02-必要性和可行性

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 多媒体信息处理,必要性和可行性,1,第,2,章 多媒体信息处理的必要性和可行性,2.1,多媒体信息的特点,2.2,信息压缩的必要性,2.3,信息压缩的可行性,2.4,数据压缩技术的性能指标,练习与思考题,2,2.1,多媒体信息的特点,数据量大,和文本信息相比,语音、图像的信息量十分庞大,码率可变、突发性强,多媒体信息的数据流其码率是随着不同的信息内容、 所处的不同时间而不断变化的。,复合信息多、同步性、实时性要求高,传输的是两种或两种以上媒体的复合信息， 各类信息之间存在着很强的关联，,3,2.2,信息压缩的必要性,根据采样定理， 仅当采样频率大于或等于,2,倍的原始,信号的频率时， 才能保证采样后的信号可被保真地恢复为原始信号。,例：一般彩色电视信号， 设代表光强,Y=4 MHz,、 、 色彩,I=1.3 MHz,和色饱和度,Q=0.5 MHz,原始图像数据,一秒钟电视信号数据量：,（,4+1.3+0.5,）, 2 8 bit = 92.8,Mbit/s,音乐 ：,20kHz,20K 2 8 bit =320Kbit/s,一分钟数据量：,320Kbit/s 60= 19200Kbit/s=18.75M,4,5,2.3,信息压缩的可行性,数据中存在冗余,6,信息冗余类型,空间冗余,时间冗余,信息熵冗余,结构冗余,知识冗余,视觉冗余,其他冗余,7,1,、空间冗余,图像数据中相邻像素具有强相关性,相邻像素灰度颜色相同，,压缩方法：（空间压缩或帧内压缩）,将性质相同的图像块作为一个整体进行描述，,用极少的数据量来表示它， 从而节省了存储空间。,88,像素,8,2,、时间冗余,连续媒体经常存在的冗余,相邻时间数据的相关性,压缩方法,帧间压缩（时间压缩）,P,P,F1,F2,T,9,3,、信息熵冗余,信息量：,最大熵：离散无记忆信源，各符号等概出现,信息熵：数据所携带的信息量的统计平均,每个数据出现的概率不同，所携带的信息量不同,10,4,、结构冗余,结构冗余,符合某种文理结构,11,5,、知识冗余,人们通过认识世界而得到某些图像所具有的先验知识和背景知识， 由此带来的冗余称为知识冗余。,例：马有四条腿,鸟有翅膀,12,6.,视觉听觉冗余,人的听觉,/,视觉所能识别的范围有限,听觉：,20Hz20kHz,视觉：,2,6,灰度级,对听觉,/,视觉识别范围以外的信号进行压缩，恢复后仍有满意的主观图像质量,有损压缩,13,2.4,数据压缩技术的性能指标,压缩比,输入数据量和输出数据量之比,重现质量,重现信号与原始信号之间的失真度,有损压缩,/,无损压缩,均方差,/,信噪比,/,峰值信噪比,压缩和解压缩的速度,对称压缩,/,非对称压缩,14,客观评价指标,均方误差：,信噪比：,峰值信噪比：,15,数据压缩的好处,时间域压缩迅速传输媒体信源,频率域压缩并行开通更多业务,空间域压缩降低存储费用,能量域压缩降低发射功率,16,数据压缩技术实现的衡量标准,压缩比要大,恢复后的失真小,压缩算法要简单、速度快,压缩能否用硬件实现,17,练习与思考题,多媒体数据存在哪些类型的冗余？各有什么特点？,以电视信号位为例说明数据压缩的必要性和可行性。,查阅文献，总结分析,MPEG-4,与,AVS,标准中图像压缩指标。,18,