图像压缩的基本原理

2020-06-12 09:51

    1.图像压缩的概念

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    减少表示数字图像所需的数据量


    2.图像压缩的基本原理


    图像数据之所以能够被压缩是因为数据中存在冗余。图像数据的冗余主要包括:图像中相邻像素之间的相关性所造成的空间冗余;图像序列中不同帧间的相关性引起的时间冗余;由不同色面或光谱波段之间的相关性所引起的光谱冗余。数据压缩的目的是通过消除这些数据冗余来减少表示数据所需的比特数。由于图像数据量巨大,存储、传输和处理都非常困难,因此图像数据的压缩就显得尤为重要。


    信息时代带来了“信息爆炸”,大大增加了数据量。因此,无论如何传输或存储,有效地压缩数据都是必要的。在遥感技术中,各种航天探测器利用压缩编码技术将巨大的信息发回地面。


    图像压缩是数据压缩技术在数字图像中的应用。其目的是减少图像数据中的冗余信息,以便以更有效的格式存储和传输数据。


    3.图像压缩的基本方法


    图像压缩可以是有损数据压缩或无损数据压缩。无损压缩优先用于技术图纸、图表或连环画,因为有损压缩方法,特别是在低比特速度下,会导致压缩失真。对于有价值的压缩内容,如医学图像或用于存档的扫描图像,也尽量选用无损压缩方法。损耗法非常适用于自然图像。例如,在一些应用程序中图像的小损失是可以接受的,这可以大大降低比特率。


    有损压缩方法包括:


    减少颜色空间化到图像中常用的颜色。所选颜色在压缩图像头的调色板中定义,图像中的每个像素由调色板中的颜色索引表示。这种方法可以与抖动一起使用来模糊颜色边界。


    摘要色度采样利用人眼对亮度变化的敏感性远大于对颜色变化的敏感性,可以将图像中的颜色信息减少一半甚至更多。


    变换编码,这是最常用的方法。首先采用离散余弦变换或小波变换等傅立叶相关变换,然后采用量化和熵编码方法。


    分形压缩。


    4.图像压缩的主要目的是在给定的位置速度或压缩比下获得最佳的图像质量。然而,图像压缩机制还有其他重要特征:


    可扩展编码通常表示位流和文件生成质量的下降。可伸缩编码的其他方法是渐进编码或嵌入比特流。无损编码中虽然有不同的特点,但也有可伸缩编码,通常采用从粗到细像素扫描的格式。特别是,可伸缩编码在下载时预览图像或提供不同的图像质量访问时非常有用。有几种不同类型的可伸缩性:



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