【畢業(yè)論文】多媒體數(shù)據(jù)壓縮算法研究與實現(xiàn)

1、多媒體數(shù)據(jù)壓縮算法研究與實現(xiàn)摘要： 摘要：多媒體數(shù)據(jù)壓縮技術是實現(xiàn)實時有效地處理、傳輸和存儲龐大的多媒體數(shù)據(jù)的關鍵技術。許多應用領域對多媒體信息的實時壓縮提出了更高的要求，快速、高效的壓縮算法是解決這一問題的關鍵。針對多媒體數(shù)據(jù)在空間、時間、結構、視覺、知識等方面所產(chǎn)生的冗余,利用有損壓縮和無損壓縮等方法,對圖像、音頻、視頻等多媒體數(shù)據(jù)進行壓縮,以保留盡可能少的有用信息。本文主要是把所學的數(shù)據(jù)結構和算法設計的知識應用于實踐，對目前普遍采

2、用的多媒體數(shù)據(jù)及其壓縮算法加以研究，同時介紹了數(shù)據(jù)壓縮所采用的分類、方法及其標準，并分析每種算法的優(yōu)缺點，并據(jù)此選擇設計一種多媒體數(shù)據(jù)的無損壓縮算法。并以實例加以說明。關鍵詞：多媒體;壓縮; 哈夫曼編碼.1. 1.多媒體數(shù)據(jù)類型 多媒體數(shù)據(jù)類型1.1 1.1 文字 文字在現(xiàn)實世界中，文字是人與計算機之間進行信息交換的主要媒體。文字主要包括西文與中文。在計算機中，文字用二進制編碼表示，即使用不同的二進制編碼來代表不同的文字。1.2 1.2

3、 音頻 音頻音頻（Audio）指的是 20HZ～20kHz 的頻率范圍，但實際上“音頻”常常被作為“音頻信號”或“聲音”的同義語，是屬于聽覺類媒體，主要分為波形聲音、語音和音樂。1.3 1.3 視頻媒體 視頻媒體能夠利用視覺傳遞信息的媒體都是視頻媒體。位圖圖像、矢量圖像等都是視頻媒體。指從 N 個相等的可能事件中選出一個事件所需要的信息度量和含量。也可以說是辨別 N個事件中特定事件所需提問“是”或“否”的最小次數(shù)。例如： 例如：從 64

4、 個數(shù)（1~64 的整數(shù)）中選定某一個數(shù)（采用折半查找算法） ，提問：“是否大于 32？” ，則不論回答是與否，都消去半數(shù)的可能事件，如此下去，只要問 6 次這類問題，就可以從 64 個數(shù)中選定一個數(shù)，則所需的信息量是 6（bit）我們現(xiàn)在可以換一種方式定義信息量，也就是信息論中信息量的定義。設從 N 中選定任一個數(shù) X 的概率為 P(x)，假定任選一個數(shù)的概率都相等，即P(x)=1/N，則信息量 I(x)可定義為： 2 2 2 1 (

5、 ) log log log ( )N I x N P x ? ? ? ? ?上式可隨對數(shù)所用“底”的不同而取不同的值，因而其單位也就不同。設底取大于 1 的整數(shù) α，考慮一般物理器件的二態(tài)性，通常 α 取 2，相應的信息量單位為比特（bit） ；當 α=e，相應的信息量單位為奈特（Nat） ；當 α=10，相應的信息量單位為哈特（Hart） ；顯然，當隨機事件 x 發(fā)生的先驗概率 P(x)大時，算出的 I(x)小，那么這個事件發(fā)生的可

6、能性大，不確定性小，事件一旦發(fā)生后提供的信息量也少。必然事件的 P(x)等于 1， I(x)等于 0，所以必然事件的消息報導，不含任何信息量；但是一件人們都沒有估計到的事件（P(x)極?。?，一旦發(fā)生后，I(x)大，包含的信息量很大。所以隨機事件的先驗概率，與事件發(fā)生后所產(chǎn)生的信息量，有密切關系。I(x)稱 x 發(fā)生后的自信息量，它也是一個隨機變量。現(xiàn)在可以給“熵”下個定義了。信息量計算的是一個信源的某一個事件（X）的自信息量，而一個信