多媒体压缩技术复习

一、 图像处理技术的分类和优缺点

答：图像处理技术基本可分为两大类：模拟图像处理和数字图像处理。

模拟图像处理包括：光学处理和电子处理。

数字图像处理主要指计算机图像处理。

模拟图象处理：优点：速度快、实时、并行处理；

缺点：精度低、灵活性差

数字图象处理：优点：精度高、灵活性好；缺点：速度慢

二、 数字图像处理的特点。

（1） 图像信息量大

（2） 图像处理技术综合性强。（与相关学科关联强）

（3） 图像信息理论与通信理论密切相关。

三、 数字图像处理方法，正交变换的优点。

数字图像处理方法大致可分为两大类。即：空域法和变换域法。

1．空域法

邻域处理法：包括梯度运算、拉普拉斯算子运算，平滑算子运算和卷积运算；

点处理法：灰度处理，面积、周长、体积、重心运算。

2．变换域法：首先对图像进行正交变换，得到变换域系数阵列，然后施行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。

正交变换的优点：a、计算量小；b、信息量不损失；c、能量集中

四、 数字图像处理的主要内容。

1、 图像信息的获取。

2、 图像信息的存储

3、 图像信息的传送。

4、 数字图像处理

几何处理、算术处理、图像增强、图像复原、

图像重现、模式识别、图像编码、图像理解

5、 图像的输出与显示。

五、 图像编码的目的

1、 减少数据存储量

2、 降低数据率以减少传输带宽。

3、 压缩信息量，便于特征抽取，为识别作准备。

4、 第一代编码以去除冗余为基础（PCM、DPCM、），第二代编码方法是：充分考虑人的视觉

特性；恰当地考虑对图像信号的分解与表述；采用图像的合成与识别方案压缩数据率。

六、 图像编码标准。

•静态图像处理有？

•Jpeg （Dct算法）、Jpeg 2000（小波算法）

•运动图像处理有？

•MPEG1 （vcd标准），MPEG2(DVD标准)，这两种用DCT算法。

•MPEG4、MPEG7、MPEG21 (都用小波算法）

•用于可视电话、视频会议的有？

•H.261、H.263、H.264

七、 为什么要数字化。

1、 便于存贮和传输（远距离）

2、 不会产生积累误差，高保真还原

缺点：数据量大，存贮、传输的成本高。所以考虑做压缩。

八、 为什么可以实现压缩技术，压缩技术的分类。

1、 经过近几年来的研究，已有很好的压缩算法。

2、 处理能力得到极大的发展。

3、 建立了相应的标准，减少投资商的风险。

4、 相关技术（通信、计算机）得到很大的发展。

压缩分类：

1、 有损压缩：不可逆压缩（压缩比大，50、60倍）

2、 无损压缩：如文件压缩（压缩比小）

压缩处理过程：压缩解压缩（编码过程。解码过程。）

九、 数据冗余的种类

1、 空间冗余

2、 时间冗余（视频图像）

3、 结构冗余

4、 知识冗余（图像的识别）

5、 视觉冗余

6、 图像的区域相同性冗余

7、 纹理的统计冗余

十、多媒体数据压缩方法。

1、 PCM，连续模拟信号离散法（脉冲代码调制）

2、 DPCM预测编码

3、 变换编码（去掉相关性冗余）：傅立叶、离散余弦、离散正弦、沃尔什哈达、哈尔、斜、K-L最优、

小波、分形、神经网络、混合。

4、 统计熵编码（哈夫曼、算术、香农-费诺、游程、LZW）

5、 静态图像

6、 视频图像

7、 其它编码。

十一、量化的分类、存在的的问题

答：量化的分类有

1、 标量量化（一维量化）：一个一个数进行量化

2、 向量量化（矢量量化、多维量化），压缩比高

3、 序列量化（无穷维量化）

量化的关键是设计一个好的码本

量化存在的问题：

1、 如何设计一个好的码本。

2、 量化失真的评价方法

（评测模型: 范数模型、内积模型、板仓斋藤模型）

3、 量化后质量标准的评价。

（评价参数：压缩比（大） 信噪比 ）

衡量一种数据压缩技术的好坏有三个重要指标：

1、 压缩比

2、 实现压缩算法要简单，压解的速度快

3、 恢复效果好

量化器设计的两个原则：

1、 给定码本个数，根据方差极小原则来设计

2、 给定误差要求，码本数尽可能少

十二、正交变换编码之所以能够压缩数据率，主要是具有如下性质：

1、 具有熵保持性，这说明通过正交变换不丢失信息。

2、 具有能量保持性质。它的意义在于：只有当有限离散空间域能量全部转移到某个有限离散变换域

后，有限个空间取样才能完全由有限个变换系数，对于基础矢量加权来恢复

3、 能量重新分配与集中

4、 去相关特性。

十三、试述预测编码的原理

根据一个数学模型，利用前面出现的样本值预测一个新的样本值，然后将实际样本值减去预测的样本值得到一个误差值，对误差值进行编码。

•预测编码的种类？

•线性预测编码、非线性预测编码、自适应预测编码

•帧间预测针对什么？

•针对视频图像。分为条件补充、运动补偿（块匹配法、梯度法、fourier变换法）

十四：量化的几个概念

1、 均值

2、 方差

会求均匀分布、瑞利分布、高斯分布

量化分类（前面有）

量化的过程

范式模型、内积模型、

量化的评价：信噪比、压缩比、量化器的设计不懂？

十五、小波变化特点是：逐步求精的变换。

十六、快速傅里叶变换（FFT）（见73-77）

蝶形图

十七、离散余弦变换（DCT）

十八、沃尔什变换

拉德梅克函数、格雷码、按沃尔什排列、按佩利排列、按哈达玛排列。

按沃尔什排列的沃尔什函数

按佩利排列的沃尔什函数

按哈达玛排列的沃尔什函数

蝶形图：

十九、哈尔函数及哈尔变换

二十、最优正交变换，变换矩阵是什么样，转置每一列是什么样（p280）

K-L用于评估

二十一、试述预测编码的原理（P260）

二十二、熵的概念、熵的定义、熵的基本问题。

二十三、霍夫曼编码（P249）

二十四、仙龙-费诺码（p251）

计算量：

1. DCT变换前：乘法：N2＋N＋1 加减：n（n－1） 3. hurr变换前：乘法：N2＋N 加减：n（n－1） （加N时因为要乘 一个系数，＋1时因为要乘1N） 变换后：乘法：N 加减：2(N-1)

变换后：乘法：nlog2N＋N加减：nlog2N 4. H.P.W变换前：乘法：不考虑 加减：n（n－1）

2. FFT变换前：乘法：N2＋N 加减：n（n－1） 变换后：加减：nlog2N

变换后：乘法：5加减：nlog2N