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數字視頻圖像是最重要的信息媒體之一，它具有直觀、生動和內涵豐富的特點。但是，由于數字圖像的數據量非常之大，這給圖像的存儲、傳送和處理都帶來很大困難。解決這一問題最常用的方法是進行數字圖像壓縮編碼，在保證圖像質量的前提下，最大限度地降低圖像的數據量，以減少數據存儲量，節(jié)約傳送和處理的時間。

能夠進行圖像壓縮的機理主要來自兩個方面:一是圖像信號中存在著大量的統(tǒng)計冗余（如頻譜冗余、空間冗余、時間冗余等）可供壓縮，這種冗余度在解碼之后可無失真地恢復；二是利用人眼的視覺生理冗余，如人眼對色彩的高頻分量沒有對亮度的高頻分量敏感，對圖像高頻（細節(jié)）處的噪聲不敏感等，在不被主觀視覺察覺的容艱內，通過減少信號的精度，以一定的客觀失真換取數據壓縮。

最基本的圖像壓縮編碼方法有統(tǒng)計編碼、預測編碼、變換編碼，以后又出現了子帶編碼、分形編碼、小波變換編碼等。這里僅對這些壓縮編碼技術進行概述。

統(tǒng)計編碼是根據像素灰度值出現概率的分布特性而進行的壓縮編碼，或根據各個信號源符號出現的概率不同而進行的概率匹配編碼。它在不引起任何失真的前提下，可以將傳輸每一信源符號所需的平均碼長降至最低。統(tǒng)計編碼是識別一個給定的碼流中出現頻率最高的比特和字節(jié)模式，利用比原始比特更少的比特來對其編碼。也就是頻率越低的模式，其編碼位數越多，頻率越高的模式編碼位數越少。

統(tǒng)計編碼是無損壓縮（即無失真壓縮），通?？煞譃閮纱箢?。

（1）模式替換。是常用于文本信息的編碼。對多次出現的字符，即常見詞用一個字符替代，如將出現“Communication”的地方用“C”替代，“Netwok”用“N”替換。

（2）Huffman編碼。是一種常見的統(tǒng)計編碼。對給定的數據流，計算每個字節(jié)的出現頻率。根據頻率表，運用Huffman算法可確定分配給每個字符的最小位數，然后給出一個最優(yōu)的編碼，代碼字傳入代碼簿。Huffman編碼適用于壓縮靜態(tài)和動態(tài)圖像。根據參數，可對幾個或一組圖像構造出一個新的代碼簿。在運動圖像中，可重新計算一個或一系列幀的代碼簿。在所有情況下，都必須將代碼簿從源端傳到目標端才能進行譯碼。它的優(yōu)點是能很好地與代編碼符號的概率分布匹配，使平均碼長達到最短；但其硬件實現較為復雜；編碼要求確知信源的統(tǒng)計特性，即各信源符號的出現概率，否則編碼效率要明顯下降。

預測編碼就是用己經編碼傳送的像素，預測實際要傳送的像素。即從實際要傳送的像素值中減去預測的像素值，傳送它們的差值，因而也稱為差分編碼。顯然，傳送差值比傳送原圖像值所需的比特率要低。因為圖像各像素間存在著強烈的相關性，采用預測編碼可減少像素間的相關性，提高傳輸效率、壓縮比特率。差分編碼特別適用于其連續(xù)值與零值差別很大而彼此之間差異不大的信號。因此，碼非常適用于運動圖像信號（它僅傳送圖像的差異）或音頻信號。預測編碼有無損預測與有損預測之分。實際中由于預測值的確定方法不同，各種預測技術也就有所差別。

差分編碼技術有3大類：DPCM、6調制和ADPCM。DPCM（差分脈沖編碼調制），是一種實用的有損預測編碼技術，也是最早的一種數字圖像壓縮技術，其原理是當前的像素可由它鄰近的像素值預測而得，也就是說，其冗余度可由鄰近的像素來確定。據此，再對當前的像素和預測像素的差值進行量化、編碼?？紤]到在高性能和復雜性之間的折中，通常用于幀內預測（二維預測）的鄰近像素的個數并不多.（不超過4個），使用更多的像素并不能獲得預測性能的顯著改進。對于幀間預測（三維預測），一般只用相鄰幀的對應像素進行預測。圖像的相關性越大，其預測誤差越小，取得的壓縮比也越大。DPCM相對說來是一種比較容易實現的壓縮方法，但在較低速率時其壓縮能力一般不如下面的變換編碼好。

預測編碼是直接在空域對圖像進行壓縮處理的，而變換編碼相當于在頻域進行壓縮處理。變換編碼的基本原理是通過正交函數把圖像從空間域轉換為能量比較集中的變換域，然后對變換系數進行量化和編碼，從而達到縮減數碼率的目的。因此，變換編碼也稱正交變換編碼。對于大多數自然界圖像變換得到的變換域的系數，有些值很小，這些系數可較粗地量化，或甚至完全忽略掉而只產生很小的失真。雖然失真很小，但信息仍有損失，因而變換編碼是有損壓縮編碼方法。變換編碼是一種源編碼方法，而源編碼要考慮被壓縮信號的性質，特別是它有賴于音頻、靜態(tài)圖像和動態(tài)圖像的特征。