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

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