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(guò)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(lèi)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(guò)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(guò)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(huà)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(guó)際標(biāo)準(zhǔn)JPEG的資料，深入了解JPEG是什么簡(jiǎn)稱(chēng)？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(shuō)出JPEG2000的優(yōu)勢(shì)2、能畫(huà)出小波圖像編碼原理圖3、能利用計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)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(guò)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(wèn)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(huà)出二次分解的原理圖。問(wèn)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(lèi)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(guò)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(guò)程？小波：是與傅立葉基類(lèi)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(guò)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(guò)平移母小波可獲得信號(hào)的時(shí)間信息；通過(guò)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(guò)程也是有效的。1、小波、小波變換2、Mallat算法Mallat在1988年開(kāi)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(chēng)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(guò)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(yǔ)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(guò)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(guò)插值和共軛濾波綜合成重建圖像。

Mallat算法編碼過(guò)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(guò)程高頻分量（H）

圖象的細(xì)節(jié)低頻分量（L）

圖象的輪廓問(wèn)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(guò)程問(wèn)題2：如何得到一副圖像的高頻分量和低頻分量？?jī)?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(guò)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(guò)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(guò)程（2）列分解過(guò)程tu列分解tuhHtulL圖像分解與合并過(guò)程（3）行合并過(guò)程HtuhLtul行合并HtuhLtulHL圖像分解與合并過(guò)程（4）列合并過(guò)程列合并HtuhLtultuhHtulLHL圖像分解與合并過(guò)程（二）一次分解過(guò)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(guò)程（二）一次合并過(guò)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(guò)程（二）一次合并過(guò)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(guò)程（二）一次合并過(guò)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(guò)程（三）二次分解過(guò)程你能畫(huà)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(huà)出二次分解的原理圖?？梢赃M(jìn)行討論。