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01由于由于T是正交矩陣，所以是正交矩陣，所以 TTITT -1這里這里I為單位矩陣，為單位矩陣， 是是T的轉(zhuǎn)置，的轉(zhuǎn)置， 是是T的逆。反之也有的逆。反之也有 TT1 YTX也就是說在編碼端利用正變換得到也就是說

13、在編碼端利用正變換得到Y(jié)，在譯碼端，在譯碼端可用反變換來恢復(fù)可用反變換來恢復(fù)X。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 , , ,0012100YTXYYYYYM0Y如果在傳輸或存貯中只保留如果在傳輸或存貯中只保留M M個(gè)分量，個(gè)分量，MNMN，則可，則可由由YY的近似值的近似值 來恢復(fù)來恢復(fù)XX。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 當(dāng)然當(dāng)然 是是X的近似值。但是只要選取得當(dāng)，仍可的近似值。但是只要選取得當(dāng)，仍可保證失真在允許的范圍內(nèi)。保證失真在允許的范圍內(nèi)。0X 顯然，關(guān)鍵問題

14、在于選取什么樣的正交變換顯然，關(guān)鍵問題在于選取什么樣的正交變換TT，才，才能既得到最大的壓縮率，又不造成嚴(yán)重的失真。能既得到最大的壓縮率，又不造成嚴(yán)重的失真。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 因此，有必要研究一下由正交變換得到因此，有必要研究一下由正交變換得到Y(jié)的統(tǒng)計(jì)特性的統(tǒng)計(jì)特性。Y的統(tǒng)計(jì)特性中最為重要的是的統(tǒng)計(jì)特性中最為重要的是協(xié)方差矩陣協(xié)方差矩陣。下面討論一。下面討論一下正交變換后得到的下正交變換后得到的Y的協(xié)方差矩陣采用何種形式。的協(xié)方差矩陣采用何種形式。 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)

15、模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 當(dāng)然，當(dāng)然，X的統(tǒng)計(jì)特性可以測得。的統(tǒng)計(jì)特性可以測得。 , , ,1210NXXXXX設(shè)圖像信號(hào)是維向量設(shè)圖像信號(hào)是維向量X 的協(xié)方差矩陣的協(xié)方差矩陣XXXXECX式中式中 CCX X 是是 X 的協(xié)方差矩陣，的協(xié)方差矩陣， 是是XX的均值，的均值，E E是求數(shù)學(xué)期望值。是求數(shù)學(xué)期望值。X數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 又設(shè)變換系數(shù)向量為又設(shè)變換系數(shù)向量為 , , ,1210NYYYYY CY 為為Y的協(xié)方差矩陣，所以的協(xié)方差矩陣，所以 YYYYECY式中式中 是是Y的均值。的均值。Y數(shù)字圖像處理技術(shù)-

16、2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 由正交變換的定義，有由正交變換的定義，有YTXXTY因此 ) )( ) )( ) )( ) )(TCTTXXXXETTXXXXTEXTXTXTXTEYYYYECXY數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 變換系數(shù)變換系數(shù)的協(xié)方差矩陣的協(xié)方差矩陣CY決定于決定于變換矩陣變換矩陣T和空間域圖像的和空間域圖像的協(xié)方差矩陣協(xié)方差矩陣 CX。 而而 CX 是圖像本身所固有的，因此，關(guān)鍵在于尋求合適的是圖像本身所固有的，因此，關(guān)鍵在于尋求合適的T。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016

17、-01 10.2. 2 變換變換編碼的數(shù)學(xué)模型分析編碼的數(shù)學(xué)模型分析 在研究各種變換矩陣在研究各種變換矩陣TT的過程中，自然要比較它的過程中，自然要比較它們的優(yōu)劣，因此，就有一個(gè)比較準(zhǔn)則問題。下面討們的優(yōu)劣，因此，就有一個(gè)比較準(zhǔn)則問題。下面討論最佳變換問題。論最佳變換問題。（）（） 最佳變換應(yīng)滿足的條件最佳變換應(yīng)滿足的條件 1).1).能使變換系數(shù)之間的相關(guān)性全部解除；能使變換系數(shù)之間的相關(guān)性全部解除； 2). 2).能使變換系數(shù)之方差高度集中。能使變換系數(shù)之方差高度集中。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題（）（） 最佳的最佳的準(zhǔn)則準(zhǔn)則常用常用的準(zhǔn)則仍然是

18、的準(zhǔn)則仍然是均方誤差準(zhǔn)則均方誤差準(zhǔn)則。均方誤差由。均方誤差由下式表示下式表示1021021021022) ,() ,(1) ,(1NxNyNxNyyxfyxgNyxeNe數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01均方誤差準(zhǔn)則就是要使 最小的變換就是最佳變換。e2 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題 () 最佳變換的實(shí)現(xiàn)方法最佳變換的實(shí)現(xiàn)方法 K-L變換中的變換矩陣變換中的變換矩陣T不是一個(gè)固定的矩陣，它必不是一個(gè)固定的矩陣，它必須由信源來確定。當(dāng)給定一信源時(shí)，可用如下幾個(gè)步驟求得須由信源來確定。當(dāng)給定一信源時(shí)，可用如下幾個(gè)步驟求得T：； （）（） 均方誤差準(zhǔn)則下的最佳統(tǒng)計(jì)變換均方誤差準(zhǔn)則下的最佳統(tǒng)計(jì)

19、變換均方誤差準(zhǔn)則下的最佳統(tǒng)計(jì)變換也叫均方誤差準(zhǔn)則下的最佳統(tǒng)計(jì)變換也叫K-L變換變換(Karhunen loeve Transform)。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題 ）給定一幅圖像后，首先要統(tǒng)計(jì)其協(xié)方差矩陣）給定一幅圖像后，首先要統(tǒng)計(jì)其協(xié)方差矩陣CX ）由）由 CX 求求 矩陣，矩陣，即即 。并且由。并且由 求得其特征根，進(jìn)而求得每一個(gè)特征根所對應(yīng)的特求得其特征根，進(jìn)而求得每一個(gè)特征根所對應(yīng)的特征向量；征向量；XEC 0XEC 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題）由特征向量求出變換矩陣）由特征向量求出變換矩陣T；

20、 ）用求得的）用求得的T對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行正交變換。對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行正交變換。 經(jīng)過上面四步運(yùn)算就可以保證在變換后使經(jīng)過上面四步運(yùn)算就可以保證在變換后使 是一個(gè)對是一個(gè)對角形矩陣。這個(gè)角形矩陣。這個(gè)T就是就是K-L變換中的變換矩陣。變換中的變換矩陣。TTXYCC數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題例：已知某信源的協(xié)方差矩陣為例：已知某信源的協(xié)方差矩陣為 C CX X ，求，求最佳變換矩陣最佳變換矩陣TT。1 0 00 1 10 1 CX1解：寫出 矩陣1 0 0 0 1 10 1- 1 XCE數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 例例 子子 10.2.3 最佳變換問題

21、最佳變換問題012321 , ,求得求得011 100011011) (3f計(jì)算矩陣行列式數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題0)(1 XCEX0 1 0 0 0 1 1-0 1- 1 321XXX XXXXX12123000所以其基礎(chǔ)解系為所以其基礎(chǔ)解系為 (1 1 0)求求 的的特征向量特征向量數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-011 2 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題同理 21時(shí)特征向量為 ) 100( 30時(shí)特征向量為時(shí)特征向量為 12120 由上面的結(jié)果可求得由上面的結(jié)果可求得 T歸一化后為歸一化后為 12120 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01

22、 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題T便是K-L變換的變換矩陣。 T 12120012120 0 1 0 1 0 21 0 2121 0 21TT數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.3 最佳變換問題最佳變換問題 最佳最佳變換的性能固然好，但實(shí)現(xiàn)起來卻不容易。因此，變換的性能固然好，但實(shí)現(xiàn)起來卻不容易。因此，在實(shí)踐中更加受到重視的是一些所謂的準(zhǔn)最佳變換。在實(shí)踐中更加受到重視的是一些所謂的準(zhǔn)最佳變換。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.4 準(zhǔn)最佳變換準(zhǔn)最佳變換 什么是準(zhǔn)最佳變換呢？最佳變換的核心在于經(jīng)變換后能什么是準(zhǔn)最佳變換呢？最佳變換的核心在于經(jīng)變換后能使使 CY 成為對角形

23、矩陣形式。如果能找到某些固定的變換成為對角形矩陣形式。如果能找到某些固定的變換矩陣矩陣T，使變換后的，使變換后的 CY 接近于對角形矩陣，那也是比較接近于對角形矩陣，那也是比較理想的了。理想的了。 1 0 0 0 1 0 0 1 2- 2 1 0 NN 其主對角線上是特征值，在下對角線上僅有若干個(gè)，這也其主對角線上是特征值，在下對角線上僅有若干個(gè)，這也就比較理想了。就比較理想了。在線性代數(shù)理論中知道，任何矩陣都可以相似于一個(gè)在線性代數(shù)理論中知道，任何矩陣都可以相似于一個(gè)約旦形矩約旦形矩陣陣，這個(gè)約旦形矩陣就是準(zhǔn)對角形矩陣，其形狀，這個(gè)約旦形矩陣就是準(zhǔn)對角形矩陣，其形狀如下所示。如下所示。數(shù)字圖

24、像處理技術(shù)-2016-01 10.2.4 準(zhǔn)最佳變換準(zhǔn)最佳變換從從運(yùn)算量大小運(yùn)算量大小以及以及壓縮效果壓縮效果這兩個(gè)方面來比較各種正交變換，其這兩個(gè)方面來比較各種正交變換，其性能比較性能比較如表所示如表所示。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.5 各種各種準(zhǔn)最佳變換的性能比較準(zhǔn)最佳變換的性能比較數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.6 編碼編碼 變換變換為壓縮數(shù)據(jù)創(chuàng)造了條件，壓縮數(shù)據(jù)還要靠編碼為壓縮數(shù)據(jù)創(chuàng)造了條件，壓縮數(shù)據(jù)還要靠編碼來實(shí)現(xiàn)。通常所用的編碼方法有二種，來實(shí)現(xiàn)。通常所用的編碼方法有二種， 一是區(qū)域編碼法，一是區(qū)域編碼法， 二是門限編碼法二是門限編碼法。 （1）區(qū)域）區(qū)

25、域編碼法編碼法 這種這種方法的關(guān)鍵在于選出能量集中的區(qū)域。例如，方法的關(guān)鍵在于選出能量集中的區(qū)域。例如，正交變換后變換域中的能量多半集中在低頻率正交變換后變換域中的能量多半集中在低頻率（或列率）（或列率）空間上，空間上，在編碼過程中就可以選取這一區(qū)域的系數(shù)進(jìn)行編在編碼過程中就可以選取這一區(qū)域的系數(shù)進(jìn)行編碼傳送，而其他區(qū)域的系數(shù)可以舍棄不用碼傳送，而其他區(qū)域的系數(shù)可以舍棄不用。在譯碼端可以。在譯碼端可以對舍棄的系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)零處理。這樣由于保持了大部分圖像對舍棄的系數(shù)進(jìn)行補(bǔ)零處理。這樣由于保持了大部分圖像能量，在恢復(fù)圖像中帶來的質(zhì)量劣化并不顯著。能量，在恢復(fù)圖像中帶來的質(zhì)量劣化并不顯著。數(shù)字圖像處理

26、技術(shù)-2016-01 10.2.6 編碼編碼 在區(qū)域編碼中，區(qū)域抽樣和區(qū)域編碼的均方誤在區(qū)域編碼中，區(qū)域抽樣和區(qū)域編碼的均方誤差均與方塊尺度有關(guān)。圖差均與方塊尺度有關(guān)。圖5 55252示出了圖像變換示出了圖像變換區(qū)域抽樣的均方誤差與方塊尺度的關(guān)系。圖區(qū)域抽樣的均方誤差與方塊尺度的關(guān)系。圖5 55353則示出了圖像區(qū)域編碼則示出了圖像區(qū)域編碼均方誤差與方塊尺度均方誤差與方塊尺度的關(guān)系。的關(guān)系。 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.6 編碼編碼圖552 圖像變換區(qū)域抽樣的均方誤差 與方塊尺度的關(guān)系 553 圖像區(qū)域編碼均方誤差 與方塊尺度的關(guān)系 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.

27、6 編碼編碼 區(qū)域編碼的顯著缺點(diǎn)是一旦選定了某個(gè)區(qū)域就固定不變區(qū)域編碼的顯著缺點(diǎn)是一旦選定了某個(gè)區(qū)域就固定不變了，有時(shí)圖像中的能量也會(huì)在其他區(qū)域集中較大的數(shù)值，了，有時(shí)圖像中的能量也會(huì)在其他區(qū)域集中較大的數(shù)值，舍掉它們會(huì)造成圖像質(zhì)量較大的損失。舍掉它們會(huì)造成圖像質(zhì)量較大的損失。 數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.6 編碼編碼（2 2）門限編碼）門限編碼 這種采樣方法不同于區(qū)域編碼法，它不是選擇固定的區(qū)域，而這種采樣方法不同于區(qū)域編碼法，它不是選擇固定的區(qū)域，而是事先設(shè)定一個(gè)門限值是事先設(shè)定一個(gè)門限值T T。如果系數(shù)超過如果系數(shù)超過T T值，就保留下來并且進(jìn)行值，就保留下來并且進(jìn)行編碼

28、傳送。如果系數(shù)值小于編碼傳送。如果系數(shù)值小于值就舍棄不用。這種方法有一定的自值就舍棄不用。這種方法有一定的自適應(yīng)能力。它可以得到較區(qū)域編碼為好的圖像質(zhì)量。但是，這種方適應(yīng)能力。它可以得到較區(qū)域編碼為好的圖像質(zhì)量。但是，這種方法也有一定的缺點(diǎn)，那就是超過門限值的系數(shù)的位置是隨機(jī)的。法也有一定的缺點(diǎn)，那就是超過門限值的系數(shù)的位置是隨機(jī)的。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.6 編碼編碼 因此，在編碼中除對系數(shù)值編碼外，還要有位置碼。因此，在編碼中除對系數(shù)值編碼外，還要有位置碼。這兩種碼同時(shí)傳送才能在接收端正確恢復(fù)圖像。這兩種碼同時(shí)傳送才能在接收端正確恢復(fù)圖像。所以，所以，其壓縮比有時(shí)會(huì)有所

29、下降。一種簡單實(shí)用的位置編碼其壓縮比有時(shí)會(huì)有所下降。一種簡單實(shí)用的位置編碼技術(shù)是對有效樣本之間的無效樣本數(shù)目編碼。技術(shù)是對有效樣本之間的無效樣本數(shù)目編碼。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-01 10.2.6 編碼編碼在在圖像編碼中，目前的國際標(biāo)準(zhǔn)是：圖像編碼中，目前的國際標(biāo)準(zhǔn)是： 、靜止圖像、靜止圖像: JPEG ( Joint Photographic Expert Group )：“聯(lián)合圖片專家組聯(lián)合圖片專家組” 1991年提出的年提出的 ISO CD 10916建議草案。建議草案。數(shù)字圖像處理技術(shù)-2016-0110.3 圖像圖像編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)這個(gè)建議規(guī)定了具體的編碼方法及質(zhì)量要