清华大学多媒体26.pptx

4.1.1 多媒体数据压缩编码多媒体数据压缩编码 的重要性的重要性 2121世纪的人类社会将是信息化社会，数字世纪的人类社会将是信息化社会，数字化后的信息，尤其是数字化后的视频和音频信化后的信息，尤其是数字化后的视频和音频信息具有数据海量性，它给信息的存储和传输造息具有数据海量性，它给信息的存储和传输造成较大的困难，成为阻碍人类有效地获取和使成较大的困难，成为阻碍人类有效地获取和使用信息的瓶颈问题之一。因此，研究和开发新用信息的瓶颈问题之一。因此，研究和开发新型有效的多媒体数据压缩编码方法，以压缩的型有效的多媒体数据压缩编码方法，以压缩的形式存储和传输这些数据将是最好的选择形式存储和传输这些数据将是最好的选择。多媒体技术最大难题是多媒体技术最大难题是海量数据存储与传送电视信海量数据存储与传送电视信号数字化后的数据量。号数字化后的数据量。多媒体数据压缩编码是信息产业的关键技术多媒体数据压缩编码是信息产业的关键技术 数据量是否等于信息量数据量是否等于信息量?512 512 8 3=6291456=6.3M bit/s 6.3 30帧帧/s=188M bit/s 188/8=23.5M Byte/s 650M byte 硬盘硬盘/23.5M bytes/s=27.5秒秒电视信号电视信号语音信号语音信号 正常人谈话音频 20Hz4KHz 采样定理,精度为8位。人类语言带宽为4KHz 4K 2 8=64Kbit/s=8Kbyte/s 与图像相比:23.5M/8K=3000倍 所以必须进行压缩。陆地卫星（陆地卫星（Land sat3）其水平、垂直分辩率分别为）其水平、垂直分辩率分别为2340和和3240，四波段采样精度，四波段采样精度7位。位。它的一幅图像的数据量为它的一幅图像的数据量为 2340324074=212 M bit按每天按每天30幅计每天数据为幅计每天数据为 21230=6.36 G bit每年的数据量高为每年的数据量高为 2300 G bit陆地卫星陆地卫星 这么大的数据量无疑给存储这么大的数据量无疑给存储器的存储容量、通信干线的信道器的存储容量、通信干线的信道传输率以及计算机的运算速度都传输率以及计算机的运算速度都增加了极大的压力。单纯用扩大增加了极大的压力。单纯用扩大存储容量，增加通信干线的传输存储容量，增加通信干线的传输率是不现实的，数据压缩是行之率是不现实的，数据压缩是行之有效的方法。有效的方法。信息量与数据量的关系信息量与数据量的关系I=D-duI 信息量D数据量du冗余量 例如例如1988年年Barnsley采用分形采用分形（Fractor）的迭代函数系统）的迭代函数系统IFS和递归迭和递归迭代函数系统代函数系统RIFS方法，对几幅图像进行压方法，对几幅图像进行压缩编码，获得了高达缩编码，获得了高达10000:1的压缩比。以的压缩比。以压缩形式存储和传输信息，既节省了压缩压缩形式存储和传输信息，既节省了压缩空间，又提高了通信干线的传输率，同时空间，又提高了通信干线的传输率，同时也便于计算机实时处理视频和音频，高质也便于计算机实时处理视频和音频，高质量播放视频和音频节目成为可能。量播放视频和音频节目成为可能。压缩压缩冗余冗余1.du1.du在平时说话时是大量存在的。在平时说话时是大量存在的。2.2.中文广播员一分钟读中文广播员一分钟读180180个汉字个汉字,一个汉一个汉 字两个字节字两个字节,360,360个个Byte Byte。采样采样1 1分钟分钟,8K,8K 60=480 K Byte/60=480 K Byte/分分 480 K byte/360 byte=1000480 K byte/360 byte=1000倍的冗余倍的冗余3.3.中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。中文百科全书扫描进入计算机冗余更大。200200万字万字X2=4000000 4MByteX2=4000000 4MByte B5 B5扫描（扫描（185X255 300dpi 12185X255 300dpi 12象素象素/mm/mm）一页为一页为6.61M Byte 2006.61M Byte 200万字万字10001000页为页为6.61G6.61G4.4.图像信息、视频信息的冗余就更大了。图像信息、视频信息的冗余就更大了。冗余举例