第6讲-多媒体数据压缩编码方法

1、第第6 6讲讲 多媒体数据压缩多媒体数据压缩 和信息编码和信息编码内内 容容 提提 要要多媒体数据压缩基本特征和方法图像统计特性无损数据压缩编码方法有损数据压缩编码方法多媒体数据压缩基本特征和方法多媒体数据压缩基本特征和方法图像统计特性图像统计特性 图像的信息量图像的信息量 信源符号信源符号Si概率：概率： 符号符号Si的信息量：的信息量： 离散信源离散信源 图像的信息熵图像的信息熵niinnSpSpSpSpSSSX121211)(,)(.,),(),(., 10()1,()1niiip Sp S22()log (1/()log()iiiI Sp Sp S 211()() ()()log()1

2、nniiiiiiH Xp S I Sp Sp S无损压缩编码方法无损压缩编码方法B. LZWB. LZW编码编码 LZW LZW（ Lempel Lempel ZivZiv Welch Welch）压缩编码是一种压缩压缩编码是一种压缩效率较高的无损数据压缩技术。该技术取得了效率较高的无损数据压缩技术。该技术取得了LZWLZW专专利，被广泛用于图像压缩领域。利，被广泛用于图像压缩领域。 LZWLZW压缩基本原理压缩基本原理 LZW LZW压缩的基本原理是：压缩的基本原理是：LZWLZW压缩把每一个第压缩把每一个第一次出现的字符串用一个数值来编码，在还原程一次出现的字符串用一个数值来编码，在还原程

3、序中再将这个数值还成原来的字符串。序中再将这个数值还成原来的字符串。例如用数值例如用数值0 x1000 x100代替字符串代替字符串“abccddeeeabccddeee”这样每这样每当出现该字符串时，都用当出现该字符串时，都用0 x1000 x100代替。把数据流中代替。把数据流中复复杂的数据用简单的代码来表示杂的数据用简单的代码来表示，就起到了压缩的作用。，就起到了压缩的作用。并把代码和数据的对应关系建立一个转换表，又叫并把代码和数据的对应关系建立一个转换表，又叫“字符串表字符串表”或或“编码对照表编码对照表”。 LZWLZW压缩的特点压缩的特点 压缩过程压缩过程复杂复杂，但过程完全，但过

4、程完全可逆可逆。 对于简单图像和平滑且噪音小的信号源具有对于简单图像和平滑且噪音小的信号源具有较高的压较高的压缩比缩比，并且有，并且有较高的压缩和解压缩速度较高的压缩和解压缩速度。 对机器对机器硬件条件要求不高硬件条件要求不高。 可压缩任何类型和格式的数据可压缩任何类型和格式的数据。对于任意宽度和像素。对于任意宽度和像素位长度的图像，都具有稳定的压缩过程。位长度的图像，都具有稳定的压缩过程。常用于常用于GIFGIF格式的图像压缩，其平均压缩比在格式的图像压缩，其平均压缩比在2 2：1 1以以上，最高压缩比可达到上，最高压缩比可达到3 3：1 1。 用于用于文本文本程序等数据压缩领域，对于数据流

5、中连续重程序等数据压缩领域，对于数据流中连续重复出现的字节和字串，复出现的字节和字串，LZWLZW压缩技术具有很高的压缩比。压缩技术具有很高的压缩比。 对于可对于可预测性不大预测性不大的数据具有较好的处理效果的数据具有较好的处理效果. .LZWLZW压缩编码过程压缩编码过程 LZW LZW压缩过程中主要处理：压缩过程中主要处理：输入流，即为原始图像数据流；输入流，即为原始图像数据流；输出流，压缩所生成的代码流；输出流，压缩所生成的代码流；字符串表，记录代码与数据的转换字符串表，记录代码与数据的转换关系，是压缩算法的核心。关系，是压缩算法的核心。 一般一个字符串表项大于一般一个字符串表项大于25

6、5255但小于但小于512512，这，这时我们可以使用时我们可以使用9 bit 9 bit 的代码。的代码。 LZWLZW压缩程序工作时，根据内存大小压缩程序工作时，根据内存大小开辟了开辟了两个缓冲区两个缓冲区：当前前缀码（当前前缀码（Current PrefixCurrent Prefix）缓缓冲区，用于存放上一次处理的代码；冲区，用于存放上一次处理的代码；当前串（当前串（Current StringCurrent String）缓冲区，缓冲区，用于存放前缀码所代表的字符串，并用于存放前缀码所代表的字符串，并把两种字符串连接在一起。把两种字符串连接在一起。 就是说，表中的第就是说，表中的第i

7、 i项是由字符串项是由字符串组成，组成，并对应着代码值并对应着代码值ii。假如我们有一个字母假如我们有一个字母表表a a、b b、c c、d d，那么初始化字符串表就是：那么初始化字符串表就是：#0=a,#1=b,#2=c,#3=d#0=a,#1=b,#2=c,#3=d。可以看出，其中可以看出，其中第第1 1、2 2、3 3、4 4项对应着代码值分别为项对应着代码值分别为0 0、1 1、2 2、3 3。表的第。表的第项和第项和第项分别用项分别用于清零和结束代码，以便于确定每个编码于清零和结束代码，以便于确定每个编码条文的开始和结束。而加入字串表的第一条文的开始和结束。而加入字串表的第一个多字符

8、项是从代码值个多字符项是从代码值位置开始的。位置开始的。图图7-1 LZW 7-1 LZW 编码过程编码过程 举例：如果有一个输入的字符流举例：如果有一个输入的字符流abacabaabacaba。 读取第读取第1 1个字符个字符a a，a a可以在编译表中找到，修改可以在编译表中找到，修改“前缀前缀=a”=a”； 读取第读取第2 2个字符个字符b b，这时的这时的abab在编译表中找不到，那么添加在编译表中找不到，那么添加#4=#4=abab到编到编译表，同时输出前缀码（也就是译表，同时输出前缀码（也就是a a）的索引的索引#0#0到编码流，修改到编码流，修改“前缀前缀=b”=b”； 读取第读

9、取第3 3个字符个字符a a，这时的，这时的baba在编译表中找不到，添加编译表在编译表中找不到，添加编译表#5=#5=baba，输出前缀码（输出前缀码（b b）的索引）的索引#1#1到编码流，修改到编码流，修改“前缀前缀=a”=a”； 读下一个字符读下一个字符c c，这时的，这时的acac在编译表中找不到，添加在编译表中找不到，添加#6=ac#6=ac到编译表，到编译表，输出前缀码（输出前缀码（a a）的索引）的索引#0#0到编码流，修改到编码流，修改“前缀前缀= c”= c”； 读下一个字符读下一个字符a a，这时的，这时的caca在编译表中找不到，添加在编译表中找不到，添加#7=ca#7

10、=ca到编译表，到编译表，输出前缀码（输出前缀码（c c）的索引）的索引#2#2到编码流，修改到编码流，修改“前缀前缀=a”=a”； 读下一个字符读下一个字符b b，这时的，这时的abab可找到编译表的可找到编译表的#4=#4=abab，修改，修改“前缀前缀= =abab”； 读取最后一个字符读取最后一个字符a a，这时的，这时的abaaba在编译表中找不能，添加在编译表中找不能，添加#8=#8=abaaba到到编译表，输出前缀码（编译表，输出前缀码（abab）的索引）的索引#4#4到编码流，修改到编码流，修改“前缀前缀=a”=a”； 没有数据了，输出前缀码（没有数据了，输出前缀码（a a）的

11、索引）的索引#0#0到编码流，最后的输出结果到编码流，最后的输出结果就是：就是：#0#1#0#2#4#0#0#1#0#2#4#0。B: B: 霍夫曼编码霍夫曼编码霍夫曼霍夫曼(Huffman)(Huffman)在在19521952年提出了对统计独立信源能达到最年提出了对统计独立信源能达到最小平均码长的编码方法。霍夫曼码通常称为最优码。小平均码长的编码方法。霍夫曼码通常称为最优码。 编码的基本思想：编码的基本思想：是根据信源符号出现的概率大小进行排是根据信源符号出现的概率大小进行排 序，出现的概率大的符号分配短码，反之分配长码。在分序，出现的概率大的符号分配短码，反之分配长码。在分配代码过程中，

12、需要建立一个配代码过程中，需要建立一个n n阶二叉树。阶二叉树。 编码过程如下编码过程如下：对信源符号按其出现的概率进行递减排序；对信源符号按其出现的概率进行递减排序；将两个最小的概率相加，其和作为新符号的概率；将两个最小的概率相加，其和作为新符号的概率；重复和，直到概率之和达到重复和，直到概率之和达到1 1为止；为止；每次合并消息时，将被合并的消息赋予每次合并消息时，将被合并的消息赋予1 1和和0 0或者或者0 0和和1 1；寻找从每个信源符号到概率为寻找从每个信源符号到概率为1 1处的路径，记录下路径上处的路径，记录下路径上的的1 1和和0 0；从树根节点到叶子节点，对每个信源符导列出从树

13、根节点到叶子节点，对每个信源符导列出0 0、1 1序列。序列。有一幅有一幅3939个象素组成的灰度图像，灰度共有个象素组成的灰度图像，灰度共有5 5级，分别级，分别用符号用符号A A、B B、C C、D D和和E E表示，表示，3939个象素中出现灰度个象素中出现灰度A A的的象素数有象素数有1515个，出现灰度个，出现灰度B B的象素数有的象素数有7 7个，出现灰度个，出现灰度C C的象素数有的象素数有6 6个等等，如下表所示。如果用个等等，如下表所示。如果用3 3个位表示个位表示5 5个等级的灰度值，也就是每个象素用个等级的灰度值，也就是每个象素用3 3位表示，编码这位表示，编码这幅图像总

14、共需要幅图像总共需要117117位。位。符符 号号 A A B B C C 出现的次数出现的次数 1515 7 7 6 6 6 65 5概率概率15/39 7/39 6/39 15/39 7/39 6/39 6/396/39 5/39 5/39 熵编码熵编码S=S=（A A，B B，C C，D D，E E）符号符号 出现的次数出现的次数(P(Pi i) log) log2 2(1/p(1/pi i) ) 分配的代码分配的代码 需要位数需要位数A A 15(0.3846) 1.38 0 1515(0.3846) 1.38 0 15B B 7(0.1795) 2.48 100 217(0.1795

15、) 2.48 100 21C C 6(0.1538) 2.70 101 186(0.1538) 2.70 101 18D D 6(0.1538) 2.70 110 186(0.1538) 2.70 110 18E E 5(0.1282) 2.96 111 155(0.1282) 2.96 111 15 01ABC0110DE01这幅图像的熵为这幅图像的熵为: : H H（S S）=(15/39) log=(15/39) log2 2(39/15) + (7/39)log(39/15) + (7/39)log2 2(39/7) +(39/7) +(7/39)log(7/39)log2 2(39/

16、7) + (6/39)log(39/7) + (6/39)log2 2(39/6) +(5/39)log(39/6) +(5/39)log2 2(39/5) (39/5) = 2.1859 = 2.1859这说明每个符号可用这说明每个符号可用2.18592.1859位表示，位表示，3939个象素需用个象素需用85.2585.25位。位。编码中以编码中以N N表示编码器输出码字的平均码长，用熵值衡量是表示编码器输出码字的平均码长，用熵值衡量是否最佳编码，即：当否最佳编码，即：当NHNH（S S）有冗余，不是最佳；）有冗余，不是最佳；N H(S)N H(S)，不，不可能；可能；NHNH（S S）（

17、）（N N稍大于稍大于H H（S S），是最佳编码。），是最佳编码。 本例中，本例中，N N稍大于稍大于H H，是最佳：，是最佳：N=1N=1* * 0.3846+3 0.3846+3* *( 0.1795+ 0.1538+ 0.1538+ 0.1282)( 0.1795+ 0.1538+ 0.1538+ 0.1282) =2.2305 =2.2305总结：总结：（1 1）N N要稍大于要稍大于H H（2 2）保证解码唯一性，短码不构成长码前缀，编码不唯一。）保证解码唯一性，短码不构成长码前缀，编码不唯一。（3 3）接收端与发送端保存相同霍夫曼码表，编码效率一致。）接收端与发送端保存相同霍夫曼

18、码表，编码效率一致。算术编码算术编码基本原理基本原理 基本原理基本原理: :将出现概率较多的将出现概率较多的“事件事件”( (可以是字符或可以是字符或字符串字符串) )，用尽可能少的位或字节来表示。，用尽可能少的位或字节来表示。算术编码是一种变长码，主要针对出现的概率高的事件算术编码是一种变长码，主要针对出现的概率高的事件序列标识的信息进行压缩。序列标识的信息进行压缩。两个基本参数两个基本参数: :符号概率符号概率和和编码间隔编码间隔。信源符号的概率决定压缩编码的效率，也决定编码过程中信源信源符号的概率决定压缩编码的效率，也决定编码过程中信源符号的间隔，间隔则决定了符号压缩后的输出。符号的间隔

19、，间隔则决定了符号压缩后的输出。例如一个信源符号例如一个信源符号“10 ”10 ”可表示成可表示成0.5, 0.70.5, 0.7。信息越长，这。信息越长，这个间隔就越小，一个较长的信源符号可表示成个间隔就越小，一个较长的信源符号可表示成0.514384, 0.514384, 0.514420.51442，表示这一间隔所需的二进制位数就越多。也就是说，表示这一间隔所需的二进制位数就越多。也就是说， 区别于霍夫曼编码区别于霍夫曼编码: :算数编码根据信源符号估计出各个算数编码根据信源符号估计出各个元素的概率，然后进行迭代计算元素的概率，然后进行迭代计算; ;霍夫曼编码必须预先得霍夫曼编码必须预先

20、得知信源的出现概率。知信源的出现概率。算术编码的过程算术编码的过程 （1 1）设定编码区间的高端位）设定编码区间的高端位h h，编码区间的低端位为编码区间的低端位为l l，编，编码区间的长度为码区间的长度为lenlen，设，设fhfh为某个编码字符所分配区间的高为某个编码字符所分配区间的高端，端，flfl为该编码字符所分配区间的低端。为该编码字符所分配区间的低端。 （2 2）根据有限的信源符号估算出各元素的概率和区间。）根据有限的信源符号估算出各元素的概率和区间。（3 3）对于待编码元素）对于待编码元素b1b1，根据（，根据（2 2）估算出的概率和区间，）估算出的概率和区间，计算出该元素编码后

21、新的计算出该元素编码后新的h h和和l l，计算公式如下：，计算公式如下：l=l=l+lenl+lenflfl 和和h=h=l+lenl+lenfhfh 得到新的区间高端、低端和区间范围得到新的区间高端、低端和区间范围lenlen= =h-lh-l。（4 4）对于下一个编码元素）对于下一个编码元素b2b2，利用上述公式重新计算，利用上述公式重新计算h h、l l和和lenlen。（5 5）重复上述过程以得到新的间隔值。迭代次数越多，区）重复上述过程以得到新的间隔值。迭代次数越多，区间越小，所需表示区间的数据位数越多。间越小，所需表示区间的数据位数越多。如果有一个二进制消息序列的输入为：如果有一

22、个二进制消息序列的输入为：10 00 11 00 10 10 00 11 00 10 11 0111 01。其中第一个输入符号是。其中第一个输入符号是1010，它的编码区间范围是，它的编码区间范围是0.5, 0.70.5, 0.7。第二个符号。第二个符号0000的编码区间范围是的编码区间范围是0, 0.10, 0.1），），根据计算公式：根据计算公式： l=l=l+lenl+lenflfl=0.5+(0.7-0.5)=0.5+(0.7-0.5)0=0.50=0.5h=h=l+lenl+lenfhfh=0.5+(0.7-0.5)=0.5+(0.7-0.5)0.1=0.52 0.1=0.52 新的

23、间隔就取新的间隔就取0.5, 0.70.5, 0.7的第一个十分之一的第一个十分之一0.5,0.520.5,0.52。依此可得到所有新的间隔，见表依此可得到所有新的间隔，见表7-17-1编码过程。消息的编编码过程。消息的编码输出可以是最后一个间隔中的任意数，如从码输出可以是最后一个间隔中的任意数，如从0.5143876, 0.5143876, 0.5144020.514402中选择一个数输出：中选择一个数输出：0.51438870.5143887。 在算术编码中需要注意的是：在算术编码中需要注意的是： 1.1.的精度在的精度在6464位以内，对于运算中溢出问题，可使用比例位以内，对于运算中溢出

24、问题，可使用比例缩放方法解决。缩放方法解决。 2.2.算术编码器对整个消息只产生一个码字，这个码字是在算术编码器对整个消息只产生一个码字，这个码字是在间隔间隔0, 10, 1中的一个实数，译码器在接受到表示这个实数中的一个实数，译码器在接受到表示这个实数的所有位后才能进行译码。的所有位后才能进行译码。 3.3.算术编码对错误很敏感，如果有一位发生错误就会导算术编码对错误很敏感，如果有一位发生错误就会导致整个消息译错。致整个消息译错。 4.4.算术编码可以是静态的或者自适应的。在静态算术编码中，算术编码可以是静态的或者自适应的。在静态算术编码中，信源符号的概率是固定的。但事先很难的知道精确的信源

25、概信源符号的概率是固定的。但事先很难的知道精确的信源概率。最有效的方法是在编码过程中估算概率，是自适应算术率。最有效的方法是在编码过程中估算概率，是自适应算术编码，信源符号的概率根据编码时符号出现的频繁程度动态编码，信源符号的概率根据编码时符号出现的频繁程度动态地进行修改，也就是在编码期间估算信源符号概率建模。地进行修改，也就是在编码期间估算信源符号概率建模。 有损压缩编码方法有损压缩编码方法 PCM PCM PCM（脉冲调制编码）是将原始模拟信号经过时间采样，然后对每一样值进行量化，作为数字信号传输。 广泛应用的语音编码技术，也是数字传输的标准接口信号。 主要优点：编码方法简单，数据压缩不需

26、要复杂的信号处理技术，无任何信号延迟：基于对话音信号波形采样的瞬时处理，具有较高的信噪比。PCM PCM 组成原理框图组成原理框图 差分脉冲编码的基本工作原理图差分脉冲编码的基本工作原理图 S(k)量化器预测器+Se(k-1)+Se(k-1)+dq(k)Sr(k)d(k)-下图是下图是DPCMDPCM的工作示意图，其中的工作示意图，其中d(kd(k) )是输入信号是输入信号S(kS(k) )和预测和预测器输出的估算值器输出的估算值S Se e(k-1)(k-1)之差。之差。 S Se e(k-1)(k-1)是是S(kS(k) )的预测值。的预测值。S Sr r(k(k) )是差分信号是差分信号

27、d dq q(k(k) )与过去的样本信号的估算值求和得到。与过去的样本信号的估算值求和得到。简化的简化的ADPCMADPCM编解码器原理框图编解码器原理框图a a） ADPCMADPCM编码器编码器b b） ADPCMADPCM解码器解码器l变换编码是一种有失真的编码，是对信号进行某种变换编码是一种有失真的编码，是对信号进行某种函数变换，将信号从一种信号空间变换到另一种信函数变换，将信号从一种信号空间变换到另一种信号空间，为数据压缩提供必要的基础。号空间，为数据压缩提供必要的基础。l变换编码的变换编码的 三个步骤：变换、变换域采样和量化。三个步骤：变换、变换域采样和量化。l变换原理：通过变换

28、编码将信号从时域变换到频域变换原理：通过变换编码将信号从时域变换到频域，分离出低频分量和高频分量，然后通过量化，使，分离出低频分量和高频分量，然后通过量化，使大多数高频分量变成零值。最后经过熵编码压缩掉大多数高频分量变成零值。最后经过熵编码压缩掉这些零值序列从而达到数据压缩的目的。这些零值序列从而达到数据压缩的目的。 人的视觉和听觉对高频成分不敏感，如果去除图像人的视觉和听觉对高频成分不敏感，如果去除图像或声音信号中的一些高频分量对图像或声音质量的影响将或声音信号中的一些高频分量对图像或声音质量的影响将是很微弱的。是很微弱的。变换编码原理图变换编码原理图 最佳变换编码最佳变换编码 u K-L

29、K-L（Karhvnen-LoeveKarhvnen-Loeve）变换编码，变换编码，即最佳变换编码是建立在图像的统计特即最佳变换编码是建立在图像的统计特性的基础上的一种正交变换，也被称为性的基础上的一种正交变换，也被称为特征向量变换或主分量变换。特征向量变换或主分量变换。uK-LK-L变换的计算比较复杂，必须对不同变换的计算比较复杂，必须对不同的信号，先求出其协方差矩阵，然后分的信号，先求出其协方差矩阵，然后分别计算其特征根和对应的特征向量。别计算其特征根和对应的特征向量。x x向量的协方差矩阵为：向量的协方差矩阵为：111MiiXXmMTXiMiXiXmXmXCM)( )(111对一幅离散

30、图像数据，在信道上经对一幅离散图像数据，在信道上经M M次的传送，在接收方得次的传送，在接收方得到到M M个包括噪音在内的信号源个包括噪音在内的信号源Fi(x,yFi(x,y) )，可将这些信号源，可将这些信号源Fi(x,yFi(x,y) )写成写成M M个个N2N2维的向量。然后通过向量的协方差矩阵维的向量。然后通过向量的协方差矩阵定义定义CxCx=E(X-=E(X-m mx x)(X-m)(X-mx x)T)T ，写出，写出x x向量的协方差矩阵。其向量的协方差矩阵。其中中m mx x=EX=EX是平均值向量，是平均值向量，E E是期望值。是期望值。经过经过K-LK-L变换核矩阵变换核矩阵

31、A A可得到新的对称矩阵可得到新的对称矩阵Y=TXY=TX，其中其中T T为变换矩阵。变换后的协方差矩阵为为变换矩阵。变换后的协方差矩阵为C Cy y=E(Y-=E(Y-m my y)(Y-m)(Y-my y) )T T ，如果变换矩阵为正交矩阵，如果变换矩阵为正交矩阵，必有必有T TT TT=TT=T-1-1T=ET=E，则有关系则有关系X=TX=T-1-1Y=TY=TT TY Y。 aaaaaaaaaNNNNNNA222222212222111211若若ii是是CxCx矩阵的特征值，由此可以确定矩阵的特征值，由此可以确定K-LK-L变换变换的核矩阵的核矩阵A A，它不是固定不变的。如下面的

32、对称矩，它不是固定不变的。如下面的对称矩阵中，每行表示特征值阵中，每行表示特征值ii对应的特征向量。对应的特征向量。p 数据压缩主要是要去除信源的相关性，而协方数据压缩主要是要去除信源的相关性，而协方差矩阵能够表征相关性的统计特征。差矩阵能够表征相关性的统计特征。 协方差矩阵主对角线上的各元素就是变量协方差矩阵主对角线上的各元素就是变量的方差，其它元素就是变量的协方差。当协方的方差，其它元素就是变量的协方差。当协方差矩阵差矩阵CyCy除对角线上的元素外，其余各元素均除对角线上的元素外，其余各元素均为为0 0时，即这些元素间的相关性为时，即这些元素间的相关性为0 0。 p 变换后矩阵的协方差为对

33、角矩阵，则表示最大变换后矩阵的协方差为对角矩阵，则表示最大限度地压缩数据。因此，在已知输入信号限度地压缩数据。因此，在已知输入信号X X矩阵矩阵的基础上，根据其协方差矩阵去的基础上，根据其协方差矩阵去寻找最佳的正交寻找最佳的正交变换矩阵变换矩阵T T，使得变换后的矩阵的协方差接近一使得变换后的矩阵的协方差接近一个对角矩阵，是个对角矩阵，是变换编码的关键所在变换编码的关键所在。 FDCTIDCT图像的图像的DCT编码：对某一编码：对某一88灰度图像像素块进行变灰度图像像素块进行变换，编码器进行换，编码器进行FDCT变换，输出变换，输出64个个DCT系数，空间系数，空间频率为频率为0的系数称为直流

34、系数（的系数称为直流系数（DC）它是块中所有像素）它是块中所有像素的平均值，其余的平均值，其余63个系数称为交流系数（个系数称为交流系数（AC）。大多数）。大多数信号集中在低频区。解码器实行信号集中在低频区。解码器实行IDCT重建重建88数据块。数据块。 量化编码：量化编码： 矢量量化编码矢量量化编码是在图像、语音信号编码技术中研究是在图像、语音信号编码技术中研究得较多的新型量化编码方法，它不仅仅是作为量化得较多的新型量化编码方法，它不仅仅是作为量化器设计而提出的，更多的是将它作为压缩编码方法器设计而提出的，更多的是将它作为压缩编码方法来研究的。来研究的。 标量量化：在传统的预测和变换编码中，

35、首先将标量量化：在传统的预测和变换编码中，首先将信号经某种映射变换变成一个数的序列，然后对其信号经某种映射变换变成一个数的序列，然后对其一个一个地进行标量量化编码。一个一个地进行标量量化编码。 矢量量化：把输入数据几个一组地分成许多组，矢量量化：把输入数据几个一组地分成许多组，成组地量化编码，即将这些数看成一个成组地量化编码，即将这些数看成一个k k维矢量，维矢量，然后以矢量为单位逐个矢量进行量化。矢量量化是然后以矢量为单位逐个矢量进行量化。矢量量化是一种限失真编码，其原理仍可用信息论中的率失真一种限失真编码，其原理仍可用信息论中的率失真函数理论来分析。而率失真理论指出，即使对无记函数理论来分

36、析。而率失真理论指出，即使对无记忆信源，矢量量化编码也总是优于标量量化。忆信源，矢量量化编码也总是优于标量量化。 矢量量化编码的原理框图矢量量化编码的原理框图 衡量两个矢量之间接近程度的度量标准衡量两个矢量之间接近程度的度量标准 子带编码：子带编码： 语音及图像编码中应用语音及图像编码中应用 基本思想：输入信号分解为若干子频带，分别对基本思想：输入信号分解为若干子频带，分别对 其按不同统计特性编码，降低码率。其按不同统计特性编码，降低码率。 优点优点: 利于控制量化误差方差；利于控制量化误差方差； 量化噪声互不影响；量化噪声互不影响； 各子带采样率降低。各子带采样率降低。小波变换：小波变换：用于多分辨率图像描述，起始于用于多分辨率图像描述，起始于19451945年。小波年。小波图像分解思想属于子带分解的一个特例。小波图像分解思想属于子带分解的一个特例。