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计算机文化基础:图像的表示与压缩编码方法

时间:2023-11-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全相同的场合。一个常见的例子是磁盘文件的压缩存储,要求解压缩后不能有任何差错。根据目前的技术水平,无损压缩可以把数据压缩到原来的1/2~1/4。一些常用的无损压缩算法有哈弗曼算法和LZW压缩算法。最好能实时压缩、解压缩。主要的图像压缩标准。MPEG也是由和联合组织专家制定的“动态图像和伴音”的编码标准。

计算机文化基础:图像的表示与压缩编码方法

多媒体与纯文字的情况不同。多媒体有极大的数据量并要求媒体之间高度协调(如声、像完全同步)。因此,对多媒体的处理和在网络上的传输,在技术上是比较复杂的。多媒体技术就是指多媒体信息的输入、输出、压缩存储和各种信息处理方法,多媒体数据库管理、多媒体网络传输等对多媒体进行加工处理的技术。

1.数据压缩技术

(1)数据压缩分为无损压缩和有损压缩两种。

①无损压缩。无损压缩用于要求重构信号与原始信号完全相同的场合。一个常见的例子是磁盘文件的压缩存储,要求解压缩后不能有任何差错。根据目前的技术水平,无损压缩可以把数据压缩到原来的1/2~1/4。一些常用的无损压缩算法有哈弗曼算法和LZW压缩算法。

②有损压缩。有损压缩适用于重构信号不一定非要与原始信号完全相同的场合。其做法是在采样过程中设置一个门限值,只取起过门限的数据,即以丢失部分信息达到压缩目的。

(2)数据压缩方法的评价。

①压缩比要大。

②压缩算法要简单。也就是压缩、解压缩的速度要快。最好能实时压缩、解压缩。

③还原效果要好,尽可能恢复原始图像。

(3)主要的图像压缩标准。

①JPEG(Joint Photographic Experts Group)。JPEG是由国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合组织专家制定的“静态图像压缩标准”。

②MPEG(Moving Picture Experts Group)。MPEG也是由(ISO)和(CCITT)联合组织专家制定的“动态图像和伴音”的编码标准。MPEG将最大数据传输率(Mbps)作为标准之一,其意思是:一秒钟内的图像和伴音信息,压缩后的数据量应小于可传输的最大数据量,否则做不到实时传送。MPEG共4个版本,MPEG-1具有较低的数据传输率和中等分辨率,被广泛用于VCD光盘中;MPEG-2被广泛应用于DVD中;MPEG-4是一种数据传输率很低的标准,主要适用于利用低速网中;MPEG-7它的正式名称是“多媒体内容相联系”,主要目标则是支持多媒体信息基于内容的检索。

2.大容量光盘存储技术(www.xing528.com)

(1)光盘的存储原理。光盘的存储原理很简单,在螺旋形的光道上,刻上代表“0”和“1”的一些凹坑;读取数据时,用激光照射旋转着的光盘片,从凹坑和非凹坑处得到的反射光,其强弱是不同的,根据这样的差别可以判断出存储的是“0”还是“1”。

(2)常用的光盘标准。

①CD-ROM光盘。

②VCD光盘。VCD光盘可存储70分钟的MPEG-1影视节目。对于数据量更大的高质量MPEG-2节目和时间更长的节目,VCD仍然不能满足需要。

③DVD光盘。数字视频/多用途光盘(Digital Video/Versatile Disk,DVD),采用与普通CD相类似的著作方法但具有更密的数据轨道、更小的凹坑和较短波长的红激光器,使DVD的存储容量有很大的提高,单面单层的存储容量可达4.7吉字节(GB),单面双层的容量可达8.5吉字节(GB),双面双层的存储容量可达17吉字节(GB)(相当于25片CD)。

④可擦写光盘CD-RW(CD-ReWritable)和一次写光盘CD-WO(CD-Write Once)CDROM光盘、VCD光盘和DVD光盘都是只读式光盘,也就是说,信息一旦写入上述光盘之中,就不能对其进行修改,光盘只能一次性使用。

3.多媒体网络技术

多媒体通信网络要解决两个主要问题:

(1)网络带宽问题,也就是“信息公路”的宽度问题。由于多媒体数据量十分庞大,它要求网络有极高的传输速率,才能胜任多媒体数据的传输。

(2)多媒体数据的同步问题。多媒体信息中,声像同步和实时播放是很基本的应用要求,人们难以忍受声音和画面反复停顿和声音与画面不同步的情况发生。随着计算机网络技术和通信技术的发展,出现了一些比较适合于传输于多媒体数据的网络体系结构,如环形网络等。

4.多媒体数据库技术

开发面向对象的多媒体数据库是多媒体数据管理的发展方向。

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