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關(guān)于圖像壓縮的基本概念第1頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三第四章圖像壓縮4.1圖像壓縮的基本概念4.2無(wú)損壓縮4.3有損壓縮4.4壓縮標(biāo)準(zhǔn)第四章圖像壓縮第2頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三第一節(jié)

圖像壓縮的基本概念4.1.1數(shù)據(jù)冗余4.1.2保真度標(biāo)準(zhǔn)4.1.3圖像壓縮模型第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第3頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.1圖像壓縮基本概念:數(shù)據(jù)冗余圖像壓縮的基本概念

設(shè):n1和n2是在兩個(gè)表達(dá)相同信息的數(shù)據(jù)集中,所攜 帶的單位信息量。壓縮率(壓縮比):

CR=n1/n2

其中,n1是壓縮前的數(shù)據(jù)量,n2是壓縮后的數(shù)據(jù)量相對(duì)數(shù)據(jù)冗余:

RD=1–1/CR例:CR=20;RD=19/20第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第4頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.1圖像壓縮基本概念:數(shù)據(jù)冗余三種數(shù)據(jù)冗余:編碼冗余像素冗余視覺心理冗余第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第5頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.1圖像壓縮基本概念:數(shù)據(jù)冗余編碼冗余:如果一個(gè)圖像的灰度級(jí)編碼,使用了多于實(shí)際需要的編碼符號(hào),就稱該圖像包含了編碼冗余。例:如果用8位表示該圖像的像素,我們就說(shuō)該圖像存在著編碼冗余,因?yàn)樵搱D像的像素只有兩個(gè)灰度,用一位即可表示。第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第6頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.1圖像壓縮基本概念:數(shù)據(jù)冗余像素冗余:由于任何給定的像素值,原理上都可以通過(guò)它的鄰居預(yù)測(cè)到,單個(gè)像素?cái)y帶的信息相對(duì)是小的。 對(duì)于一個(gè)圖像,很多單個(gè)像素對(duì)視覺的貢獻(xiàn)是冗余的。這是建立在對(duì)鄰居值預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上。例:原圖像數(shù)據(jù):234223231238235

壓縮后數(shù)據(jù):2341187-3第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第7頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.1圖像壓縮基本概念:數(shù)據(jù)冗余視覺心理冗余:

一些信息在一般視覺處理中比其它信息的相對(duì)重要程度要小,這種信息就被稱為視覺心理冗余。第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第8頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.2圖像壓縮基本概念:保真度標(biāo)準(zhǔn)保真度標(biāo)準(zhǔn)——評(píng)價(jià)壓縮算法的標(biāo)準(zhǔn)客觀保真度標(biāo)準(zhǔn)主觀保真度標(biāo)準(zhǔn)第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第9頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.2圖像壓縮基本概念:保真度標(biāo)準(zhǔn)客觀保真度標(biāo)準(zhǔn)如果信息丟失的級(jí)別,可以表示為原始或輸入圖像與壓縮后又解壓縮輸出的圖像的函數(shù),這個(gè)函數(shù)就被稱為客觀保真度標(biāo)準(zhǔn)。一般表示為:

e(x,y)=f(x,y)-f(x,y)f(x,y)是輸入圖像,f(x,y)是壓縮后解壓縮的圖像,e(x,y)是誤差函數(shù)第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第10頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.2圖像壓縮基本概念:保真度標(biāo)準(zhǔn)

兩個(gè)圖像之間的總誤差:

M-1N-1

[f(x,y)-f(x,y)] x=0y=0均方根誤差(rms)

M-1N-1erms=[1/MN

[f(x,y)-f(x,y)]2]1/2

x=0y=0第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第11頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.2圖像壓縮基本概念:保真度標(biāo)準(zhǔn)主觀保真度標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)視覺比較兩個(gè)圖像,給出一個(gè)定性的評(píng)價(jià),如很粗、粗、稍粗、相同、稍好、較好、很好,這種評(píng)價(jià)被稱為主觀保真度標(biāo)準(zhǔn)。第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第12頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.3圖像壓縮基本概念:圖像壓縮模型源數(shù)據(jù)編碼:完成原數(shù)據(jù)的壓縮。通道編碼:為了抗干擾,增加一些容錯(cuò)、校驗(yàn) 位,實(shí)際上是增加冗余。通道:如Internet、廣播、通訊、可移 動(dòng)介質(zhì)源數(shù)據(jù)編碼通道編碼通道通道解碼源數(shù)據(jù)解碼第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第13頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.3圖像壓縮基本概念:圖像壓縮模型源數(shù)據(jù)編碼與解碼的模型源數(shù)據(jù)編碼的模型源數(shù)據(jù)解碼的模型符號(hào)解碼器反向映射器映射器量化器符號(hào)編碼器第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第14頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.1.3圖像壓縮基本概念:圖像壓縮模型源數(shù)據(jù)編碼與解碼的模型映射器:減少像素冗余,如使用RLE編 碼。或進(jìn)行圖像變換。量化器:減少視覺心理冗余,僅用于有 損壓縮。符號(hào)編碼器:減少編碼冗余,如使用哈夫曼 編碼第四章圖像壓縮第一節(jié)圖像壓縮基本概念第15頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三第二節(jié)

無(wú)損壓縮4.2.1基于字典的壓縮4.2.2統(tǒng)計(jì)編碼4.2.3無(wú)損預(yù)測(cè)編碼第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第16頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮基于字典的壓縮RLE編碼——行程編碼PCXLZW編碼GIF第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第17頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮RLE編碼——RunLengthEncoding概念:行程:具有相同灰度值的像素序列。編碼思想:去除像素冗余。用行程的灰度和行程的長(zhǎng)度代替行程本身。例:設(shè)重復(fù)次數(shù)為iC,重復(fù)像素值為iP

編碼為:iCiPiCiPiCiP

編碼前:aaaaaaabbbbbbcccccccc

編碼后:7a6b8c第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第18頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮RLE編碼——RunLengthEncoding分析:對(duì)于有大面積色塊的圖像,壓縮效果很好對(duì)于紛雜的圖像,壓縮效果不好,最壞情況下,會(huì)加倍圖像第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第19頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮RLE編碼——RunLengthEncoding例子:PCX_RLE1)PCX簡(jiǎn)介:真彩色圖像以行為單位,按色面存放128字節(jié)的文件頭圖像數(shù)據(jù)調(diào)色板第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第20頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮RLE編碼——RunLengthEncoding2)PCX_RLE編碼原則:1)圖像數(shù)據(jù)以字節(jié)為單位進(jìn)行編碼2)按行進(jìn)行壓縮3)長(zhǎng)度在前,灰度值在后4)單像素沒有長(zhǎng)度值5)以最高兩位作為判斷是重復(fù)數(shù)還是原像素。最高兩位為1(B0除外),說(shuō)明是重復(fù)數(shù),否則,說(shuō)明是原像素值第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第21頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮RLE編碼——RunLengthEncoding2)

PCX_RLE編碼原則:6)重復(fù)像素長(zhǎng)度iC最大值為26-1=63,如果遇到iC大于63的情況,則分為小于63的幾段,分別處理。7)如果遇到不重復(fù)的單個(gè)像素P: 如果P<0xC0(192)直接存入該像素值, 否則先存入長(zhǎng)度1,再存入像素值(192-255之間的單像素圖像不減反增)第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第22頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮RLE編碼——RunLengthEncoding(3)PCX_RLE的解碼(以解一行為例)1)讀一個(gè)字節(jié)到byChar2)if((byChar&0xC0)==0xC0){ //判前兩位是否全1,且前4位為C0=11010000 iCount=byChar&0x3F;

//取出后6位的重復(fù)數(shù)

連續(xù)讀iCount個(gè)字節(jié)

} else{ 直接讀下一個(gè)字節(jié)}3)重復(fù)a),b)直到讀完一行。第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第23頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼背景:是Lemple、Ziv提出,Welch充實(shí)基本思想:去除像素冗余。(1)在壓縮過(guò)程中動(dòng)態(tài)地形成一個(gè)字符序列表(字典)(2)

(a)每當(dāng)壓縮掃描圖像發(fā)現(xiàn)一個(gè)字典中沒有的字符 序列,就把該字符序列存到字典中

(b)并用字典的地址(編碼)作為這個(gè)字符序列的 代碼,替換原圖像中的字符序列

(c)下次再碰到相同的字符序列,就用字典的地址代替字符序列第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第24頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼基本思想:去除像素冗余(3)壓縮的結(jié)果,除了壓縮圖像外,不需要保 留壓縮過(guò)程中形成的字典,而在解壓縮時(shí), 臨時(shí)恢復(fù)這個(gè)字典。問(wèn)題:字符序列的長(zhǎng)度如何確定? 字典的長(zhǎng)度如何確定? 字典滿了怎么辦? 如何查表?第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第25頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼字符序列的長(zhǎng)度: 字符串的長(zhǎng)度可能會(huì)很長(zhǎng),由于每一個(gè)字符串,都是表中一個(gè)已經(jīng)存在的字符串加上一個(gè)字符組成,所以可以把字符串以

<已有字符串索引>+<字符>

這樣字典元素的長(zhǎng)度統(tǒng)一為12+8,20位。字典的長(zhǎng)度: 對(duì)于以字節(jié)(8位)為壓縮單元,如ASCII碼,字典的長(zhǎng)度為212=4096,索引的長(zhǎng)度為12位,字典的前256個(gè)保存單個(gè)字符,剩下的3840個(gè)的分配給壓縮過(guò)程中出現(xiàn)的字符串。第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第26頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼字典滿了的解決辦法:

在字典滿了以后,輸出一個(gè)清除字典的標(biāo)記 LZW_CLEAR,清空字典,開始新的編碼。查表的方法:

可通過(guò)Hashing函數(shù)(散列、雜湊)的方法來(lái)減少 查表的次數(shù)。輸出編碼的時(shí)機(jī):

發(fā)現(xiàn)新串時(shí),輸出前一個(gè)串的編碼第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第27頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼例子:GIF和TIFF都使用LZW壓縮法。下面以GIF為例進(jìn)行介紹:1)GIF簡(jiǎn)介(多圖像、256色)文件結(jié)構(gòu): 文件頭信息:標(biāo)識(shí)(GIF)、版本號(hào) 屏幕描述:屏幕長(zhǎng)、寬、背景色等 全局調(diào)色板:長(zhǎng)度(256x3)//三個(gè)256色的調(diào)色板第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第28頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼

圖象描述:描述圖像塊在屏幕上的左上角位 置及寬高//可以有多個(gè) 局部調(diào)色板:長(zhǎng)度(256x3)//三個(gè)256色的調(diào) 色板,每個(gè)圖像可有一個(gè) 圖像數(shù)據(jù):用LZW方式壓縮,用256字節(jié)的塊來(lái) 存放 擴(kuò)充塊描述:有四種擴(kuò)充塊 文件結(jié)尾:字符“;”第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第29頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼文件頭信息LZW壓縮圖像數(shù)據(jù)全局調(diào)色板屏幕描述圖像描述局部調(diào)色板擴(kuò)充數(shù)據(jù)塊第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第30頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮LZW編碼第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮初始化字典輸出清除標(biāo)記LZW_CLEARTemp=空串k=從輸入流中讀一個(gè)字符是結(jié)尾標(biāo)志嗎?Temp+k在字典中嗎?輸出Temp的編碼把新串Temp+k加到字典中Temp=kTemp=Temp+k輸出Temp的編碼輸出結(jié)束標(biāo)記第31頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮(2)GIF_LZW編碼InitializeStringTable(); //初始化串表WriteCode(LZW_CLEAR); //輸出清除標(biāo)記Temp=theemptystring; //臨時(shí)串變量置空For對(duì)輸入流中每一個(gè)字符{ //掃描字符的循環(huán)

k=GetNextCharacter(); //讀入一個(gè)新字符

if(temp+k在串表中){ //判斷“臨時(shí)串變量+ 新字符”是否在表中

temp=temp+k; //更新臨時(shí)串變量

}第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第32頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮

else{

WriteCode(CodeFromString(temp));

//輸出新臨時(shí)串變量的編碼

AddTableEntry(temp+k);

//把新字符串存到串表中

Temp=k;//用當(dāng)前讀入的字符更新臨時(shí)temp}}WriteCode(CodeFromString(temp));

//輸出新臨時(shí)串變量的編碼WriteCode(LZW_EOI); //輸出結(jié)束標(biāo)記第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第33頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮編碼舉例:設(shè)字符集{a,b,c,d}, 串:aabdaadaa

壓縮字典 臨時(shí)串 輸入串 編碼

0 a T=temp+ a 1 b T=a + a 0 2 c T=a + b 00 3 d T=b + d 001 4 aa T=d + a 00135 ab T=a + a 6 bd T=aa + d 001347 da T=d + a

8 aad T=da + a 0013479 daa T=a 0013470

第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第34頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮(3)GIF_LZW解碼While((Code=GetNextCode())!=LZW_EOI){ If(Code==LZW_CLEAR){//判斷是否是清除標(biāo)記

InitializeStringTable();//初始化串表

Code=GetNextCode();//讀入編碼

If(Code!=LZW_CLEAR){//如果不是清除標(biāo)記

WriteString(StringFromCode(Code)); //查串表輸出字符

OldCode=Code;//保留當(dāng)前編碼

} } else{第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第35頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.1無(wú)損壓縮:基于字典的壓縮 if(IsInTabel(Code){ //判編碼是否已經(jīng)在表中

WriteString(StringFromCode(Code));//輸出字符串

OldCode=Code; //保留當(dāng)前編碼}else{ //不在串表中

OutString=StringFromCode(OldCode)+ StringFromCode(GetLastChar(Code));//新老組合解碼WriteString(OutString); //輸出解碼

AddStringToTable(OutString); //給串表加一項(xiàng)

OldCode=Code; //保留當(dāng)前編碼}第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第36頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第37頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼(1)基本思想通過(guò)減少編碼冗余來(lái)達(dá)到壓縮的目的。基本思想是統(tǒng)計(jì)一下符號(hào)的出現(xiàn)概率,建立一個(gè)概率統(tǒng)計(jì)表,將最常出現(xiàn)(概率大的)的符號(hào)用最短的編碼,最少出現(xiàn)的符號(hào)用最長(zhǎng)的編碼。第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第38頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼(2)例子:建立概率統(tǒng)計(jì)表和編碼樹 符號(hào)概率1 2 3 4 a2 0.40.40.4 0.4 0.6 a6 0.30.30.3 0.3 0.4 a1 0.10.10.2 0.3 a4 0.10.10.1 a3 0.060.1 a5 0.04

第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第39頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼(2)例子:編碼過(guò)程:符號(hào)概率編碼 1 234a2 0.41 0.410.410.410.60a6 0.3000.3000.3000.3

00

0.41a1 0.10110.10110.2

0100.3

01a4 0.101000.1

0100

0.1

011

a3 0.06

010100.1

0101

a5 0.04

01011第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第40頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼(2)例子:解碼過(guò)程:

010100111100a3a1a2a2a6第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第41頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼(3)算法實(shí)現(xiàn)第一步:建立一系列的原數(shù)據(jù)縮減量 通過(guò)對(duì)符號(hào)的概率排序,把最小概率的符號(hào)組成一個(gè)符號(hào),以便在下一個(gè)原數(shù)據(jù)縮減量中替換它們。第二步:給每一個(gè)縮減的原始數(shù)據(jù)編碼 從最少的原數(shù)據(jù)開始,向后進(jìn)行到起始原數(shù)據(jù)。第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第42頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.2無(wú)損壓縮:統(tǒng)計(jì)編碼霍夫曼編碼靜態(tài)編碼在壓縮之前就建立好一個(gè)概率統(tǒng)計(jì)表和編碼樹。算法速度快,但壓縮效果不是最好動(dòng)態(tài)編碼對(duì)每一個(gè)圖像,臨時(shí)建立概率統(tǒng)計(jì)表和編碼樹。算法速度慢,但壓縮效果最好第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第43頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.3無(wú)損壓縮:無(wú)損預(yù)測(cè)編碼無(wú)損預(yù)測(cè)編碼1)編碼思想a.去除像素冗余。b.認(rèn)為相鄰像素的信息有冗余。當(dāng)前像素值可以用以前的像素值來(lái)獲得。c.用當(dāng)前像素值fn,通過(guò)預(yù)測(cè)器得到一個(gè)預(yù)測(cè)值

fn,對(duì)當(dāng)前值和預(yù)測(cè)值求差,對(duì)差編碼,作為壓縮數(shù)據(jù)流中的下一個(gè)元素。由于差比原數(shù)據(jù)要小,因而編碼要小,可用變長(zhǎng)編碼。大多數(shù)情況下,fn的預(yù)測(cè)是通過(guò)m個(gè)以前像素的線性組合來(lái)生成的。第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第44頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.3無(wú)損壓縮:無(wú)損預(yù)測(cè)編碼

即:

m fn=round[ifn-i]

i=1在一維線性(行預(yù)測(cè))預(yù)測(cè)編碼中,預(yù)測(cè)器為:

m fn(x,y)=round[if(x,y-i)]

i=1 round為取最近整數(shù),i為預(yù)測(cè)系數(shù)(可為1/m),y是行變量。d.前m個(gè)像素不能用此法編碼,可用哈夫曼編碼第四章圖像壓縮第二節(jié)無(wú)損壓縮第45頁(yè),講稿共52頁(yè),2023年5月2日,星期三4.2.3無(wú)損壓縮:無(wú)損預(yù)測(cè)編碼

舉例: m fn=round[ifn-i]

i=1F={154,159,151,149,139,121,112,109,129}m=2 =1/2預(yù)測(cè)值f2=1/2*(154+159)156e2=151-156=-5 f3=1/2*(159+151)=155e3

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