第七章圖像壓縮編碼

第七章圖像壓縮編碼學(xué)習(xí)內(nèi)容一、行程編碼二、JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)(基于DCT的有損編碼算法)三、JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)（小波變換壓縮算法）高中信息技術(shù)（選修2）多媒體技術(shù)應(yīng)用教育科學(xué)出版社第二章圖形、圖像2.1.4圖形、圖像文件的壓縮圖像壓縮基本過程變換量化編碼高中信息技術(shù)（選修2）多媒體技術(shù)應(yīng)用廣東教育出版社第三章多媒體信息的類型及其特征tu1(128,256)（2）tu15和tu16進(jìn)行列合并二、JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)(基于DCT的有損編碼算法)三、JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)（小波變換壓縮算法）二、JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)(基于DCT的有損編碼算法)利用一濾波器組通過重復(fù)卷積的方法，經(jīng)取樣將輸入端信號(hào)分解為高頻分量和低頻分量，然后分別對(duì)高頻和低頻分量用與其統(tǒng)計(jì)特性相匹配的編碼器進(jìn)行量化和編碼，解碼時(shí)高頻分量和低頻分量經(jīng)過插值和共軛濾波綜合成重建圖像。tu3(128,128)hetu1(128,256)是定義在有限間隔且其平均值為零的一種函數(shù)，tu1(128,256)你能畫出二次分解的原理圖嗎？一、JPEG2000的優(yōu)勢(shì)1909年，哈爾最早發(fā)現(xiàn)和使用了小波（1）tu3和tu4進(jìn)行列合并（1）tu3和tu4進(jìn)行列合并1988年，InridDaubechies發(fā)現(xiàn)了小波變換與濾波器組之間有著密切關(guān)系tu4(128,128)傳統(tǒng)JPEG算法JPEG2000及其探究（4）靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)JPEG（傳統(tǒng)JPEG/JPEG2000）探究：搜索靜止圖像數(shù)據(jù)壓縮國際標(biāo)準(zhǔn)JPEG的資料，深入了解JPEG是什么簡稱？是什么樣的標(biāo)準(zhǔn)？算法實(shí)現(xiàn)方式？JPEG2000算法的特點(diǎn)？學(xué)習(xí)內(nèi)容一、行程編碼二、JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)(基于DCT的有損編碼算法)三、JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)（小波變換壓縮算法）學(xué)習(xí)目標(biāo)1、能說出JPEG2000的優(yōu)勢(shì)2、能畫出小波圖像編碼原理圖3、能利用計(jì)算機(jī)程序語言實(shí)現(xiàn)小波圖像編碼與譯碼你認(rèn)識(shí)嗎？這是什么文件？請(qǐng)比較數(shù)據(jù)量高壓縮率，高出20%-40%一、JPEG2000的優(yōu)勢(shì)在photoshop中你試過這樣嗎？漸進(jìn)傳輸感興趣區(qū)域壓縮為文件加上元數(shù)據(jù)圖像壓縮程序?qū)崿F(xiàn)思路實(shí)例演示：利用JPEG2000基本算法（小波變換）實(shí)現(xiàn)的圖像壓縮與解壓縮思考：圖像處理（壓縮）程序?qū)崿F(xiàn)的基本思路？（1）tu3和tu4進(jìn)行列合并二、JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)(基于DCT的有損編碼算法)高壓縮率，高出20%-40%hetu2(128,256)（2）tu15和tu16進(jìn)行列合并問題1：一副圖像有輪廓和細(xì)節(jié)，輪廓指圖像信號(hào)的_______分量，細(xì)節(jié)指圖像信號(hào)的______分量。tu1(128,256)高中信息技術(shù)（選修2）hetu1(128,256)一、JPEG2000的優(yōu)勢(shì)tu15(128,128)（1）tu3和tu4進(jìn)行列合并二、JPEG2000的原理二次分解是在一次分解的基礎(chǔ)上，對(duì)一次分解得到的LL子圖，即tu3（128，128）進(jìn)行進(jìn)一步分解，同學(xué)們，請(qǐng)你畫出二次分解的原理圖。問題2：如何得到一副圖像的高頻分量和低頻分量？（2）tu15和tu16進(jìn)行列合并圖像壓縮程序?qū)崿F(xiàn)思路存放到數(shù)組（seek、get）處理數(shù)組（數(shù)據(jù)壓縮）利用數(shù)組生成圖像（seek、put）原理二、JPEG2000的原理1、小波、小波變換2、Mallat算法1、小波、小波變換變換類型含義特點(diǎn)離散余弦變換用于傳統(tǒng)JPEG信號(hào)=系列余弦函數(shù)之和時(shí)間范圍的頻率特征適合平穩(wěn)過程小波變換用于JPEG2K信號(hào)=系列小波函數(shù)之和時(shí)間、頻率特征適合突變過程？小波：是與傅立葉基類似的基是定義在有限間隔且其平均值為零的一種函數(shù)，小波理論：任何一個(gè)信號(hào)都可以分解成原始小波經(jīng)過平移和縮放之后的一系列小波1、小波、小波變換部分小波1909年，哈爾最早發(fā)現(xiàn)和使用了小波20世紀(jì)70年代，JeanMorlet提出了小波變換的概念通過平移母小波可獲得信號(hào)的時(shí)間信息；通過縮放小波的寬度可以獲得信號(hào)的頻率特性。這些平移及縮放系數(shù)就是小波變換的結(jié)果JPEG2K采用以離散小波變換算法為主的多解析編碼方式DWT對(duì)于時(shí)/空間域或頻域的考察都采用局部的方式，所以對(duì)于非平穩(wěn)過程也是有效的。1、小波、小波變換2、Mallat算法Mallat在1988年開發(fā)了一種使用濾波器執(zhí)行離散小波變換的有效方法——Mallat算法。1988年，InridDaubechies發(fā)現(xiàn)了小波變換與濾波器組之間有著密切關(guān)系它是一種信號(hào)的分解方法，又稱雙通道子帶編碼DWT對(duì)于時(shí)/空間域或頻域的考察都采用局部的方式，所以對(duì)于非平穩(wěn)過程也是有效的。二、JPEG2000的原理tu1(128,256)hetu2(128,256)tu1(128,256)二、JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)(基于DCT的有損編碼算法)高壓縮率，高出20%-40%3、能利用計(jì)算機(jī)程序語言實(shí)現(xiàn)小波圖像編碼與譯碼tu1(128,256)tu3(128,128)高中信息技術(shù)（選修2）（3）hetu1和hetu2進(jìn)行行合并（2）tu15和tu16進(jìn)行列合并分接器復(fù)接器Xn+Xr(n)BPF1BPF2BPFN……編碼器編碼器編碼器……譯碼器譯碼器譯碼器……BPF1BPF2BPFN……編碼信道譯碼子帶編碼利用一濾波器組通過重復(fù)卷積的方法，經(jīng)取樣將輸入端信號(hào)分解為高頻分量和低頻分量，然后分別對(duì)高頻和低頻分量用與其統(tǒng)計(jì)特性相匹配的編碼器進(jìn)行量化和編碼，解碼時(shí)高頻分量和低頻分量經(jīng)過插值和共軛濾波綜合成重建圖像。

Mallat算法編碼過程：2、Mallat算法2、Mallat算法2、Mallat算法LHLLHHHL一級(jí)分解三級(jí)分解2、Mallat算法圖像分解與合并過程高頻分量（H）

圖象的細(xì)節(jié)低頻分量（L）

圖象的輪廓問題1：一副圖像有輪廓和細(xì)節(jié)，輪廓指圖像信號(hào)的_______分量，細(xì)節(jié)指圖像信號(hào)的______分量。A、高頻B、低頻圖像分解與合并過程問題2：如何得到一副圖像的高頻分量和低頻分量？內(nèi)容頻率獲得方法圖像的輪廓低頻分量（L）平均圖像的細(xì)節(jié)高頻分量（H）差值圖像分解與合并過程H代表高頻分量（圖象的細(xì)節(jié)）L代表低頻分量（圖象的輪廓）（1）行分解過程tuHtuhLtul行分解（一）基礎(chǔ)知識(shí)：行/列分解、行/列合并圖像分解與合并過程（2）列分解過程tu列分解tuhHtulL圖像分解與合并過程（3）行合并過程HtuhLtul行合并HtuhLtulHL圖像分解與合并過程（4）列合并過程列合并HtuhLtultuhHtulLHL圖像分解與合并過程（二）一次分解過程tu原圖256256行分解Htuh128256256Ltul128256256tu2(128,256)tu1(128,256)列分解256HHtuhHLtul128256128列分解LHtuhLLtul128256256128tu16(128,128)tu15(128,128)tu3(128,128)tu4(128,128)圖像分解與合并過程（二）一次合并過程LHtu4128128（1）tu3和tu4進(jìn)行列合并LLtu3128128列合并LHtu4LLtu3128256128hetu2(128,256)L圖像分解與合并過程（二）一次合并過程HHtu15128128（2）tu15和tu16進(jìn)行列合并HLtu16128128列合并HHtu15HLtu16128256128hetu1(128,256)H圖像分解與合并過程（二）一次合并過程（3）hetu1和hetu2進(jìn)行行合并LHtu4LLtu3128256128hetu2(128,256)HHtu15HLtu16128256128hetu1(128,256)行合并HHtu15HLtu16128256256128LHtu4LLtu3hetu0(256,256)hetu1hetu2原圖HLHL圖像分解與合并過程（三）二次分解過程你能畫出二次分解的原理圖嗎？提示：二次分解是在一次分解的基礎(chǔ)上，對(duì)一次分解得到的LL子圖，即tu3（128，128）進(jìn)行進(jìn)一步分解，同學(xué)們，請(qǐng)你畫出二次分解的原理圖。可以進(jìn)行討論。