多媒体数据压缩基础2 XIDIAN 西安电子科技大学多媒体研究所 http://www.mti.xidian.edu.cn
XIDIAN 西安电子科技大学多媒体研究所 http://www.mti.xidian.edu.cn 多媒体数据压缩基础2
数据压缩在多媒体数据处理中的地位 知识发现(学习) 信息的机器载体(比特) 编码 解码 信息的人类载体(声 图、文、语言等)
数据压缩在多媒体数据处理中的地位 信息的机器载体（比特） 信息的人类载体（声、 图、文、语言等） 知识发现（学习） 编码 解码
多媒体数据压缩发展历程 H.264 MPEG-4 NBC H.26L MPEG-4 H.263/+/++ H.262 MPEG-2 H.261 MPEG-1 TU国际电联 [IsO国际标准组织
多媒体数据压缩发展历程
多媒体数据压缩发展前景 压缩的极限是多少? 今目前情况 ◆JPEG25-30倍 ◆DVD50倍 ◆高清晰电视75倍 ◆H263电信标准70-80倍 将来 ◆H264MPEG4目标250倍 ◆日本数字电视2030年达到300倍
多媒体数据压缩发展前景 ❖压缩的极限是多少？ ❖目前情况： ◆ JPEG 25-30倍 ◆ DVD 50倍 ◆ 高清晰电视 75倍 ◆ H.263电信标准 70－80倍 ❖将来： ◆ H.264,MPEG4 目标250倍 ◆ 日本数字电视 2030年达到300倍
高阶熵编码应用 RLE(行程编码)和词典编码 一个例子 1111222244448888 行程编码为 1#42#44#48#4 是否消除了所有的数据相关性?
高阶熵编码应用 RLE（行程编码）和词典编码 一个例子 1111222244448888 行程编码为 1＃4 2#4 4#4 8#4 是否消除了所有的数据相关性？
变换编码 今定义 将空城图像或视频信号通过一种映 射关系变换到另一个正交矢量空间 原理 变换域或频域),产生一批新的变 ◇数学模型 换系数,对变换系数进行编码处理。 ☆K-L变换 小波变换 主要包括以下典型变换方法 ◆KL变换 ◆DcT变换 ◆小波变换
将空域图像或视频信号通过一种映 射关系变换到另一个正交矢量空间 （变换域或频域），产生一批新的变 换系数，对变换系数进行编码处理。 变换编码 ❖ 定义 ❖ 原理 ❖ 数学模型 ❖ K-L变换 ❖ 小波变换 主要包括以下典型变换方法 ◆ K-L变换 ◆ DCT变换 ◆ 小波变换
变换编码 定义 1真实图像或视频信号在空(时)城描 ☆原理 述时信息冗余度大,进行变换后,可 以消除数据之间的相关性,变换系数 令数学模型 相对独立,数据量减少。 ◇KL变换 小波变换 2利用人的视(听)觉特性,对高频细 节不敏感可以在变换过程中滤除高 频系数,保留低频系数,从而进一步 减少数据量
1.真实图像或视频信号在空（时）域描 述时信息冗余度大，进行变换后，可 以消除数据之间的相关性，变换系数 相对独立，数据量减少。 2.利用人的视（听）觉特性，对高频细 节不敏感，可以在变换过程中滤除高 频系数，保留低频系数，从而进一步 减少数据量。 变换编码 ❖ 定义 ❖原理 ❖ 数学模型 ❖ K-L变换 ❖ 小波变换
变换编码 定义 F(l)=∑/(x)ep[-12xx/N]=0.1…N-1 原理 今数学模型 KL变换何正交变换都可表示成矩阵的形式。 小波变换 X=AX 相对在N维空间中对原坐标轴进行旋 转平移 正交变换还具有能量不变特性(欧式 距离)
变换编码 ❖ 定义 ❖ 原理 ❖数学模型 ❖ K-L变换 ❖ 小波变换 ( ) ( ) 1 0 1 exp 2 0,1, , 1 N x F u f x j ux N u N N − = = − = − 任何正交变换都可表示成矩阵的形式。 X Ax = 相对在N维空间中对原坐标轴进行旋 转平移 正交变换还具有能量不变特性（欧式 距离）
变换编码 定义 信号在时域描述时信息冗余度大, 原理 变换后,参数独立,数据量减少 数学模型向量空间中的正交变换,就是寻找 ◇KL变换 组新的规范正交基,求取原向量在新 小波变换 的正交基上的系数 >利用人的视觉特性,对高频细节不 敏感,可以滤除高频系数,保留低 频系数。 用有限维数线性组合去逼近原向量, 达到最好近似效果,投影定理 能量集中特性
➢信号在时域描述时信息冗余度大， 变换后，参数独立，数据量减少。 向量空间中的正交变换，就是寻找一 组新的规范正交基，求取原向量在新 的正交基上的系数。 ➢利用人的视觉特性，对高频细节不 敏感，可以滤除高频系数，保留低 频系数。 用有限维数线性组合去逼近原向量， 达到最好近似效果，投影定理。 能量集中特性 变换编码 ❖ 定义 ❖ 原理 ❖数学模型 ❖ K-L变换 ❖ 小波变换
变换编码 定义 是最佳正交变换方式。对相关向量 原理 求协方差矩阵,按照特征值的大小排列 数学模型 特征向量。变换域中能量可以集中到少 今KL变换数几个变换系数上(特征值大的特征向 量上的系数),其编码效率最高,误差 小波变换 最小。但运算复杂度大 具有很好的理论指导性,奇异值分 解技术以及主向量分析技术都与其相 关,可以看成是KL变换的变种
是最佳正交变换方式。对相关向量 求协方差矩阵，按照特征值的大小排列 特征向量。变换域中能量可以集中到少 数几个变换系数上（特征值大的特征向 量上的系数），其编码效率最高，误差 最小。但运算复杂度大。 变换编码 ❖ 定义 ❖ 原理 ❖ 数学模型 ❖K-L变换 ❖ 小波变换 具有很好的理论指导性，奇异值分 解技术以及主向量分析技术都与其相 关，可以看成是K-L变换的变种