基本壓縮編碼

㈠ 語音壓縮編碼基本概念

    通常把低於 64kbit/s 速率的語音編碼方法稱為語音壓縮編碼技術。

    常見的話音壓沖頌縮編碼方法有：

   僅由前鄰樣值進行預測稱為一階預測；由多個過去樣值進行預測稱為多階預測，預測表達式如下：
一階預測：

多階預測：

顯然多階預測的精度要高一些，但復雜度也高。

1）基本原理
    差值脈沖編碼調制 DPCM，是利用語音信號的相關性，對相鄰樣值的差值進行編碼。

其中， 為 時刻的樣值， 為前鄰時刻的樣值。
    對相鄰樣值的差值進行編碼，實際是對 樣值 與過去的樣值為基礎得到的 當前樣值的估值（預測值） 之間的差值進行量化編碼的。

2）DPCM的編碼速率
    樣值差值的動態范圍比樣值本身的動態范圍小得多，則量化電平較少，在保證話音質量要求下，可降低編碼速率。相比8位碼的1路數碼率為64kbit/s的PCM編碼，DPCM相對差值編4位碼，編碼速率為32kbit/s。

    為了容易實現賣判和，常採用固定預測器。輸入信號與預測信號的差值大，從而造成 誤差增大，話音質量受影響 。故為了提高DPCM方式的質量選擇採用 自適應 措施。

    在DPCM的基礎上增加 自適應預測 和 自適應量化 。

   將輸入的音頻信號的頻帶分成若干個連續的頻段，每個頻帶稱為子帶，然後針對各個子帶中的音頻信號採用不同的編碼方案以降低碼率，保證編碼質量，但復雜度偏高。比如對於低頻段採用較多的編碼位數，對於高頻段採用較少的編碼位數，整體上降低碼率。
   子帶編碼是波形編碼和頻域編碼的結合，是屬於混合編碼。

   將信號分為若干個子帶進行編碼有以下兩個優點：

   子帶編碼中，編碼所需要的總速率 I 為

其中， 為第 k 個子帶的抽樣頻率，每個樣值採用 位中盯比特編碼。
比如若設等帶寬子帶寬編碼的編碼速率為

則

若各子帶樣值編碼比特數的平均值為R
則有：

例如，一個4個子帶的SBC系統，子帶分別為[0 _800],[800 1600],[1600 _2400],[2400 3200],即為等帶寬子帶編碼且每個子帶的帶寬為800Hz，如果忽略同步的邊帶信息，子帶的比特分配分別為3,2,1,0 比特/樣值(即每個子帶的編碼位數 )，則SBC編碼系統總的傳輸速率為

㈡ 視頻壓縮編碼的標准

H.264和H.261、H.263一樣，也是採用DCT變換編碼加DPCM的差分編碼，即混合編碼結構。同時，H.264在混合編碼的框架下引入了新的編碼方式，提高了編碼效率，更貼近實際應用。
H.264沒有繁瑣的選項，而是力求簡潔的「回歸基本」，它具有比H.263++更好的壓縮性能，又具有適應多種信道的能力。
H.264的應用目標廣泛，可滿足各種不同速率、不同場合的視頻應用，具有較好的抗誤碼和抗丟包的處理能力。
H.264的基本系統無需岩中使用版權，具有開放的性質，能很好地適應IP和無線網路的派爛使用，這對目前網際網路傳輸多媒體信息、移動網中傳輸寬頻信息等都具有重要意粗羨山義。
盡管H.264編碼基本結構和H.261、H.263是類似的，但它在很多環節做了改進，現列舉如下。
1．多種更好的運動估計

㈢ LZW是什麼意思

LZW壓縮編碼
LZW（Lempel Ziv Welch）壓縮編碼是一種先進的數據壓縮技術，屬於無損壓縮編碼，該編碼主要用於圖像數據的壓縮。對於簡單圖像和平滑且雜訊小的信號源具有較高的壓縮比，並且有較高的壓縮和解壓縮速度。
1977年，兩位以色列教授Lempel和Ziv提出了查找冗餘字元和用較短的符號標記替代冗餘字元的概念。1985年，由Welch加以充實而形成LZW，簡稱「LZW」技術。

1.LZW壓縮基本原理
LZW壓縮技術把數據流中復雜的數據用簡單的代碼來表示，並把代碼和數據的對應關系建立一個轉換表，又叫「字元串表」。
轉換表是在壓縮或解壓縮過程中動態生成的表，該表只在進行壓縮或解壓縮過程中需要，一旦壓縮和解壓縮結束，該表將不再起任何作用。

2.LZW演算法
LZW演算法基於轉換串表（字典）T，將輸入字元串映射成定長（通常為12位）的碼字。在12位4096種可能的代碼中，256個代表單字元，剩下3840給出現的字元串。
LZW字典中的字元串具有前綴性，即 。

LZW演算法流程：
1)初始化：將所有的單字元串放入串表
2)讀第一個輸入字元給前綴串ω
3)Step: 讀下一個輸入字元K;

if 沒有這樣的K(輸入已窮盡)：

碼字(ω) 輸出；結束。

If ωK 已存在於串表中：

ωK:=ω；repeat Step；

else ωK不在於串表中:

碼字(ω) 輸出；

ωK加進串表；

K:=ω；repeat Step.

例子：ababcbababaaaaaaa

LZW編碼：a,b,c,ab,ba,abc,cb,bab,baba,aa,aaa,aaaa

3．LZW壓縮的特點

LZW碼能有效利用字元出現頻率冗餘度進行壓縮，且字典是自適應生成的，但通常不能有效地利用位置冗餘度。

具體特點如下：
l)LZW壓縮技術對於可預測性不大的數據具有較好的處理效果，常用於GIF格式的圖像壓縮，其平均壓縮比在2)1以上，最高壓縮比可達到3：1。
2)對於數據流中連續重復出現的位元組和字串，LZW壓縮技術具有很高的壓縮比。
3)除了用於圖像數據處理以外，LZW壓縮技術還被用於文本程序等數據壓縮領域。
4)LZW壓縮技術有很多變體，例如常見的ARC、RKARC、PKZIP高效壓縮程序。
5)對於任意寬度和像素位長度的圖像，都具有穩定的壓縮過程。壓縮和解壓縮速度較快。
6)對機器硬體條件要求不高，在 Intel 80386的計算機上即可進行壓縮和解壓縮。

㈣ 參數編碼的基本思想和壓縮編碼速率的基本原理是什麼

參數編碼的基本思想：是解碼端提取和編碼的一種方式。壓縮編碼的基本原理：數據冗餘、視覺冗餘。
參數編碼對信號特徵參數進行提鄭旦豎取和喊大編碼，在解碼端，力圖重建原始語音信號，壓縮率較高，效率較高。
數字視頻信號的壓縮正是基於數據冗餘、視覺冗餘兩種條件，才使得視頻數據得以極大的壓縮，有利於傳遲畢輸和儲存。

㈤ 壓縮編碼分為哪兩類，依據是什麼

一個壓縮編碼分為形象的，還有抽象的兩類，依據就是根據他的一個編碼來判斷

㈥ 常見視頻壓縮編碼格式及含義

視頻壓縮編碼的基本概念 視頻壓縮的目標是在盡可能保證視覺效果的前提下減少視頻數據率。視頻壓縮比一般指壓縮後的數據量與壓縮前的數據量之比。由於視頻是連續的靜態圖像，因此其壓縮編碼演算法與靜態圖像的壓縮編碼演算法有某些共同之處，但是運動的視頻還有其自身的特性，因此在壓縮時還應考慮其運動特性才能達到高壓縮的目標。在視頻壓縮中常需用到以下的一些基本概念： 一、有損和無損壓縮：在視頻壓縮中有損（Lossy ）和無損（Lossless）的概念與靜態圖像中基本類似。無損壓縮也即壓縮前和解壓縮後的數據完全一致。多數的無損壓縮都採用RLE行程編碼演算法。有損壓縮意味著解壓縮後的數據與壓縮前的數據不一致。在壓縮的過程中要丟失一些人眼和人耳所不敏感的圖像或音頻信息，而且丟失的信息不可恢復。幾乎所有高壓縮的演算法都採用有損壓縮，這樣才能達到低數據率的目標。丟失的數據率與壓縮比有關，壓縮比越小，丟失的數據越多，解壓縮後的效果一般越差。此外，某些有損壓縮演算法採用多次重復壓縮的方式，這樣還會引起額外的數據丟失。 二、幀內和幀間壓縮：幀內（Intraframe）壓縮也稱為空間壓縮（Spatial compression）。當壓縮一幀圖像時，僅考慮本幀的數據而不考慮相鄰幀之間的冗餘信息，這實際上與靜態圖像壓縮類似。幀內一般採用有損壓縮演算法，由於幀內壓縮時各個幀之間沒有相互關系，所以壓縮後的視頻數據仍可以以幀為單位進行編輯。幀內壓縮一般達不到很高的壓縮。 採用幀間（Interframe）壓縮是基於許多視頻或動畫的連續前後兩幀具有很大的相關性，或者說前後兩幀信息變化很小的特點。也即連續的視頻其相鄰幀之間具有冗餘信息，根據這一特性，壓縮相鄰幀之間的冗餘量就可以進一步提高壓縮量，減小壓縮比。幀間壓縮也稱為時間壓縮（Temporal compression），它通過比較時間軸上不同幀之間的數據進行壓縮。幀間壓縮一般是無損的。幀差值（Frame differencing）演算法是一種典型的時間壓縮法，它通過比較本幀與相鄰幀之間的差異，僅記錄本幀與其相鄰幀的差值，這樣可以大大減少數據量。 三、對稱和不對稱編碼：對稱性（symmetric）是壓縮編碼的一個關鍵特徵。對稱意味著壓縮和解壓縮佔用相同的計算處理能力和時間，對稱演算法適合於實時壓縮和傳送視頻，如視頻會議應用就以採用對稱的壓縮編碼演算法為好。而在電子出版和其它多媒體應用中，一般是把視頻預先壓縮處理好，爾後再播放，因此可以採用不對稱（asymmetric）編碼。不對稱或非對稱意味著壓縮時需要花費大量的處理能力和時間，而解壓縮時則能較好地實時回放，也即以不同的速度進行壓縮和解壓縮。一般地說，壓縮一段視頻的時間比回放（解壓縮）該視頻的時間要多得多。例如，壓縮一段三分鍾的視頻片斷可能需要10多分鍾的時間，而該片斷實時回放時間只有三分鍾。 目前有多種視頻壓縮編碼方法，但其中最有代表性的是MPEG數字視頻格式和AVI數字視頻格式。

㈦ 數據壓縮的基本原理

數據壓縮的基本原理

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數據壓縮技術就是對原始數據進行數據編碼或壓縮編碼。

目前常用的壓縮編碼有：冗餘壓縮法（無損壓縮法、熵編碼）和熵壓縮法（有損壓縮法）兩類。

無損壓縮是可逆的；有損壓縮是不可逆的。

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變長編碼

使用長度可變的代碼來對以不同頻率出現的樣本進行編碼。

1·Huffman編碼

Huffman編碼又稱最佳編碼。

Huffman編碼過程是：

*將信源符號按概率遞減順序排列；

*把兩個最小的概率加起來，作為新符號的概率；

*重復上述兩步驟，直到概率的和達到1為止；

*在每次合並消息時，將被合並的消息賦予1和0或賦予0和1；

*尋找從每一信源符號到概率為1的路經，記錄下路經上的1和0；

*對每一符號寫出從碼樹的根到終結點1、0序列。

例：對信源

[X1，X2，X3，X4，X5，X6]=[0.25，0.25，0.20，0.15，0.10，0.05]

進行Huffman編碼。

其中：X1=01；X2=10；X3=11；X4=000；X5=0010；X6=0011。

2·算術編碼

算術編碼是一種二元編碼。

這種編碼方法是在不考慮信源統計的情況下，只要監視一小段時間內碼字出現的頻率，不管統計是平穩的或非平穩的，編碼的碼率總能趨近於信源熵值，每次迭代的編碼演算法只處理一個數據符號，並且只有算術運算。

對二進制編碼來說，信源符號只有兩個。在算術編碼的初級階段，可設一個大概率Pe和小概率Qe，然後對被編碼比特流符號進行判斷。

其步驟：

*設編碼初始化子區間為[0，1]，Qe從0算起，則Pe=1-Qe。

*確定子區間起始位置：子區間起始位置=前子區間的長度+ 當前符號的區間左端X前子區間長度

*確定新子區間長度：新子區間長度=前子區間的長度X當前符號的概率

*隨著被編碼數據流符號的輸入，子區間逐漸縮小，

*最後得到的子區間長度決定了表示該區域內的某一個數所需的位數。

例：P42

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預測編碼

（自習）

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變換編碼

變換編碼是指對信號進行變換後在編碼。

例如：

典型的編碼結構是：

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模型編碼

模型編碼是指採用模型的方法對傳輸的圖像進行參數估測。

模型編碼有：隨機馬爾可夫場和分形圖像編碼。

1·分形的概念

分形的含義是其組成部分以某種方式與整體相似的形（一類無規則、混亂而復雜），其局部與整體有相似性的體系，即：自相似性體系。

2·分形編碼

*基本原理：分形的方法是把一幅數字圖像，通過一些圖像處理技術將原始圖像分成一些子圖像，然後在分形集中查找這樣的子圖像。分形集存儲許多迭代函數，通過迭代函數的反復迭代，可以恢復原來的子圖像。

分形編碼壓縮的步驟：

第一步：把圖像劃分為互不重疊的、任意大小的的D分區；

第二步：劃定一些可以相互重疊的、比D分區大的R分區；

第三步：為每個D分區選定仿射變換表。

分形編碼解壓步驟：

首先從文件中讀取D分區劃分方式的信息和仿射變換系數等數據；

然後劃定兩個同樣大小的緩沖區給D圖像和R圖像，並把R初始化到任一初始階段；

根據仿射變換系數把其相應的R分區做仿射變換，並用變換後的數據取代該D分區的原有數據；

對D中所有的D分區都進行上述操作，全部完成後就形成一個新的D圖像；

再把新D圖像的內容拷貝到R中，把新R當作D，D當作R，重復操作（迭代）。

。分形編碼的特點：

壓縮比高，壓縮後的文件容量與圖像像素數無關，在壓縮時時間長但解壓縮速度快。

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㈧ 多媒體的壓縮編碼

被國際社會廣泛認可和應用的通用壓縮編碼標准大致有如下四種：H.261、JPEG、 MPEG和DVI。
★ H.261：由CCITT（國際電報電話咨詢委員會）通過的用於音頻視頻服務的視頻編碼解碼器（也稱Px64標准），它使用兩種類型的壓縮：一幀中的有損壓縮（基於DCT）和用於幀間壓縮的無損編碼，並在此基礎上使編碼器採用帶有運動估計的DCT和DPCM（差分脈沖編碼調制）的混合方式。這種標准與JPEG及MPEG標准間有明顯的相似性，但關鍵區別是它是為動態使用設計的，並提供完全包含的組織和高水平的交互控制。
★ JPEG：全稱是Joint Photogragh Coding Experts Group（聯合照片專家組），是一種基於DCT的靜止圖像壓縮和解壓縮演算法，它由ISO(國際標准化組織)和CCITT（國際電報電話咨詢委員會）共同制定，並在1992年後被廣泛採納後成為國際標准。它是把冗長的圖像信號和其它類型的靜止圖像去掉，甚至可以減小到原圖像的百分之一（壓縮比100:1）。但是在這個級別上，圖像的質量並不好；壓縮比為20:1時，能看到圖像稍微有點變化；當壓縮比大於20:1時，一般來說圖像質量開始變壞。
★ MPEG：是Moving Pictures Experts Group（動態圖像專家組）的英文縮寫，實際上是指一組由ITU和ISO制定發布的視頻、音頻、數據的壓縮標准。它採用的是一種減少圖像冗餘信息的壓縮演算法，它提供的壓縮比可以高達200:1，同時圖像和音響的質量也非常高。通常有三個版本：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以適用於不同帶寬和數字影像質量的要求。它的三個最顯著優點就是兼容性好、壓縮比高（最高可達200:1）、數據失真小。
★ DVI：其視頻圖像的壓縮演算法的性能與MPEG-1相當，即圖像質量可達到VHS的水平，壓縮後的圖像數據率約為1.5Mb/s。為了擴大DVI技術的應用，Intel公司推出了DVI演算法的軟體解碼演算法，稱為Indeo技術，它能將為壓縮的數字視頻文件壓縮為五分之一到十分之一。