第三讲 数字媒体数据压缩技术new
数字媒体压缩技术共59页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
数字媒体ห้องสมุดไป่ตู้缩技术
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
数字压缩技术讲解43页PPT
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
chap3-多媒体数据压缩技术
LZ77算法
LZ77编码举例
A
A
B
C
B
B
A
B
C
A
步骤 1
位置 1
匹配串 －－
输出 0, 0, A
2
3 4 5
2
4 5 7
A
－－ B ABC
1, 1, B
0, 0, C 2, 1, B 5, 3, A
1分钟数字音频信号需要的存储空间
数字音 频格式 电话 会议电 视伴音 CD-DA DAT
20~20000 20 20 48 48 16 16 5.76×2 5.76×6
频带 (Hz)
200~3400 50~7000 20~20000
带宽 (KHz)
3.2 7 20
采样率 (KHz)
8 16 44.1
LZSS算法
• LZ77的局限：
- 空指针； - 编码器可能输出额外的字符。
• LZSS算法思想：
if (匹配串长度 > 指针长度) then
输出指针
else 输出真实字符。
LZSS编码的基本流程
1） 从当前压缩位置开始，考察未编码的字符，并试图在滑 动窗口中找出最长的匹配字符串，如果匹配串长度len大 于等于最小匹配串长度（len >= MIN_LENGTH），则进 行步骤 2，否则进行步骤 3。 2） 输出指针二元组 ( off, len)。其中 off 为窗口中匹配字符 串相对窗口边界的偏移，len 为匹配串的长度，然后将窗 口向后滑动 len 个字符，继续步骤 1。 3） 输出当前字符c，然后将窗口向后滑动 1 个字符，继续 步骤 1。
多媒体数据压缩技术
03
音频压缩技术
音频压缩原理
音频压缩算法
利用音频信号的冗余和人类感 知系统的特性，对音频信号进 行压缩，以降低存储空间和传
输带宽的需求。
压缩比
衡量音频压缩算法效率的重要指标 ，通常以压缩前后缩过程中会损失部分音频信 息，导致音质受损，通常以主观听 音测试进行评价。
02
图像压缩技术
图像压缩原理
图像压缩的基本原理是去除图像中的冗余信息，以减 少数据的存储空间和传输带宽。这种冗余可以是统计 冗余、空间冗余、时间冗余和编码冗余。
统计冗余是指图像中像素之间存在的统计相关性，可 以通过预测和编码来去除。空间冗余是指图像中相邻 像素之间存在的相关性，可以通过变换和预测来去除 。时间冗余是指视频序列中相邻帧之间存在的相关性 ，可以通过帧间预测和运动补偿来去除。编码冗余是 指图像中存在的人眼无法感知的信息，可以通过量化 编码来去除。
静态图像压缩标准
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种静态图 像压缩标准，它采用离散余弦变换（DCT）和量化技术来压 缩图像数据。JPEG压缩比高，但有损压缩会导致图像质量的 损失。
JPEG 2000（Joint Photographic Experts Group 2000）是 另一种静态图像压缩标准，它采用小波变换和嵌入式编码技 术来实现渐进式传输和无损压缩。JPEG 2000压缩比更高， 且能够实现更高的图像质量。
数据压缩技术
数据压缩技术
数据压缩技术是将数据通过某种算法进行压缩，以减少存
储空间或传输带宽的技术。
数据压缩可以分为无损压缩和
有损压缩两种技术。
1. 无损压缩：无损压缩技术可以将数据压缩存储，而不会
丢失原始数据的任何信息。
常见的无损压缩算法包括：
- 霍夫曼编码：根据数据出现的频率，将出现频率高的字符用较短的编码表示，出现频率低的字符用较长的编码表示，从而实现对数据的压缩。
- 哈夫曼编码：根据数据的统计特征，将出现频率高的和出现频率低的数据分别用较短和较长的编码表示，从而实现
对数据的压缩。
- 利用重复部分编码：在数据中查找重复的部分，并用较短的编码代替，从而实现对数据的压缩。
2. 有损压缩：有损压缩技术为了更高的压缩比，会丢失部分数据的精度或者细节，降低了原始数据的质量。
常见的有损压缩算法包括：
- JPEG：用于图像压缩，通过将图像分成不同的小块，对每个小块进行离散余弦变换，从而将原始数据转换为频域数据，再根据频域数据的统计特征进行压缩。
- MP3：用于音频压缩，通过对音频信号进行频率转换和掩蔽效应分析，从而找到对人耳而言不易察觉的信息，将其丢弃，从而实现音频的压缩。
数据压缩技术是计算机领域中非常重要的技术，广泛应用于存储、传输和处理大量数据的场景，可以提高效率、降低存储成本和网络带宽消耗。
多媒体数据压缩编码技术概述
多媒体数据压缩编码技术概述多媒体数据压缩编码技术是一种通过减少或去除冗余数据来减小多媒体文件的存储空间或传输带宽的过程。
这些技术广泛应用于图像、音频和视频等各种形式的多媒体数据。
下面将对多媒体数据压缩编码技术的主要方法进行概述。
1. 无损压缩编码：无损压缩编码技术可以将多媒体数据压缩到较小的大小，而不会丢失原始数据。
该技术通过利用多媒体数据中的冗余和统计特性来实现压缩效果。
其中，哈夫曼编码、算术编码和Lempel-Ziv编码等是常用的无损压缩编码方法。
2. 有损压缩编码：有损压缩编码技术可以在一定程度上丢失原始数据，并将其转换为较小的文件大小。
这种压缩方法适用于某些多媒体数据，如音频和视频等，因为人类的感知系统对这些数据中的一些细微变化不太敏感。
有损压缩编码方法包括离散余弦变换（DCT）、小波变换、运动补偿和预测编码等。
3. 基于上下文的压缩编码：这种压缩编码技术利用多媒体数据内部的上下文信息来实现更高的压缩效果。
上下文信息包括像素点的位置、颜色和周围像素点的关系等。
基于上下文的编码方法有助于提高压缩比，并减少信号的失真。
包括了一些流行的基于上下文的压缩编码算法，如JPEG（图像）、MP3（音频）和H.264/AVC（视频）。
4. 神经网络压缩编码：近年来，神经网络技术在多媒体数据压缩编码领域取得了显著的进展。
这些技术利用深度学习的方法来学习多媒体数据中的复杂模式，并使用这些模式进行压缩编码。
神经网络压缩编码方法通常能够在保持较高视觉和听觉质量的同时，实现更高的压缩比。
综上所述，多媒体数据压缩编码技术是一种通过减少或去除冗余数据来减小多媒体文件的存储空间或传输带宽的过程。
该技术涵盖了无损压缩编码、有损压缩编码、基于上下文的压缩编码和神经网络压缩编码等方法。
这些技术在多媒体数据领域发挥着重要的作用，帮助人们有效地处理和传输大量的多媒体数据。
5. 图像压缩编码技术：图像压缩编码技术是多媒体数据压缩编码中的一个重要领域。
数字媒体压缩技术
4 个 1 60 个 8
3个1
13 个 0
? 用RLE编码方法得到的代码为： 4160831130。代 码斜黑体表示的数字是行程长度，黑体字后面 的数字代表像素的颜色值。例如黑体字 60代表 有连续 60个像素具有相同的颜色值，它的颜色 值是8。
行程编码分类
? 定长编码
– 定长编码是指编码的行程长度所用的二进制位数固定
? 不定长编码
– 变长行程编码是指对不同范围的行程长度使用不同位 数的二进制位数进行编码。使用变长行程编码需要增 加标志位来表明所使用的二进制位数。
? 行程编码的原理是在给定的图像数据中寻找连 续重复的数值，然后用两个字符取代这些连续 值。即将具有相同值的连续串用其串长和一个 代表值来代替，该连续串就称为行程，串长称 为行程长度。
行程编码
? 如图，假定一幅灰度图像，第 n行的像素值为：
1111 888 …… 888 1111 00000000000000
4. 分配码字。码字分配从最后一步开始反向进行，即从 最后两个概率开始逐渐向前进行编码，对于每次相加 的两个概率，给概率大的赋“0”，概率小的赋“1” （也可以全部相反，如果两个概率相等，则从中任选 一个赋“0”，另一个赋“1”）。
行程编码
? 行程编码又称行程长度编码（ Run Length Encoding ，RLE），是一种熵编码。 这种编码方 法广泛地应用于各种图像格式的数据压缩处理 中。
为：
n
? P(xj)L(xj)
L c＝ j?1
（j=1,2,…, n ）
? 其中：P(xj) 是信源X发出xj的概率，L(xj)为xj的 编码长。即 平均码长=∑概率*码长
8.2.2霍夫曼编码
? 霍夫曼编码（ Huffman ）是运用信息熵原理的一 种无损编码方法，这种编码方法根据源数据各 信号发生的概率进行编码。
《数据压缩技术》逐字稿
题目《数据压缩技术》基本要求：(1)要求配合教学内容有适当的板书设计。
(2)结合生活中的事例进行讲解。
(3)教学中注意师生间的交流互动。
《数据压缩技术》逐字稿尊敬的各位评委老师，大家好，我是今天的1号考生。
我试讲的题目是《数据压缩技术》。
下面开始我的试讲。
上课，同学们好，请坐。
一、新课导入同学们，学校50周年的校庆马上就要到了，大家可以将自己所写的赞美学校的文章、或者拍摄的图片、视频上传到官网上，在校庆中就会统一展示出来大家的作品。
班长将搜集好的资料进行了统一的上传，并将上传过程拍成了视频，大家请看多媒体展示的视频，谁来说一说在上传素材的过程中，班长遇到了什么问题？遇到这些问题，他又是如何解决的呢？这位男生你来说，他说：图片可以轻轻松松的上传，但是视频在上传的时候会显示文件过大，文件夹里的文章不能整体上传。
因此，将视频和文件夹进行了压缩上传。
观察得很仔细。
那什么是压缩呢？压缩的方法有哪些呢？接下来我们就一起学习本节课的内容《数据压缩技术》，寻找问题的答案。
二、新课讲授探究一：数据压缩技术产生的原因班长对大家的文件进行了压缩上传，那大家是如何理解压缩的呢？这位同学你来说，他说：压缩就是在一定的条件下，通过一定的方法，节省更多的资源。
同桌你也有理解你来说，他说：压缩就是减少数据大小以节省存储空间和传输的时间。
这两位同学都按照自己的理解描述了压缩技术。
日常生活中各种各样的媒体信息，特别是动画和视频信息数据量非常大，要占据很大的存储空间。
为了方便加工和传输，就要对其进行数据压缩，传输到指定地点再还原。
请看多媒体上的关于压缩的视频，看完视频之后，请大家总结数据压缩技术产生的原因。
视频已经看完了，第一排的女生你来回答吧，请坐。
她说：存在着大量重复的数据，数据彼此之间存在关联性。
后排的男生补充，他说：实现高压缩比之后，再解压缩的音视频信号仍然有着令人满意的质量。
这两位同学总结的很全面，其实数据可以进行压缩的原因就是两个方面：一是原始信号存在冗余度；二是解压缩的音视频具有可还原性。