第一篇：實(shí)驗(yàn)四圖像壓縮編碼介紹

系： 信息與機(jī)電工程系 專業(yè)： 電子信息工程 年級(jí)： 2013級(jí) 姓名： 學(xué)號(hào)： 136710093 實(shí)驗(yàn)課程： 數(shù)字圖像處理 實(shí)驗(yàn)室號(hào)：_ 實(shí)驗(yàn)設(shè)備號(hào)： 實(shí)驗(yàn)時(shí)間： 2015.6.16 指導(dǎo)教師簽字： 成績(jī)：

實(shí)驗(yàn)四 圖像壓縮編碼

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.了解有關(guān)數(shù)字圖像壓縮的基本概念 2.理解有損壓縮和無(wú)損壓縮的概念； 3.理解圖像壓縮的主要原則和目的；

4.了解幾種常用的圖像壓縮編碼方式。5.進(jìn)一步熟悉DCT的概念和原理；

6.掌握對(duì)灰度和彩色圖像作離散余弦變換和反變換的方法； 7.掌握利用MATLAB軟件進(jìn)行圖像壓縮。

二、實(shí)驗(yàn)原理

1、圖像壓縮原理

圖像壓縮主要目的是為了節(jié)省存儲(chǔ)空間，增加傳輸速度。圖像壓縮的理想標(biāo)準(zhǔn)是信息丟失最少，壓縮比例最大。不損失圖像質(zhì)量的壓縮稱為無(wú)損壓縮，無(wú)損壓縮不可能達(dá)到很高的壓縮比；損失圖像質(zhì)量的壓縮稱為有損壓縮，高的壓縮比是以犧牲圖像質(zhì)量為代價(jià)的。壓縮的實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)圖像重新進(jìn)行編碼，希望用更少的數(shù)據(jù)表示圖像。

信息的冗余量有許多種，如空間冗余，時(shí)間冗余，結(jié)構(gòu)冗余，知識(shí)冗余，視覺(jué)冗余等，數(shù)據(jù)壓縮實(shí)質(zhì)上是減少這些冗余量。高效編碼的主要方法是盡可能去除圖像中的冗余成分，從而以最小的碼元包含最大的圖像信息。

編碼壓縮方法有許多種，從不同的角度出發(fā)有不同的分類方法，從信息論角度出發(fā)可分為兩大類。

（1）.冗余度壓縮方法，也稱無(wú)損壓縮、信息保持編碼或嫡編碼。具體說(shuō)就是解碼圖像和壓縮編碼前的圖像嚴(yán)格相同，沒(méi)有失真，從數(shù)學(xué)上講是一種可逆運(yùn)算。

（2）信息量壓縮方法，也稱有損壓縮、失真度編碼或煙壓縮編碼。也就是說(shuō)解碼圖像和原始圖像是有差別的，允許有一定的失真。

應(yīng)用在多媒體中的圖像壓縮編碼方法，從壓縮編碼算法原理上可以分為以下3類：

（1）無(wú)損壓縮編碼種類

哈夫曼（Huffman）編碼，算術(shù)編碼，行程（RLE）編碼，Lempel zev編碼。（2）有損壓縮編碼種類 預(yù)測(cè)編碼，DPCM，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償；

頻率域方法：正交變換編碼(如DCT)，子帶編碼； 空間域方法：統(tǒng)計(jì)分塊編碼； 模型方法：分形編碼，模型基編碼；

基于重要性：濾波，子采樣，比特分配，向量量化；（3）混合編碼。

有JBIG，H261，JPEG，MPEG等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

本實(shí)驗(yàn)主要利用MATLAB程序進(jìn)行離散余弦變換（DCT）壓縮。

2、離散余弦變換(DCT)圖像壓縮原理

離散余弦變換DCT在圖像壓縮中具有廣泛的應(yīng)用，它是JPEG、MPEG等數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)的重要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

和相同圖像質(zhì)量的其他常用文件格式(如GIF(可交換的圖像文件格式)，TIFF(標(biāo)簽圖像文件格式)，PCX(圖形文件格式))相比，JPEG是目前靜態(tài)圖像中壓縮比最高的。JPEG比其他幾種壓縮比要高得多，而圖像質(zhì)量都差不多(JPEG處理的圖像只有真彩圖和灰度圖)。正是由于其高壓縮比，使得JPEG被廣泛地應(yīng)用于多媒體和網(wǎng)絡(luò)程序中。JPEG有幾種模式，其中最常用的是基于DCT變換的順序型模式，又稱為基本系統(tǒng)(Baseline)。

用DCT壓縮圖像的過(guò)程為：

(1)首先將輸入圖像分解為8×8或16×16的塊，然后對(duì)每個(gè)子塊進(jìn)行二維DCT變換。

(2)將變換后得到的量化的DCT系數(shù)進(jìn)行編碼和傳送，形成壓縮后的圖像格 式。

2-DCT變換公式如下：

177(2x?1)u?(2y?1)v?C(u,v)?[??E(u)E(v)f(x,y)coscos]4x?0y?01616其中： f（x,y）—輸入/輸出圖像取樣值（基準(zhǔn)系統(tǒng)的取值為[-128，127]）； C(u,v)—DCT系數(shù)（基準(zhǔn)系統(tǒng)中C（u,v）的取值范圍為[-1023，1023]）；

?12u?0C（u)??u?0?1?12v?0C（v)??v?0?1C（0，0）代表DC系數(shù)，其余63個(gè)為AC系數(shù)。用DCT解壓的過(guò)程為：

(1)對(duì)每個(gè)8×8或16×16塊進(jìn)行二維DCT反變換。

(2)將反變換的矩陣的塊合成一個(gè)單一的圖像。

余弦變換具有把高度相關(guān)數(shù)據(jù)能量集中的趨勢(shì)，DCT變換后矩陣的能量集中在矩陣的左上角，右下的大多數(shù)的DCT系數(shù)值非常接近于0。對(duì)于通常的圖像來(lái)說(shuō)，舍棄這些接近于0的DCT的系數(shù)值，并不會(huì)對(duì)重構(gòu)圖像的畫(huà)面質(zhì)量帶來(lái)顯著的下降。所以，利用DCT變換進(jìn)行圖像壓縮可以節(jié)約大量的存儲(chǔ)空間。壓縮應(yīng)該在最合理地近似原圖像的情況下使用最少的系數(shù)。使用系數(shù)的多少也決定了壓縮比的大小。

在壓縮過(guò)程的第2步中，可以合理地舍棄一些系數(shù)，從而得到壓縮的目的。在壓縮過(guò)程的第2步，還可以采用RLE和Huffman編碼來(lái)進(jìn)一步壓縮。

三、實(shí)驗(yàn)步驟

1.打開(kāi)計(jì)算機(jī)，啟動(dòng)MATLAB程序；

2.調(diào)入實(shí)驗(yàn)數(shù)字圖像，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的DCT編碼壓縮處理；

3.對(duì)圖像分別給出保留1個(gè)、2個(gè)、3個(gè)、….、20個(gè)DCT變換系數(shù)的解壓縮結(jié)果，這可調(diào)整矩陣的mask中1的個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)，你認(rèn)為保留幾個(gè)系數(shù)時(shí)，圖像的恢復(fù)效果可以接受，通過(guò)觀察，給出結(jié)論。

4.記錄和整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告

四、實(shí)驗(yàn)儀器

1計(jì)算機(jī)； MATLAB、Photoshop等程序； 3移動(dòng)式存儲(chǔ)器（軟盤、U盤等）。4記錄用的筆、紙。

五、實(shí)驗(yàn)程序 DCT編碼壓縮處理

RGB = imread('C:UserslenovoDesktopbb.jpg');%讀取圖像 I = rgb2gray(RGB);%將其轉(zhuǎn)為灰度 J = dct2(I);%進(jìn)行二維離散余弦變換

imshow(log(abs(J)),[]), %顯示出變換后的圖像，此時(shí)能量集中在左上角 colormap(jet(64)), colorbar %建立顏色模板

J(abs(J)< 10)= 0;%將DCT變換結(jié)果中絕對(duì)值小于10的系數(shù)舍棄 K = idct2(J);%idct2重構(gòu)圖像 figure,imshow(I,[0 255]);figure,imshow(K,[0 255])DCT變換系數(shù)的解壓縮

I=imread('C:UserslenovoDesktopbb.jpg');%讀入原圖像； I = rgb2gray(I);I=im2double(I);%將原圖像轉(zhuǎn)為雙精度數(shù)據(jù)類型； T=dctmtx(8);%產(chǎn)生二維DCT變換矩陣

B=blkproc(I,[8 8],'P1*x*P2',T,T');%計(jì)算二維DCT，矩陣T及其轉(zhuǎn)置T’是DCT函數(shù)P1*x*P2的參數(shù) Mask=[ 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0];%二值掩膜，用來(lái)壓縮DCT系數(shù)，只留下DCT系數(shù)中左上角的10個(gè)

B2=blkproc(B,[8 8],'P1.*x',Mask);%只保留DCT變換的10個(gè)系數(shù) I2=blkproc(B2,[8,8],'P1*x*P2',T',T);%逆DCT，重構(gòu)圖像 Subplot(1,2,1);Imshow(I);title('原圖像');%顯示原圖像 Subplot(1,2,2);Imshow(I2);title('壓縮圖像');%顯示壓縮后的圖像

六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 DCT編碼壓縮處理

2.DCT變換系數(shù)的解壓縮

根據(jù)改變mask里面1的各數(shù)來(lái)改變圖片壓縮程度 這是原有程序1的個(gè)數(shù)

1少的個(gè)數(shù)

1多的個(gè)數(shù)

七、思考題

1.簡(jiǎn)述離散余弦變換（DCT）編碼的原理。

視頻編碼和圖像編碼的對(duì)象主要是自然視頻信號(hào)、圖像信號(hào)或其預(yù)測(cè)殘差(包括幀內(nèi)和幀間)信號(hào)。號(hào)在空間域上的相關(guān)性己部分減弱，但是統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在某些情況下殘差數(shù)據(jù)之間仍有其較強(qiáng)的相關(guān)性。所以類似于圖像信號(hào)和視頻信號(hào)，殘差信號(hào)也需要進(jìn)行一定的處理。這種去除相關(guān)性的處理過(guò)程就是變換編碼過(guò)程。

2.有損壓縮和無(wú)損壓縮的區(qū)別和聯(lián)系。

利用有損壓縮技術(shù)可以大大地壓縮文件的數(shù)據(jù)，但是會(huì)影響圖像質(zhì)量，使用了有損壓縮的圖像僅在屏幕上顯示，可能對(duì)圖像質(zhì)量影響不太大，至少對(duì)于人類眼睛的識(shí)別程度來(lái)說(shuō)區(qū)別不大。如果要減少圖像占用內(nèi)存的容量，就必須使用有損壓縮方法。無(wú)損壓縮方法的優(yōu)點(diǎn)是能夠比較好地保存圖像的質(zhì)量，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)這種方法的壓縮率比較低

3.圖像中哪些信息是主要的，哪些信息是次要的？

需要傳達(dá)給別人的部分是主要的。其他是次要的。例如肖像圖片，肖像部分是主要的，其背景是次要的。為了證明當(dāng)時(shí)的場(chǎng)景，場(chǎng)景就是主要的了，而人物就變成次要的。描述風(fēng)景，人物是次要的，背景是主要的。主要和次要是相對(duì)的。沒(méi)有絕對(duì)的主要，也沒(méi)有絕對(duì)的次要。

第二篇：實(shí)驗(yàn)四 心電圖壓縮技術(shù)

實(shí)驗(yàn)四 ECG信號(hào)壓縮

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.熟悉ECG信號(hào)壓縮的基本原理； 2.掌握采用轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法壓縮ECG信號(hào)； 3.掌握采用AZTEC算法壓縮ECG信號(hào)；

二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.x為ECG信號(hào)，x=-1*[-4-2 0-4-6-4-2-4-6-6-4-4-6-6-2 6 12 8 0-16-38-60-84-90-66-32-4-2-4 8 12 12 10 6 6 6 4 0 0 0 0 0-2-4 0 0 0-2-2 0 0-2-2-2-2 0];在matlab中利用plot函數(shù)畫(huà)出其波形，并觀察其特點(diǎn)；

2.采用轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法壓縮該ECG信號(hào)；

3.采用AZTEC算法壓縮ECG信號(hào)，觀察不同Vth, VLth參數(shù)下的壓縮信號(hào)波形。

三．實(shí)驗(yàn)原理：

１.轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法的目的是使心電信號(hào)的采樣頻率由２００次／ｓ減少到１００次每秒。除了大振幅與陡峭的QRS復(fù)波外，對(duì)于ECG來(lái)說(shuō)，100次/s的采樣速率是足夠的。轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法基于以下認(rèn)識(shí)：心電圖信號(hào)一般被過(guò)分采樣，其采樣頻率比其最高頻率成分還要快4或5倍。

ＡＺＴＥＣ算法：數(shù)據(jù)壓縮算法將原始ECG數(shù)據(jù)分為水平直線和斜線段。它產(chǎn)生了一個(gè)線段序列，形成了心電圖的逐段線性逼近。

線檢測(cè)

線處理

四． 實(shí)驗(yàn)程序

%轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法計(jì)算ＥＣＧ信號(hào)

x=-1*[0 0 0 0 0-4-2 0-4-6-4-2-4-6-6-4-4-6-6-2 6 12 8 0-16-38-60-84-90-66-32-4-2-4 8 12 12 10 6 6 6 4 0 0 0 0 0-2-4 0 0 0-2-2 0 0-2-2-2-2 0];subplot(2,2,1);plot(x);N=length(x);s1=0;s2=0;y=[x(1)];for i=1:2:N-2 x0=x(i);x1=x(i+1);x2=x(i+2);s1=sign(x1-x0);s2=sign(x2-x1);

if or(not(s1),s1+s2)==1 r=x2;

y=horzcat(y,r);％為ｙ增加內(nèi)容

else r=x1;

y=horzcat(y,r);％為ｙ增加內(nèi)容

end end

subplot(2,2,2);plot(y);

％ＡＺＴＥＣ算法計(jì)算ＥＣＧ信號(hào) m=length(x);i=1;Vmxi=x(i);Vmni=x(i);

LineMode='_PLATEAU';LineLen=1;Vth=2;VLth=1;AZT=[];while i

LineLen=LineLen+1;

if LineLen<=50 Vmxi=max(Vmxi,V);Vmni=min(Vmni,V);

if abs(Vmxi-Vmni)

end

end

T1=LineLen-1;V1=(Vmx+Vmn)/2;

if LineMode=='_PLATEAU'

if T1>VLth

AZT=horzcat(AZT,[T1,V1]);

else

LineMode='_SLOPE ';

if length(AZT)>0 Vsi=AZT(end);

else Vsi=V;

end

if(V1-Vsi)<0 sgn=1;else sgn=-1;end Tsi=0;Vsi=V;end

else

if T1>VLth

AZT=horzcat(AZT,[-1*Tsi,Vsi,T1,V1]);LineMode='_PLATEAU';

else

if(V1-Vsi)*sgn<0

AZT=horzcat(AZT,[-1*Tsi,Vsi]);Tsi=0;Vsi=V1;sgn=sgn*-1;

else

Tsi=Tsi+T1;Vsi=V1;

end

end

end Vmxi=V;Vmni=V;LineLen=1;end

subplot(2,2,3);plot(AZT);％描繪壓縮信號(hào) m=length(AZT);subplot(2,2,4)n=1;x0=[0];y0=[0];for i=1:2:m

if AZT(i)>0

xx=[x0,n,n+AZT(i)];yy=[y0,AZT(i+1),AZT(i+1)];line(xx,yy,'color','g');x0=xx(3);y0=yy(3);n=n+abs(AZT(i));

else

xx=[x0,n,n-AZT(i)+1];yy=[y0,AZT(i-1),AZT(i+1)];line(xx,yy,'color','r');x0=xx(3);y0=yy(3);

n=n+abs(AZT(i))+1;end end

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

五，結(jié)果分析：

１.轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法簡(jiǎn)單、快速、產(chǎn)生固定的2:1的壓縮比。在有選擇地刪除一半采樣數(shù)據(jù)后，可以通過(guò)被存數(shù)據(jù)對(duì)之間插值的方法來(lái)恢復(fù)原始數(shù)據(jù)由原始信號(hào)到轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法下的波形橫軸減少到原來(lái)的一半（０－７０到０－３５），所以這個(gè)圖形實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的壓縮.２.。將平穩(wěn)段和斜線段擴(kuò)展成離散點(diǎn)來(lái)重建AZTEC數(shù)據(jù)。圖三就是離散的原始波形

３.圖四彩色圖繪制的是將離散的ＡＺＴＥＣ算法計(jì)算出來(lái)的波形進(jìn)行連線所成的結(jié)果，ＡＺＴＥＣ算法中將心電信號(hào)轉(zhuǎn)變成由產(chǎn)生階梯狀的心電圖信號(hào)波形，原始信號(hào)跟AZTEC算法下的壓縮ＥＣＧ信號(hào)不斷改變的線段的采樣長(zhǎng)度和幅值，特點(diǎn)是圖形呈階梯狀 六．實(shí)驗(yàn)小結(jié)

通過(guò)本次試驗(yàn)熟悉ECG信號(hào)壓縮的基本原理；掌握采用轉(zhuǎn)折點(diǎn)算法壓縮ECG信號(hào)。掌握采用AZTEC算法壓縮ECG信號(hào)。學(xué)會(huì)使用簡(jiǎn)單的壓縮數(shù)據(jù)的功能使得在生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理的功能上實(shí)現(xiàn)一些簡(jiǎn)單的功能從而達(dá)到處理數(shù)據(jù)的功能。

第三篇：聲音編碼和圖像編碼(教案)

課題：信息編碼中的聲音編碼和圖像編碼 教學(xué)目標(biāo)：

一、知識(shí)與技能：

1、了解聲音編碼的兩個(gè)步驟。

2、理解并學(xué)會(huì)采樣頻率、量化級(jí)數(shù)與存儲(chǔ)聲音的容量之間的關(guān)系及其計(jì)算方法。

3、了解計(jì)算機(jī)中顯示的圖像的兩大分類的特點(diǎn)與區(qū)別。

4、理解并學(xué)會(huì)圖像的分辨率、顏色與存儲(chǔ)容量之間的關(guān)系及其計(jì)算方法。

二、過(guò)程與方法：

1、通過(guò)對(duì)“采樣”和“量化”的解說(shuō)，掌握聲音編碼的原理。

2、通過(guò)觀察一張放大的位圖圖像，掌握?qǐng)D像編碼的原理。

3、通過(guò)例題與練習(xí)，加深對(duì)聲音及圖像文件數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法。

三、情感態(tài)度與價(jià)值觀：

1、通過(guò)對(duì)聲音和圖像的編碼的學(xué)習(xí)和了解，讓學(xué)生對(duì)二進(jìn)制在編碼中的運(yùn)用有一個(gè)更深入地了解，同時(shí)與生活中出現(xiàn)的各種音頻及圖像格式相聯(lián)系，激發(fā)學(xué)習(xí)信息編碼的興趣。

教學(xué)重點(diǎn)：聲音和圖像文件的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量的計(jì)算 教學(xué)難點(diǎn)：量化的概念、位圖 教學(xué)方法：講解法、演示法、問(wèn)答法 教學(xué)媒體：自制多媒體教學(xué)課件 教學(xué)過(guò)程：

新課導(dǎo)入（課前準(zhǔn)備）：

在平時(shí)的生活中，我們都習(xí)慣于用電腦或者M(jìn)P3之類的工具來(lái)聽(tīng)音樂(lè)。但是，同學(xué)們有沒(méi)有想過(guò)存儲(chǔ)在電腦或MP3中的聲音和現(xiàn)實(shí)生活中人們發(fā)出的聲音有什么不同呢？

同學(xué)們?cè)诔踔卸紝W(xué)過(guò)聲音的傳播，都知道聲波吧。聲音是一種波，是連續(xù)變化、平滑的量。而我們通常把這種連續(xù)、平滑的量稱作模擬量。

我們前課學(xué)過(guò)在計(jì)算機(jī)中的各類信息都是以二進(jìn)制數(shù)的形式進(jìn)行存儲(chǔ)的，我們把各種信息轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)形式的過(guò)程叫做信息的數(shù)字化或者信息的編碼。那么，編碼之后得到的二進(jìn)制數(shù)的量我們就叫做數(shù)字量。數(shù)字量是一串?dāng)?shù)字的序列，并不是連續(xù)的。

聲音和圖像是否也是編碼之后存放在計(jì)算機(jī)中的，但是它們又是如何進(jìn)行編碼的呢？

這堂課我們就來(lái)研究聲音和圖像是以何種形式如何存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中的。課的進(jìn)行：

聲音編碼PCM（脈沖編碼調(diào)制）： 1.強(qiáng)調(diào)一下聲音的概念，說(shuō)明聲音編碼的兩個(gè)步驟：采樣、量化（也是模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)的基本方法）及其概念。

采樣：采集模擬信號(hào)的樣本。

采樣頻率：每秒鐘采樣的樣本數(shù)（單位：Hz）。

量化：把采集得到的模擬量值序列轉(zhuǎn)換成一個(gè)二進(jìn)制數(shù)序列。

2.觀察圖片，加深對(duì)采樣及量化的理解。

采樣

采樣頻率越高，文件越大（數(shù)據(jù)量），音質(zhì)越好。采樣周期越短，文件越大（數(shù)據(jù)量），音質(zhì)越好。3.把采樣得到的模擬量值序列轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)序列。

量化

由圖可知，模擬量值序列為：5；2；5；10；10；7；9；14；14；12；8；4；1；2；5。則它的數(shù)字量值序列是什么？0101；0010；0101；1010；1010；0111；1001；1110；1110；1100；1000；0100；0001；0010；0101。

若連續(xù)兩個(gè)采樣點(diǎn)的模擬量序列為4,6，則轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù)序列為110100。

（引出量化級(jí)數(shù)，也就是用幾位二進(jìn)制數(shù)表示。）量化級(jí)數(shù)與聲音的強(qiáng)弱（振幅）成正比。4.用一道例題引出每秒數(shù)據(jù)量的計(jì)算公式。

提問(wèn)：紅色部分?jǐn)?shù)據(jù)室如何得出的？

每秒數(shù)據(jù)量（bit）=采樣頻率（Hz）*量化級(jí)數(shù)（bit）*聲道數(shù) 每秒數(shù)據(jù)量（Byte）=采樣頻率（Hz）*量化級(jí)數(shù)（bit）*聲道數(shù)÷8

2個(gè)字節(jié)數(shù)

5.練習(xí)：某種音頻文件的采樣頻率為22.050kHz,量化的值用16位二進(jìn)制數(shù)表示，立體聲雙聲道，則這個(gè)音頻文件每分鐘的數(shù)據(jù)量為多少？

（22050*16*2÷8）*60=5292000B=5167.97KB=5.05MB

6.目前音質(zhì)最好的是CD音頻格式和WAV格式，MP3格式和WMA格式的音質(zhì)次之，RA格式的聲音文件適用于在線播放。

圖像編碼：

矢量圖

1.圖像的兩大類：

缺點(diǎn)。

矢量圖：用直線和曲線等屬性來(lái)描述圖形，均通過(guò)數(shù)學(xué)公式獲得。優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)量較小；無(wú)論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等都不會(huì)失真。

缺點(diǎn)：難以表現(xiàn)色彩層次豐富的逼真圖像效果；打開(kāi)和制作矢量圖都需要專門的軟件。

位圖：由許許多多的小點(diǎn)按行列排序組成，這些小點(diǎn)稱為像素。優(yōu)點(diǎn)：像素越多，圖像的信息越完整，所還原的圖像精度越高。缺點(diǎn)：像素越多所帶來(lái)的數(shù)據(jù)量也就越大；放大到一定比例就會(huì)失真。分辨率：像素的數(shù)量。

分辨率=水平方向上的像素?cái)?shù)量*垂直方向上的像素?cái)?shù)量。2.位圖的格式：

.bmp(未壓縮，數(shù)據(jù)量比較大).TIF(非失真壓縮，用于叫專業(yè)的用途).jpg(靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，壓縮比高，失真不明顯).gif(壓縮比較高，文件長(zhǎng)度較小，用于網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用)3.顏色深度：記錄每個(gè)像素所使用的二進(jìn)制位數(shù)。黑白位圖：一位二進(jìn)制表示一個(gè)像素。（21）

如果把白色與黑色之間分為256個(gè)等級(jí)，那么這樣的灰度圖每個(gè)像素需要幾位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示顏色？ 8位。

計(jì)算機(jī)中彩色圖像的每一種顏色是由紅、綠、藍(lán)三種原色組成，每種原色又可以分為256個(gè)等級(jí)。

那么這樣的圖像每個(gè)像素需要幾位二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示顏色？ 24位。

位圖

觀察圖片比較兩幅圖的不同點(diǎn)。并根據(jù)書(shū)本上的內(nèi)容找出矢量圖和位圖的優(yōu)4.圖像編碼的數(shù)據(jù)量的計(jì)算：

若采用4000*3000的分辨率來(lái)拍照，且圖像中每個(gè)像素用16位二進(jìn)制數(shù)表示顏色，那么它的數(shù)據(jù)量有多少？

4000*3000*16÷8=24000000B=23437.5KB=22.89MB

圖像編碼的數(shù)據(jù)量（bit）=分辨率*每個(gè)像素的二進(jìn)制位數(shù)

練習(xí)：

1.計(jì)算機(jī)中一幅800*600像素的32位色的BMP位圖圖像所占用的存儲(chǔ)空間大約是（A）A 1.83MB B 234KB

C 934KB

D 1.2MB 2.如一幅彩色圖像的分辨率為1024×768，每種原色分成256種層次，那么為了記錄這幅圖像需要多大的存儲(chǔ)空間呢？

1024×768×8×3÷8=2359296B=2304KB=2.25MB

（行數(shù)*列數(shù)）

課的結(jié)束：總結(jié)聲音編碼和圖像編碼的原理，強(qiáng)調(diào)一下數(shù)據(jù)量的計(jì)算方法。教學(xué)后記：

第四篇：實(shí)驗(yàn)四虛擬機(jī)實(shí)驗(yàn)介紹

電子科技大學(xué)

信 息 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告

政治與公共管理學(xué)院

2016-03-17

實(shí)驗(yàn)名稱 虛擬機(jī)上安裝Linux系統(tǒng)并調(diào)試實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

004

姓名

羅佳

學(xué)號(hào)

2014120101013

成績(jī)

一、實(shí)驗(yàn)室名稱

政管電子政務(wù)實(shí)驗(yàn)可視化辦公室

二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱

在虛擬機(jī)上安裝Linux操作系統(tǒng)并設(shè)置調(diào)試實(shí)驗(yàn)

三、實(shí)驗(yàn)原理

虛擬機(jī)（Virtual Machine）不是一臺(tái)真正的計(jì)算機(jī)，而是利用真正計(jì)算機(jī)的部分硬盤空間，通過(guò)虛擬機(jī)軟件模擬出一臺(tái)計(jì)算機(jī)。這臺(tái)虛擬機(jī)擁有自己的CPU等外部設(shè)備，現(xiàn)在的虛擬機(jī)軟件已經(jīng)能讓虛擬機(jī)的功能與真正的計(jì)算機(jī)沒(méi)有什么區(qū)別。用戶可以對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行磁盤分區(qū)、格式化、安裝操作系統(tǒng)等操作，而對(duì)本身的計(jì)算機(jī)沒(méi)有任何影響。

四、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

通過(guò)Linux操作系統(tǒng)安裝、設(shè)置、調(diào)試等實(shí)驗(yàn)加深對(duì)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中進(jìn)程管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理的理解和運(yùn)用。

五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)2 RedHat Linux 9.0桌面環(huán)境的基本操作

Linux操作系統(tǒng)上最常用的桌面環(huán)境為GNOME和KDE，兩種使用環(huán)境稍有差別，RedHat Linux9.0以GNOME作為默認(rèn)桌面。

1、設(shè)置系統(tǒng)面板

1）設(shè)置底部任務(wù)欄面板隱藏 操作步驟

（1）以普通用戶jkx身份登錄系統(tǒng)，進(jìn)入桌面環(huán)境；

（2）右擊底部任務(wù)欄面板空白處，在快捷菜單中選擇“屬性”項(xiàng)，彈出“面板屬性”對(duì)話框；（3）在“邊緣面板”選卡中選中“自動(dòng)隱藏”復(fù)選框，并選中“顯示隱藏按鈕”復(fù)選框，單擊“關(guān)閉”按鈕，底部面板即處于隱藏狀態(tài)。觀察操作前后底部面板的狀態(tài)；（4）移動(dòng)光標(biāo)到桌面上端，底部面板出現(xiàn)；（5）再次設(shè)置底部面板，恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置。2）在窗口頂部創(chuàng)建菜單面板，并在上面添加、移動(dòng)和刪除對(duì)象

操作步驟

（1）右擊底部任務(wù)欄面板空白處，在快捷菜單中選擇“新建面板”項(xiàng)，選擇“菜單面板”，屏幕的頂部將出現(xiàn)菜單面板；（2）右擊菜單面板的空白處，依次選則“添加到面板”-“抽屜”，面板上將出現(xiàn)一個(gè)抽屜；

（3）在面板上單擊抽屜圖標(biāo)，打開(kāi)抽屜；移動(dòng)抽屜到面板的其他位置；（4）選中抽屜圖標(biāo)，利用快捷菜單刪除抽屜；刪除抽屜將同時(shí)刪除抽屜中的所有內(nèi)容。

2、設(shè)置桌面 1）設(shè)置桌面背景

操作步驟

（1）右擊桌面空白處，在快捷菜單中選擇“改變桌面背景”項(xiàng)，彈出“背景首選項(xiàng)”對(duì)話框；

（2）根據(jù)對(duì)話框做相應(yīng)設(shè)置，則所有工作區(qū)的背景都將發(fā)生變化，觀察操作結(jié)果；（3）關(guān)閉對(duì)話框。2）設(shè)置屏幕保護(hù)程序

操作步驟

（1）單擊任務(wù)欄最左端的主菜單，選擇“首選項(xiàng)”-“屏幕保護(hù)程序”菜單，打開(kāi)屏幕保護(hù)程序?qū)υ捒虻倪x卡“Display Models”；

（2）設(shè)置Model為“只使用一個(gè)屏保程序”，并在從屏保主題列表框中選擇主題Anemore，列表的右側(cè)可觀察該主題的顯示效果；（3）設(shè)置等待時(shí)間Blank After為1分鐘；選中復(fù)選框，設(shè)置恢復(fù)屏幕時(shí)輸入用戶口令，關(guān)閉對(duì)話框；（4）等待1分鐘觀察屏保程序的效果。

3、設(shè)置桌面圖標(biāo)

1）新建“我的文檔”文件夾圖標(biāo) 操作步驟

（1）右擊桌面空白處，在快捷菜單中選擇“新建文件夾”項(xiàng)，桌面將出現(xiàn)一個(gè)新的文件夾，名稱默認(rèn)為“未命名的文件夾”；（2）啟動(dòng)中文輸入法（Ctrl+Space），修改文件夾名為“我的文檔”。2）新建文本編輯器gedit的快捷圖標(biāo) 操作步驟

（1）右擊桌面空白處，在快捷菜單中選擇“新建啟動(dòng)器”項(xiàng)，彈出“新建啟動(dòng)器”對(duì)話框；（2）在“名稱”欄輸入“gedit”，在“命令”欄輸入文本編輯器程序的路徑“/usr/bin/geidt”，單擊右側(cè)“無(wú)圖標(biāo)”按鈕為快捷項(xiàng)選擇圖標(biāo)；（3）單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框，桌面增加一個(gè)應(yīng)用程序快捷圖標(biāo)。

4、設(shè)置主題 創(chuàng)建新主題 操作步驟

（1）依次選擇“主菜單”-“首選項(xiàng)”-“主題”菜單，打開(kāi)“主題首選項(xiàng)”對(duì)話框，左邊列表是可供選擇的已有主題；（2）單擊“細(xì)節(jié)”，可在已有主題上創(chuàng)建具有個(gè)人風(fēng)格的主題：“控件”選卡可選擇主題、“窗口邊框”可設(shè)置邊框、“圖標(biāo)”選卡為自定義主題選擇一個(gè)圖標(biāo)，選擇時(shí)請(qǐng)注意觀察標(biāo)題欄、邊框的顯示狀態(tài)，單擊“關(guān)閉”按鈕回到“主題首選項(xiàng)”對(duì)話框。（3）對(duì)話框左側(cè)列表中出現(xiàn)一個(gè)“自定義主題”，可保存該主題以便將來(lái)繼續(xù)使用。

5、增加啟動(dòng)項(xiàng)

啟動(dòng)桌面環(huán)境就自動(dòng)啟動(dòng)文本編輯器gedit 操作步驟

（1）依次選擇“主菜單”-“首選項(xiàng)”-“更多首選項(xiàng)”-“會(huì)話”菜單，打開(kāi)“會(huì)話”對(duì)話框，并切換到“啟動(dòng)程序”選卡； 2）單擊“添加”按鈕，彈出“添加啟動(dòng)程序”對(duì)話框，在“啟動(dòng)命令”欄輸入文本編輯器gedit的路徑“/usr/bin/geidt”，并單擊“確定”按鈕，返回前一個(gè)對(duì)話框；（3）此時(shí)“會(huì)話”對(duì)話框的啟動(dòng)程序選卡列表中將出現(xiàn)文本編輯器命令行，關(guān)閉對(duì)話框；（4）注銷系統(tǒng)退出當(dāng)前用戶，然后重新登錄，檢查是否自動(dòng)啟動(dòng)文本編輯器。

6、使用文件管理器

1）基本文件操作，與Windows下的操作基本一致

操作步驟

（1）啟動(dòng)文本編輯器gedit，在編輯窗口中輸入任意字符，保存為f1文件并退出；（2）雙擊桌面上的的用戶主文件夾圖標(biāo)（如jkx的主文件夾），啟動(dòng)文件管理器，找到文件f1；

（3）復(fù)制f1文件，并重命名為f2；

第五篇：圖像壓縮原理簡(jiǎn)介之H.261H.263

H.261概述

該標(biāo)準(zhǔn)由CCITT于1988至1990間發(fā)展制定。

應(yīng)用于ISDN電話線的視頻會(huì)議，可視電話等。

ISDN的基本速率為64kbps，可以使用多路復(fù)用(p×64kbps)。

解碼序列如下：

圖像幀類型為 CCIR 601 CIF（352×288）和 QCIF（176×144），信號(hào)色度格式4:2:0。

兩種幀編碼類型：幀內(nèi)編碼 Intraframes(I-frames)和幀間編碼 Interframes(P-frames)。

幀內(nèi)編碼的 I-frames主要使用JPEG的技術(shù)。

幀間編碼的 P-frames使用與前一幀（預(yù)測(cè)幀，predicted frame）的差值進(jìn)行編碼，因此當(dāng)前幀依賴于前一幀。

I-frame可以作為隨機(jī)讀取點(diǎn)。

幀內(nèi)編碼(Intra Frame Coding)

下圖顯示了幀內(nèi)編碼的流程，和JPEG編碼過(guò)程基本一致。

宏塊(macroblock)為原始圖像里16×16像素區(qū)域。

在4:2:0格式中，一個(gè)宏塊對(duì)應(yīng)4個(gè)亮度塊(Y block)，1個(gè)Cr塊，1個(gè)Cb塊（Cr block & Cb block，子采樣后的色度信號(hào)塊）

對(duì)所有DCT系數(shù)用常數(shù)值進(jìn)行量化（即，沒(méi)有JPEG標(biāo)準(zhǔn)里的量化表）

幀間編碼(Inter-frame(P-frame)Coding)

幀間編碼的基本思路如下圖所示：

上圖中：

參考圖像(reference image)指前面（已編碼）的圖像。

目標(biāo)圖像(target image)指當(dāng)前要編碼的圖像

在幀間編碼中，關(guān)鍵過(guò)程稱為運(yùn)動(dòng)估值(motion estimation)，對(duì)于當(dāng)前目標(biāo)圖像中的某一宏塊，在參考圖像中尋找與之最相似的宏塊(best match)，然后對(duì)他們的差值進(jìn)行和幀內(nèi)編碼類似的編碼。

這樣作的好處是得到的差值矩陣比較小，編碼需要的比特量業(yè)也比較小。但是這里還要傳送最匹配宏塊和當(dāng)前編碼宏塊之間相對(duì)位置的信息，這里稱為運(yùn)動(dòng)向量(motion vector)。

兩點(diǎn)補(bǔ)充：

1.這里用解碼后的圖像(decoded image)作為參考圖像，而不用原始圖像。

2.一般使用“平均絕對(duì)差值”(MAD: Mean Absolute Difference)作為判斷最匹配塊的標(biāo)準(zhǔn)。也可以使用“均方差”(MSE: Mean Squared Errow)

細(xì)節(jié)：如何對(duì)宏塊編碼

很多宏塊能匹配得很好，傳送每個(gè)宏塊在圖像中的地址--> Addr

有時(shí)找不到合適的匹配，這時(shí)傳送幀內(nèi)編碼塊(INTRA block)--> Type

若想調(diào)制量化以得到更好的壓縮效果，傳送量化值-->Quant

運(yùn)動(dòng)向量-->vector

宏塊中，某些塊匹配很好，其他則較差。這時(shí)傳送bitmask，用來(lái)表示顯示哪些塊(CBP: Coded Block Pattern)。

象JPEG一樣，傳送各塊。(4 Y, 1 Cr, 1 Cb)

H.261比特流結(jié)構(gòu)

很多宏塊能匹配得很好，傳送每個(gè)宏塊在圖像中的地址--> Addr

有時(shí)找不到合適的匹配，這時(shí)傳送幀內(nèi)編碼塊(INTRA block)--> Type

若想調(diào)制量化以得到更好的壓縮效果，傳送量化值-->Quant

運(yùn)動(dòng)向量-->vector

宏塊中，某些塊匹配很好，其他則較差。這時(shí)傳送bitmask，用來(lái)表示顯示哪些塊(CBP: Coded Block Pattern)。

象JPEG一樣，傳送各塊。(4 Y, 1 Cr, 1 Cb)

H.261比特流結(jié)構(gòu)

H.261中的難點(diǎn)問(wèn)題 1.運(yùn)動(dòng)向量搜

當(dāng)前目標(biāo)圖像中待編碼宏塊C，其右上角坐標(biāo)為(x,y)，則該宏塊中像素為C(x+k,y+l)

參考圖像內(nèi)，右上角坐標(biāo)(x+i,y+j)的參考宏塊R內(nèi)像素為R(x+i+k,y+j+l)

下式求絕對(duì)誤差平均值(MAE: Mean Absolute Error)：

運(yùn)動(dòng)向量搜索的目標(biāo)就是尋找一個(gè)MAE值最小的參考宏塊，其對(duì)應(yīng)向量(u,v)為運(yùn)動(dòng)向量。

全搜索(Full Search Method)

1.對(duì)參考圖像內(nèi)范圍為[-p,p]搜索區(qū)域的所有可能宏塊進(jìn)行搜索。

2.全搜索方法的運(yùn)算量為：

設(shè)對(duì)比每個(gè)像素需要3次操作：減法、求絕對(duì)值，相加。當(dāng)搜索范圍(p)較大時(shí)，全搜索算法的運(yùn)算量相當(dāng)大，因此需要各種快速算法。

二維對(duì)數(shù)搜索。(Two-Dimensional Logarithmic Search)

類似于binary search，在一個(gè)范圍為[-p/2, p/2] 的窗口內(nèi)對(duì)九個(gè)點(diǎn)進(jìn)行初始的MAE計(jì)算（如下圖所示）

1.在上述九點(diǎn)求出的MAE中，找出最小的一個(gè)。

2.以該點(diǎn)為中心，用上一步搜索范圍的一半形成新的搜索區(qū)域，對(duì)新的九點(diǎn)進(jìn)行搜索。

3.重復(fù)上兩步，直到搜索區(qū)范圍為一個(gè)像素。

層次化運(yùn)動(dòng)估值(Hierarchical Motion Estimation)

1.對(duì)目標(biāo)圖像和參考圖像，生產(chǎn)若干低分辨率的版本。2.對(duì)最低分辨率版本搜索運(yùn)動(dòng)向量。

3.由低分辨率向高分辨率，逐級(jí)修改運(yùn)動(dòng)向量。（在每一級(jí)進(jìn)行小范圍搜索，最后得到的運(yùn)動(dòng)向量可能很大）

各種快速算法運(yùn)算量大大小于全搜索算法，但搜索結(jié)果要比全搜索算法差，全搜索算法得到全局極小點(diǎn)，而快速算法可能只能找到局部極小點(diǎn)。以下是各種算法性能比較：

2.誤差傳遞(Propagation of Errors)

不能有太多連續(xù)的P幀。

在比較時(shí)（求MAD時(shí)），參考幀使用解碼幀。3.比特率控制(Bit-rate Control)

基于“緩沖器充滿程度”(buffer fullness)進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋控制。

若緩沖器太滿，增加量化比例因子來(lái)降低數(shù)據(jù)量。H.263 H.263是1996年3月發(fā)表的，針對(duì)低碼率應(yīng)用的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。和h.261一樣，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)幀內(nèi)壓縮

采用transform 編碼，對(duì)幀間壓縮采用預(yù)測(cè)編碼 改進(jìn)：

半象素精度運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償

無(wú)限制運(yùn)動(dòng)向量

Syntax-based arithmetic coding 先進(jìn)的預(yù)測(cè)，PB幀

除了CIF和QCIF，H.263還支持SQCIF，4CIF和16CIF 以下是H.261/H.263支持的視頻格式：