1.3.3多媒体数据压缩
多媒体信息数字化之后,其数据量往往非常庞大。为了存储、处理和传输多媒体信息,人们 考虑采用压缩的方法来减少数据量。通常是将原始数据压缩后存放在磁盘上或是以压缩形式来传输,仅当用到它时才把数据解压缩以还原,以此来满足实际的需要。
1.无损压缩
数据压缩可以分为两种类型:无损压缩和有损压缩。无损压缩是利用数据的统计冗余进行
压缩,又称可逆编码,其原理是统计被压缩数据中重复数据的出现次数来进行编码。解压缩是对压缩的数据进行重构,重构后的数据与原来的数据完全相同。无损压缩能够确保解压后的数据不失真,是对原始对象的完整复制。
无损压缩的主要特点是压缩比较低,一般为2:1~5:1,通常广泛应用于文本数据、程序以 及重要图形和图像(如指纹图像、医学图像)的压缩。如压缩软件WinZip、WinRAR就是基于无损压缩原理设计的,因此可用来压缩任何类型的文件。但由于压缩比的限制,所以仅使用无损压缩技术不可能解决多媒体信息储存和传输的所有问题。常用无损压缩算法包括行程编码、霍夫曼编码(Huffman)、算术编码、LWZ(Lempel Ziv Welch)编码等
1)行程编码
3)算术编码
算术编码的优点是每个传输符号不需要被编码成整数“比特”。虽然算术编码实现方法复
杂一些,但通常算术编码的性能优于霍夫曼编码。
JPEG标准:是第一个针对静止图像压缩的国际标准。JPEG标准制定了两种基本的压缩编 码方案:以离散余弦变换为基础的有损压缩编码方案和以预测技术为基础的无损压缩编码方案。 JPEG成员对多幅图像的测试结果表明,算术编码比霍夫曼编码提高了5%左右的效率,因此在JPEG扩展系统中用算术编码取代了霍夫曼编码。JPEG 2000与JPEG最大的不同之处在于,它放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换为主的区块编码方式,而采用以离散小波变换为主的多解析编码方式。此外,JPEG 2000还将彩色静态画面采用的JPEG编码方式与二值图像采用的JBIG编码方式统一起来,成为适应各种图像的通用编码方式。
MPEG标准:规定了声音数据和电视图像数据的编码和解码过程、声音和数据之间的同步等问题。MPEG-1和MPEG一2是数字电视标准,其内容包括MPEG电视图像、MPEG声音及MPEG系统等内容。MPEG-4是1999年发布的多媒体应用标准,其目标是在异种结构网络中能够有 很强的交互功能并且能够高度可靠地工作。MPEG-7是多媒体内容描述接口标准,其应用领域包括数字图书馆、多媒体创作等。