基于图像压缩与编码技术的研究

方小艳+宁艳艳

摘要：随着科技的发展和社会的进步，人们对于物质，在追求质的同时对于物的“体”也朝着小的方向发展，基于此，图像压缩和编码技术应用而生，图像压缩，顾名思义，就是利用一定的技术，在保证图像质量的情况下，图像所占的空间更少，将图像利用图像压缩技术处理之后，不仅减轻了设备图像储存空间，之外，在利用互联网对图像进行传输和处理时，更加快捷，方便。但是对于图像压缩技术和编码技术，人们对其了解的还是少之又少，基于此，在本文，笔者对其以原理和我们在日常常用的图像压缩和编码技术方法进行简单的介绍。

关键词：图像压缩；编码技术；常用编码方法；压缩技术

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）01-0073-01

图像压缩和编码技术可以说是多媒体计算机的附属产品，当前的多媒体以及信息高速公路提供的信息已无法满足人们的需求，进而对信息数据的储存空间和传输速度提出了更好的要求，但是这一高容量，高速传播的要求和现阶段我国有限宽带发展形成一矛盾，这一矛盾体的存在也带来一系列的恶性连锁反应，例如图像的发展受到了极大的制约。

1 图像压缩编码原理

对于图像压、缩编码技术的工作原理，笔者为使原理更加通俗易懂，在本文，笔者以图文结合的形式呈献给读者。如图1所示。从图1中我们不难发现，将图像信号进行压缩的第一步是利用不同的编码器对不同的图像进行处理，处理完毕之后，在将图像信号送入传输信道，之后就是接收端完成图像压缩的逆过程，逆过程的完成需要三种仪器的参与：信息保持编码器、信息非保持编码器以及PCM密码器。在对图像进行压缩编码时，不能对图像任意编码，而是要根据图像本身的结构和性质，之外，在对其进行编码时，还要考虑图像的视觉效果等。

图像在进行处理的过程中，相邻的两个步骤之间必定存在一定的相关性，但是有的相关性是我们所需要的，有的相关性是我们不需要的，对于那些我们不要的相关性，不仅占用了大量的内存，而且在图像的传送的过程还会影响传送速度。为此工作人员可以利用一定技术将无用的相关性消除，消除相关性的过程就是数据压缩的过程。

所谓的信息非保持编码，就是经过数据压缩得出的图像和压缩之前所得到的图像有一定的差异，但是其差异是人用肉眼观察不到的，即不影响图像的视觉效应。所以，和利用信息保持编码对图像进行处理相比，信息非保持编码技术对数据压缩的更为彻底，占用的内存更少。

2 图像压缩编码的分类

现阶段，我国的图像压缩编码技术发展相对较为成熟。针对于图像的某一方面的处理采用的方法不同，例如在对的图行清晰度进行处理时，采用的方法有信息保持编码、保真编码以及特征提取等。再者，实现方式进行分类也有很多种方法，其中主要方法有三种，一种是概率匹配编码，一种是变换编码，一种是识别编码。对于不同性质的图像，可采用不同的方法，在对图像进行压缩时，可以使用一种压缩技术，也可同时使用多种压缩技术，对图像进行压缩的目的是达到最佳压缩编码效果。

3 常用的图像压缩编码方法

筆者结合多年的工作经验并通过查阅相关的文献资料认为现阶段我们常用的图像压缩编码方法有霍夫曼（Huffman）编码和预测变换编码以及游程长度编码等三种编码方法，在本文，笔者Huffman和预测变换编码这两种技术进行简单的介绍。

3.1 霍夫曼（Huffman）编码

对于这项编码技术，其名称起源于一位人名----霍夫曼。这种方法起源于上个世纪五十年代初，在本文所讲述的三种方法中最为“古老”，其也是较为经典的编码技术。其原理也较为简单：一些信源符号较大图像在进行处理之后转变为较小短的代码，对于一些信号源符号较小的编号，采用较长的代码，这种方法具有针对性，一般而言，主要应用于静止或活动图像编码。

3.2 预测变换编码

和霍夫曼编码技术相比较，预测变换编码技术在工作原理就相对复杂，它主要是利用图像信号的空间和时间冗余这两个特征。具体而言，例如对于像素这一块而言，在看图像像素时，不以当前像素看图片，而是以相邻的像素看当前的像素，当相邻像素作为参考像素时，两者之间肯定存在误差，在利用一定的技术对误差进行处理。预测算法进行编码也具有一定的针对性，且还要根据图形的性质选择合适的预测器。

4 压缩技术

压缩技术主要包括 JPEG压缩、小波变换图像压缩、分形图像压缩以及JEPG2000压缩等。

JPEG压缩技术是常用的压缩技术之一，其具有很强的针对性，其主要应用于计算机静止图像的压缩。利用这种方法对计算机图片进行压缩，不仅可以保证图片质量，还极大的节约了计算机的容量，例如，在没有利用JPEG压缩技术进行压缩之前，像素的容量是24bit，经过JPEG压缩技术处理之后，每个像素仅需1bit。这一技术有很大的优点。例如图像的质量可以得到保障。但是也存在一定的缺陷，例如对压缩比有较高的要求，达不到要求时，图片质量无法保障；而严重时在图片又会产生方块效应。对于小波变换图像压缩，现阶段，其技术已成为国际压缩标准。其原理的核心内容是对图形进行多分辨率分级，其也是现阶段压缩技术研究的热点。

5 结语

在本文，笔者在对图像压缩编码原理进行阐述的基础上分析了图像压缩编码的分类，最后列举了常用的图像压缩编码方法和几种压缩技术，以上便构成笔者在本文所阐述的观点，以期为读者，为相关工作者提供帮助。

参考文献

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[2]彭湃.基于ATI Stream流计算的JPEG图像压缩编码技术的研究[D].中国科学院研究生院，2011.

[3]胡永刚. CCSDS图像压缩算法平面编码技术研究及其FPGA实现[D].西安电子科技大学，2011.