图像处理 有损压缩-变换编码

变换编码概念

变换编码或称转换编码，对诸如音频信号或摄影图像之类的“自然”数据经过一数学转换后映射至另一值域后再进行编码处理。常用于音频信号编码和图像/视频信号编码。变换编码经常与量化一起使用，进行有损数据压缩。因为转换通常本身是无损的（完全可逆的），但可用于实现更好的（更有针对性的）量化，从而导致原始输入的质量降低（无损压缩）。

在视频和音频信号数字化后，变换编码就更常用了。从最常见的JPEG静止图像压缩标准到MPEG等运动图像压缩标准，都使用了变换编码。

常用的变换

常使用的数学转换傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换等。

最常用的变换是离散余弦变换(DCT)，其次还有小波变换、Hadamard变换等等。离散余弦变换在性能上接近K-L变换（Karhunen-Loève变换），能够很好的实现能量集中，广泛的应用于几乎所有的视频压缩标准中。

另外，也可以说从模拟信号抽样得到数字信号的过程也是一种变换编码。

压缩变换编码目的

将数据（图像/视频）转换成易于压缩的形式。

压缩变换示例

22像素*

A	B
C	D

原格式

像素点	存储位数 （Bits）
A	8
B	8
C	8
D	8
Total	32

变换过程

变换	逆变换
X0 = A	A = X0
X1 = B -A	B = X1 + X0
X2 = C - A	C = X2 + X0
X3 = D - A	D = X3 + X0

变换后

像素点	存储位数 （Bits）
A = X0	8
B = X1 + X0	4
C = X2 + X0	4
D = X3 + X0	4
Total	20

特征

• 一种有损压缩技术
• 通常用于转换“自然”数据，例如音频信号或摄影图像。
• 从数据中删除REDUNDANCY
• 降低数据的带宽
• 用较少的数据形成图像
• JPEG是变换编码的实例