數(shù)字圖像處理-預(yù)測編碼.ppt

1、預(yù)測編碼,預(yù)測編碼,一、預(yù)測編碼的基本原理,預(yù)測編碼是根據(jù)某一模型利用以往的樣本值對于新樣本值進(jìn)行預(yù)測，然后將樣本的實際值與其預(yù)測值相減得到一個誤差值，然后對這一誤差值進(jìn)行編碼。,預(yù)測編碼方法是從相鄰像素之間的強(qiáng)的相關(guān)性特點出發(fā)， 即：當(dāng)前像素的灰度或顏色信號的數(shù)值可用前面已出現(xiàn)的像素的值，進(jìn)行預(yù)測，得到一個預(yù)測值，然后將其與實際值求差，對這個差值信號進(jìn)行編碼、傳送。,二、線性預(yù)測（DPCM）基本原理,預(yù)測誤差：,為量化器的量化誤差， 為量化器輸出信號,接收端輸出為：,在接收端復(fù)原的像素值與發(fā)射端的原輸入像素值之間的 誤差為：,結(jié)論：DPCM系統(tǒng)中的誤差來源是發(fā)射端的量化器，而與發(fā)射端無關(guān)；如

2、果去掉量化器，就可以完全無失真地恢復(fù)輸入信號，從而實現(xiàn)信息保持編碼。,三、最佳線性預(yù)測,設(shè)有一幅靜止黑白圖像，經(jīng)過逐幀逐行掃描而獲得的圖像信號是一個均值為0、方差為2 的平穩(wěn)隨機(jī)過程，X（t）在t1,t2,tn-1時刻抽樣值分別為X1，X2，XN-1 ;,定義XN的均方誤差為：,即:,令Xi和Xj的協(xié)方差Rij為:,上式可以寫成為：,預(yù)測方式簡介：,預(yù)測器的預(yù)測系數(shù)和量化器的量化參數(shù)，能夠根據(jù)圖像的局部區(qū)域分布特點而自動調(diào)整。,1、自適應(yīng)預(yù)測,增加一個可變參數(shù)m得：,設(shè)量化器最大輸出為emax,最小輸出為emin，對于一個誤差的量化輸出為e,2、自適應(yīng)量化,根據(jù)圖像局部區(qū)域的特點，自適應(yīng)地修改

3、和調(diào)整量化器的參數(shù)。,五、幀間預(yù)測編碼,幀間編碼技術(shù)處理的對象是序列圖像（Sequence Image）,1、條件補充法,如果幀間各對應(yīng)像素的亮度差超過閾值，則把這些像素存在緩沖存儲器中，并以恒定的傳輸速度傳送；而閾值以下的像素則不傳送，在接收端用上一幀相應(yīng)像素值來代替。,條件補充法和內(nèi)插法相結(jié)合應(yīng)用，稱為條件次取樣。,2、運動補償技術(shù)（motion compensation）,運動補償技術(shù)的實質(zhì)是跟蹤畫面內(nèi)的運動情況并對其加以補償之后再進(jìn)行幀間預(yù)測。,運動向量的估值方法（塊匹配算法）：,計算兩幀中子塊的相關(guān)函數(shù)：,當(dāng)相關(guān)函數(shù)NCCF(i,j)達(dá)到最小值時，它的i和j值就認(rèn)定為子塊的水平和垂直位移值。,為了減小計算工作量，常用下式代替：,或,MSE是均方誤差，MAD是幀間絕對值，取MSE或MAD最小時的i,j值就是水平和垂直的偏移量。,在搜索范圍內(nèi)尋