数据压缩技术请大家谈谈你对数据压缩原理的认识

数据压缩技术的数据压缩技术

在现今的电子信息技术领域，正发生着一场有长远影响的数字化革命。由于数字化的多媒体信息尤其是数字视频、音频信号的数据量特别庞大，如果不对其进行有效的压缩就难以得到实际的应用。因此，数据压缩技术已成为当今数字通信、广播、存储和多媒体娱乐中的一项关键的共性技术。 1．什么是数据压缩 其作用是：能较快地传输各种信号，如传真、Modem通信等； 在现有的通信干线并行开通更多的多媒体业务，如各种增值业务；紧缩数据存储容量，如 CD－ROM、VCD和DVD等； 降低发信机功率，这对于多媒体移动通信系统尤为重要。 由此看来，通信时间、传输带宽、存储空间甚至发射能量，都可能成为数据压缩的对象。 2．数据为何能被压缩 首先，数据中间常存在一些多余成分，既冗余度。如在一份计算机文件中，某些符号会重复出现、某些符号比其他符号出现得更频繁、某些字符总是在各数据块中可预见的位置上出现等，这些冗余部分便可在数据编码中除去或减少。冗余度压缩是一个可逆过程，因此叫做无失真压缩，或称保持型编码。 其次，数据中间尤其是相邻的数据之间，常存在着相关性。如图片中常常有色彩均匀的背影，电视信号的相邻两帧之间可能只有少量的变化影物是不同的，声音信号有时具有一定的规律性和周期性等等。因此，有可能利用某些变换来尽可能地去掉这些相关性。但这种变换有时会带来不可恢复的损失和误差，因此叫做不可逆压缩，或称有失真编码、摘压缩等。 此外，人们在欣赏音像节目时，由于耳、目对信号的时间变化和幅度变化的感受能力都有一定的极限，如人眼对影视节目有视觉暂留效应，人眼或人耳对低于某一极限的幅度变化已无法感知等，故可将信号中这部分感觉不出的分量压缩掉或“掩蔽掉”。这种压缩方法同样是一种不可逆压缩。 对于数据压缩技术而言，最基本的要求就是要尽量降低数字化的在码事，同时仍保持一定的信号质量。不难想象，数据压缩的方法应该是很多的，但本质上不外乎上述完全可逆的冗余度压缩和实际上不可逆的嫡压缩两类。冗余度压缩常用于磁盘文件、数据通信和气象卫星云图等不允许在压缩过程中有丝毫损失的场合中，但它的压缩比通常只有几倍，远远不能满足数字视听应用的要求。在实际的数字视听设备中，差不多都采用压缩比更高但实际有损的嫡压缩技术。 只要作为最终用户的人觉察不出或能够容忍这些失真，就允许对数字音像信号进一步压缩以换取更高的编码效率。摘压缩主要有特征抽取和量化两种方法，指纹的模式识别是前者的典型例子，后者则是一种更通用的摘压缩技术。 3数字音、视频的压缩标准 数字音频压缩技术标准分为电话语音压缩、调幅广播语音压缩和调频广播及CD音质的宽带有频压缩3种。 （1）电话（200HZ－3.4kHZ）语音压缩，主要有国际电信联盟（ITU）的G.711（64kbit/s、G.721（32kbit/s）、G.728（16kbit/s）和G.729（8kbit/的建议等，用于数字电话通信。 （2）调幅广播（50HZ－7kHZ）语音压缩，采用ITU的G.722（64kbit/s）建议，用于优质语音、音乐、音频会议和视频会议等。 （3）调频广播（20HZ－15kHZ）及CD音质（20HZ－20kH）的宽带音频压缩，主要采用MPEG－1或2双杜比AC－3等建议，用于CD、MD、MPC、VCD、DVD、HDTV和电影配音等。 视频压缩技术标准主要有： ①ITU H.261建议，用于ISDN信道的PC电视电话、桌面视频会议和音像邮件等通信终端。 ②MPEG－1视频压缩标准，用于 VCD、MPC、PC/TV一体机、交互电视ITV和电视点播VOD。 ③MPEG－2/ITU H.262视频标准，主要用于数字存储。视频广播和通信，如HDTV、CATV、DVD、VOD和电影点播MOD等。 ④ITU H.263建议，用于网上的可视电话、移动多媒体终端、多媒体可视图文、遥感、电子邮件、电子报纸和交互式计算机成像等。 ⑤MPEG－4和 ITU H.VLC/L低码率多媒体通信标准仍在发展之中。 4．数据压缩的实现 在各种数据类型中，最难实现的是数字机频的实时压缩，因为视频信号尤其是HDTV信号所占据的带宽甚宽，实时压缩需要很高的处理速度。现在，视频解码以及音频的编码、解码多依赖于专用芯片或数字信号处理器（DSP）未完成，并已有许多厂商推出了音视合一的单片MPEG－1、MPEG－2解码器。我国在发展数据压缩技术过程中，则充分利用了软件人才优势。 在软件实现方面，由于PC主机的处理能力正在飞速提高，直接利用主CPU编程实现各种视听压缩和解码算法对于桌面系统及家用多媒体将越来越有吸引力。 1996年上半年，Intel向全球软件界发布了它的微处理器媒体扩展（MMX）技术。这种技术主要是在Pentium或Pentium Pro芯片中增加了8个64位寄存器和57条功能强大的新指令，以提高多媒体和通信应用程序中某些计算密集的循环速度。MMX采用单指令多数据（SIMD）技术并行处理多个信号采样值，可使不同的应用程序性能成倍提高。如：视频压缩可提高1.5倍，图像处理可提高40倍，音频处理可提高3.7偌，语音识别可提高1.7倍，三维动画可提高20倍。 与Pentium完全兼容的P55C芯片是1998年3月正式推出的。以后推出的Pentium、Pentium pro或P7等CPU，均将支持MMX指令。 在数据压缩的硬件实现方面，根本的出路是要有自己的音像压缩芯片（特别是解压芯片），不管是专用集成电路（ASIC）实现，还是借助于通用DSP来编程。 而这一类芯片，目前还只是“雾里看花”。 不过我们相信，在不久的将来，这些也会成为现实。

数据的压缩方法有几种？

总的来说，数据压缩方法可分为三类：静态、动态及混合方法。所谓静态方法就是在 信文传送之前源文集和码子集之间的映射关系就已确定，以后给定信文无论什么时刻出现 在信文集中总被表示为相同的码字。而动态方法是在信文集和码子集之间建立一种随着时 间的变化而变化的映射关系，动态方法也称为自适应编码，即它们不断地修改源信文集与 码字的对就关系以便更好地适应于信文集特征随时间的变化。所有的自适应方法都是一次 操作方法，即只需对源文集扫描一次。静态编码需要二次操作：第一次计算概率并确定映 射，第二次传送码字。当一个算法既不完全静态又不完全动态时，就称为混合方法。一种 简单的混合方法是让发送方和接收方保持一致的含Ｋ个静态码子的编码本。每次传送信息 时，发送方必须选择预先约定的Ｋ个码字中的一个，并通知接收方应译码。

衡量数据压缩技术性能好坏的重要指标

衡量数据压缩技术性能好坏的重要指标是

数据压缩的国际标准有哪些

图象压缩的国际标准有以下几种： 1.静止图象压缩标准JPEG，它是一个实用范围很广的静态图象压缩标准，既可用于灰度图又可用于彩色图。 2.H.261标准，此标准适合于各种实时视觉应用，这种标准为每秒352（像素）*288（像素）*29.7（贞） 3.MPEG-1标准，MPEG是活动图象专家组的简称，它是国际标准组织下的一个专家组，主要任务是制定活动图象及相应语音的压缩编码，这个标准是针对1988年的CD-ROM和网络开发的。它包括MPEG系统、MPEG视频、MPEG音频三部分。MPEG-1推动了VCD的发展和普及。 4.MPEG-2标准，这是1993年提出（开发）的一个直接与数字电视广播有关的高质量图象和声音编码的标准。她也包括MPEG-2系统、MPEG—2视频、MPEG-2音频。实用于更广泛的领域，主要包括数字存储媒体、广播电视和通信。比如普通电视、和高清晰电视、广播卫星服务、有线电视、家庭影院和多媒体通信等。 5.H.263标准，它是国际电联为低比特率应用特别制定的视频压缩标准，主要用于视频电话和视频会议。 6.H.264（MPEG-4）标准，它是一个速率很低通信标准，它的目标是为了在异构网络下工作，并具有很强的交互性。 7.MPEG-7标准，她实际上是多媒体内容的描述接口，它的目的是制定一套描述符标准用来描述各种类型的多媒体信息及它们之间的关系，以便有效地检索信息。

数据无损压缩技术到底怎么实现的

无损数据压缩（Lossless Compression）是指使用压缩后的数据进行重构（或者叫做还原，解压缩），重构后的数据与原来的数据完全相同；无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。也就是说数据经过压缩后信息不受损失，还能完全恢复到压缩前的原样。它和有损数据压缩相对。这种压缩通常压缩比小于有损数据压缩的压缩比。 一个很常见的例子是磁盘文件的压缩。根据目前的技术水平，无损压缩算法一般可以把普通文件的数据压缩到原来的1/2～1/4。一些常用的无损压缩算法有霍夫曼（Huffman）算法和LZW(Lenpel-Ziv & Welch）压缩算法。

评价一种数据压缩技术的性能好坏主要有哪几种关键指标

压缩比 恢复效果 标准化 　　数据压缩技术，其作用是：能较快地传输各种信号，如传真、Modem通信等； 　　在现有的通信干线并行开通更多的多媒体业务，如各种增值业务；紧缩数据存储容量，如 CD－ROM、VCD和DVD等； 　　降低发信机功率，这对于多媒体移动通信系统尤为重要。 　　由此看来，通信时间、传输带宽、存储空间甚至发射能量，都可能成为数据压缩的对象。

多媒体数据压缩和编码技术标准有哪些？

H.261：由CCITT（国际电报电话咨询委员会）通过的用于音频视频服务的视频编码解码器（也称Px64标准），它使用两种类型的压缩:一帧中的有损压缩（基于DCT）和用于帧间压缩的无损编码，并在此基础上使编码器采用带有运动估计的DCT和DPCM（差分脉冲编码调制）的混合方式。这种标准与JPEG及MPEG标准间有明显的相似性，但关键区别是它是为动态使用设计的，并提供完全包含的组织和高水平的交互控制。　　 　　JPEG：全称是Joint Photogragh Coding Experts Group（联合照片专家组），是一种基于DCT的静止图像压缩和解压缩算法，它由ISO(国际标准化组织)和CCITT(国际电报电话咨询委员会)共同制定，并在1992年后被广泛采纳后成为国际标准。它是把冗长的图像信号和其它类型的静止图像去掉，甚至可以减小到原图像的百分之一（压缩比100:1）。但是在这个级别上，图像的质量并不好；压缩比为20:1时，能看到图像稍微有点变化；当压缩比大于20:1时，一般来说图像质量开始变坏。　　 　　MPEG：是Moving Pictures Experts Group（动态图像专家组）的英文缩写，实际上是指一组由ITU和ISO制定发布的视频、音频、数据的压缩标准。它采用的是一种减少图像冗余信息的压缩算法，它提供的压缩比可以高达200:1，同时图像和音响的质量也非常高。现在通常有三个版本:MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4以适用于不同带宽和数字影像质量的要求。它的三个最显著优点就是兼容性好、压缩比高（最高可达200:1)、数据失真小。　　 　 DVI：其视频图像的压缩算法的性能与MPEG-1相当，即图像质量可达到VHS的水平，压缩后的图像数据率约为1.5Mb/s。

多媒体数据压缩的两种基本方法是什么

从信息论的角度看,压缩就是去掉信息中的冗余,即保留不确定的信息,去除确定的信 息.多媒体技术中常用的数据压缩算法分为两大类:无损压缩和有损压缩.冗余压缩法去掉 或减少数据中的冗余,但这些冗余量是可以重新插人到数据中的,因而不会产生失真.其压 缩效率通常较低; 有损压缩则采用一些高效的有限失真数据压缩算法, 大幅度减少多媒体中 的冗余信息,其压缩效率远高于无损压缩.无损压缩.这类方法广泛用于文本数据,程序和 特殊应用场合的图像数据(如指纹图像,医学图像等)的压缩.有损压缩广泛应用于语音,图 像和视频数据的压缩.常见的编码方法可以

数据压缩技术的三个主要指标是什么？

数据压缩技术有三个主要指标，一是压缩前后所需的信息存储量之比要大；二是实现压缩的算法要简单，压缩、解压缩速度快，尽可能地做到实时压缩和解压缩；三是恢复效果要好，要尽可能地完全恢复原始数据。

请大家谈谈你对数据压缩原理的认识

数据压缩技术就是对原始数据进行数据编码或压缩编码。 目前常用的压缩编码有：冗余压缩法（无损压缩法、熵编码）和熵压缩法（有损压缩法）两类。 无损压缩是可逆的；有损压缩是不可逆的。 变长编码 使用长度可变的代码来对以不同频率出现的样本进行编码。 1·Huffman编码 Huffman编码又称最佳编码。 Huffman编码过程是： *将信源符号按概率递减顺序排列； *把两个最小的概率加起来，作为新符号的概率； *重复上述两步骤，直到概率的和达到1为止； *在每次合并消息时，将被合并的消息赋予1和0或赋予0和1； *寻找从每一信源符号到概率为1的路经，记录下路经上的1和0； *对每一符号写出从码树的根到终结点1、0序列。 例：对信源 [X1，X2，X3，X4，X5，X6]=[0.25，0.25，0.20，0.15，0.10，0.05] 进行Huffman编码。 其中：X1=01；X2=10；X3=11；X4=000；X5=0010；X6=0011。 2·算术编码 算术编码是一种二元编码。 这种编码方法是在不考虑信源统计的情况下，只要监视一小段时间内码字出现的频率，不管统计是平稳的或非平稳的，编码的码率总能趋近于信源熵值，每次迭代的编码算法只处理一个数据符号，并且只有算术运算。 对二进制编码来说，信源符号只有两个。在算术编码的初级阶段，可设一个大概率Pe和小概率Qe，然后对被编码比特流符号进行判断。 模型编码 模型编码是指采用模型的方法对传输的图像进行参数估测。 模型编码有：随机马尔可夫场和分形图像编码。 1·分形的概念 分形的含义是其组成部分以某种方式与整体相似的形（一类无规则、混乱而复杂），其局部与整体有相似性的体系，即：自相似性体系。 2·分形编码 *基本原理：分形的方法是把一幅数字图像，通过一些图像处理技术将原始图像分成一些子图像，然后在分形集中查找这样的子图像。分形集存储许多迭代函数，通过迭代函数的反复迭代，可以恢复原来的子图像。 分形编码压缩的步骤： 第一步：把图像划分为互不重叠的、任意大小的的D分区； 第二步：划定一些可以相互重叠的、比D分区大的R分区； 第三步：为每个D分区选定仿射变换表。 分形编码解压步骤： 首先从文件中读取D分区划分方式的信息和仿射变换系数等数据； 然后划定两个同样大小的缓冲区给D图像和R图像，并把R初始化到任一初始阶段； 根据仿射变换系数把其相应的R分区做仿射变换，并用变换后的数据取代该D分区的原有数据； 对D中所有的D分区都进行上述操作，全部完成后就形成一个新的D图像； 再把新D图像的内容拷贝到R中，把新R当作D，D当作R，重复操作（迭代）。 。分形编码的特点： 压缩比高，压缩后的文件容量与图像像素数无关，在压缩时时间长但解压缩速度快