几种压缩编码的比较

【摘要】数据压缩编码技术是目前广泛应用的数字通信系统中的关键技术之一。本文介绍了信源编码中的常用的图象压缩编码，包括：象素编码、预测编码、变换遍码、量化与向量量化编码、信息熵编码、分频带编码、结构编码以及基于知识的编码的技术等。 关键词:信源编码;图象压缩编码; 哈夫曼(Huffman)编码；行程编码 前　　言 数字通信技术是现代信息传输的重要手段。在数字通信系统中,信源端的数据要先进行编码,然后通过数字传输系统才能发送到信宿端。信源编码包括模拟信号的数字化和信源压缩编码两个范畴,而文本、表格、图形、语音、图像等多媒体数据中都存在各种各样的冗余,在进行数字通信时,为了保证通信的有效性,必须进行压缩处理,因此一般采用信源压缩编码去除或减少信源数据中的冗余度或者把能量集中起来缩窄占据频带,从而提高通信的有效性。这类编码方法主要包括预测编码、变换编码等。信源解码器为信源编码器的逆变换,是为恢复原始消息而设置的,它的作用是把数字信息序列变换成原信号。不同类型的信源编码器分别对应着不同的信源解码器。除信源编码之外,为了提高信息传输的可靠性,还需进行信道编码(又叫抗干扰编码或差错控制编码) ,而信道解码器为信道编码器的逆变换,是为恢复信源编码序列而设置的。信道编码器在要传输的信息序列中人为地加进冗余码元后信息码元产生了某种相关性,信道解码器就利用这种规律性来检查或进而纠正信息码元在信道传输中所造成的差错。不同类型的信道编码器分别对应着不同的信道解码器。 二、信源编码 本次毕业设计主要是研究信息传输前端的信源编码，信源编码包括很多种，一般的信源都要经过编码才进入信道进行传输，而在信源中多媒体数据有很多的冗余的数据，所以必须采用压缩编码，多媒体数据经过压缩编码后再进行存储或通过通信网络进行传输,目前已经成为多媒体应用中的标准模式。同时,多媒体应用中所涉及到的各种媒体数据,如图像、视频和音频数据,往往需要进行各种灵活的操作与处理。虽然多媒体数据的压缩编码格式增加了多媒体数据处理过程的难度,但是由于:(1) 压缩域数据处理技术所处理的对象将是容量大大缩减过的多媒体数据,对于总体处理效率的提高有利; (2) 压缩域数据,如离散余弦变换(DCT) 系数对于某些频率域的操作,适应了处理的要求; (3) 压缩域数据处理技术省略了系统解压缩/ 再压缩的额外开销,对总体处理时间的减少是个有利因素; (4)压缩数据格式作为多媒体数据的主要存储和传输格式具有普遍性。因此,研究多媒体数据压缩域直接处理技术具有重大的理论和现实意义。压缩域数据直接处理就是在压缩域数据集上进行源数据集操作的对等操作。为了实现该操作,需要解决以下几个问题: (1) 如何在压缩域数据集上寻找源数据集操作的对等操作; (2) 如何降低对等操作的复杂度; (3) 压缩域对等操作对源数据操作的加速比及其与压缩比的关系; (4) 如何选择更适合新的数据处理形式而又具有较高压缩效率的压缩方法; (5)对数据处理技术在源数据域与压缩数据域之间所表现出的不同性质与形式的理解; (6) 压缩变换本身的机理。其中,如何在压缩域数据集上寻找源数据集操作的对等操作是一个关键问题。当前,压缩域数据处理技术作为新兴的技术还远未成熟,许多问题有待解决,其中缺乏统一的理论支持是主要问题。未来的研究工作将主要集中在3个方面: (1) 设计新的压缩算法,支持对压缩域数据直接操作; (2) 研究用小波、矢量量化、分形等方法压缩的多媒体数据的压缩域处理算法; (3) 设计专用的压缩域数据处理芯片。