图像压缩原理简介之H.261H.263

第一篇：图像压缩原理简介之H.261H.263

H.261概述

该标准由CCITT于1988至1990间发展制定。

应用于ISDN电话线的视频会议，可视电话等。

ISDN的基本速率为64kbps，可以使用多路复用(p×64kbps)。

解码序列如下：

图像帧类型为 CCIR 601 CIF（352×288）和 QCIF（176×144），信号色度格式4:2:0。

两种帧编码类型：帧内编码 Intraframes(I-frames)和帧间编码 Interframes(P-frames)。

帧内编码的 I-frames主要使用JPEG的技术。

帧间编码的 P-frames使用与前一帧（预测帧，predicted frame）的差值进行编码，因此当前帧依赖于前一帧。

I-frame可以作为随机读取点。

帧内编码(Intra Frame Coding)

下图显示了帧内编码的流程，和JPEG编码过程基本一致。

宏块(macroblock)为原始图像里16×16像素区域。

在4:2:0格式中，一个宏块对应4个亮度块(Y block)，1个Cr块，1个Cb块（Cr block & Cb block，子采样后的色度信号块）

对所有DCT系数用常数值进行量化（即，没有JPEG标准里的量化表）

帧间编码(Inter-frame(P-frame)Coding)

帧间编码的基本思路如下图所示：

上图中：

参考图像(reference image)指前面（已编码）的图像。

目标图像(target image)指当前要编码的图像

在帧间编码中，关键过程称为运动估值(motion estimation)，对于当前目标图像中的某一宏块，在参考图像中寻找与之最相似的宏块(best match)，然后对他们的差值进行和帧内编码类似的编码。

这样作的好处是得到的差值矩阵比较小，编码需要的比特量业也比较小。但是这里还要传送最匹配宏块和当前编码宏块之间相对位置的信息，这里称为运动向量(motion vector)。

两点补充：

1.这里用解码后的图像(decoded image)作为参考图像，而不用原始图像。

2.一般使用“平均绝对差值”(MAD: Mean Absolute Difference)作为判断最匹配块的标准。也可以使用“均方差”(MSE: Mean Squared Errow)

细节：如何对宏块编码

很多宏块能匹配得很好，传送每个宏块在图像中的地址--> Addr

有时找不到合适的匹配，这时传送帧内编码块(INTRA block)--> Type

若想调制量化以得到更好的压缩效果，传送量化值-->Quant

运动向量-->vector

宏块中，某些块匹配很好，其他则较差。这时传送bitmask，用来表示显示哪些块(CBP: Coded Block Pattern)。

象JPEG一样，传送各块。(4 Y, 1 Cr, 1 Cb)

H.261比特流结构

很多宏块能匹配得很好，传送每个宏块在图像中的地址--> Addr

有时找不到合适的匹配，这时传送帧内编码块(INTRA block)--> Type

若想调制量化以得到更好的压缩效果，传送量化值-->Quant

运动向量-->vector

宏块中，某些块匹配很好，其他则较差。这时传送bitmask，用来表示显示哪些块(CBP: Coded Block Pattern)。

象JPEG一样，传送各块。(4 Y, 1 Cr, 1 Cb)

H.261比特流结构

H.261中的难点问题 1.运动向量搜

当前目标图像中待编码宏块C，其右上角坐标为(x,y)，则该宏块中像素为C(x+k,y+l)

参考图像内，右上角坐标(x+i,y+j)的参考宏块R内像素为R(x+i+k,y+j+l)

下式求绝对误差平均值(MAE: Mean Absolute Error)：

运动向量搜索的目标就是寻找一个MAE值最小的参考宏块，其对应向量(u,v)为运动向量。

全搜索(Full Search Method)

1.对参考图像内范围为[-p,p]搜索区域的所有可能宏块进行搜索。

2.全搜索方法的运算量为：

设对比每个像素需要3次操作：减法、求绝对值，相加。当搜索范围(p)较大时，全搜索算法的运算量相当大，因此需要各种快速算法。

二维对数搜索。(Two-Dimensional Logarithmic Search)

类似于binary search，在一个范围为[-p/2, p/2] 的窗口内对九个点进行初始的MAE计算（如下图所示）

1.在上述九点求出的MAE中，找出最小的一个。

2.以该点为中心，用上一步搜索范围的一半形成新的搜索区域，对新的九点进行搜索。

3.重复上两步，直到搜索区范围为一个像素。

层次化运动估值(Hierarchical Motion Estimation)

1.对目标图像和参考图像，生产若干低分辨率的版本。2.对最低分辨率版本搜索运动向量。

3.由低分辨率向高分辨率，逐级修改运动向量。（在每一级进行小范围搜索，最后得到的运动向量可能很大）

各种快速算法运算量大大小于全搜索算法，但搜索结果要比全搜索算法差，全搜索算法得到全局极小点，而快速算法可能只能找到局部极小点。以下是各种算法性能比较：

2.误差传递(Propagation of Errors)

不能有太多连续的P帧。

在比较时（求MAD时），参考帧使用解码帧。3.比特率控制(Bit-rate Control)

基于“缓冲器充满程度”(buffer fullness)进行简单的反馈控制。

若缓冲器太满，增加量化比例因子来降低数据量。H.263 H.263是1996年3月发表的，针对低码率应用的视频压缩标准。和h.261一样，该标准对帧内压缩

采用transform 编码，对帧间压缩采用预测编码 改进：

半象素精度运动补偿

无限制运动向量

Syntax-based arithmetic coding 先进的预测，PB帧

除了CIF和QCIF，H.263还支持SQCIF，4CIF和16CIF 以下是H.261/H.263支持的视频格式：

第二篇：管理学原理简答精华压缩

1、计划工作程序：

①估量机会②确定目标③确定前提条件④确定可供选择的方案⑤评价各种方案⑥选择方案⑦制订派生计划⑧用预算形式使计划数字化。

2、内部提升制优缺点： 优点：1.由于对机构中的人员有较充实可靠的资料，可了解候选人的优缺点，以判断是否适合新的工作。2.组织内成员对组织的历史和现状比较了解，能较快地胜任工作。3.可激励组织成员的进取心，努力充实提高本身的知识和技能。4.工作有变换机会，可提高组织成员的兴趣和士气，使其有一个良好的工作情绪。5.可使过去对组织成员的训练投资获得回收，并判断其效益如何。缺点：1.所能提供的人员有限，尤其是关键的管理者，当组织内有大量空缺职位时，往往会发生“表黄不接”的情况。2.会造成“近亲繁殖”。3.组织内没有被提升到的人的积极性将会受到挫伤。

5、组织工作的内容 ①职位和岗位设计，②组织结构纵向划分③组织结构的横向划分④职权配置⑤纵横两个方面对组织结构进行协调和整和⑥组织变革

6、扁平结构优缺点：扁平的结构的优点（ACD）有利于缩短上下级距离，密切上下级之间的关系，信息纵向流通快，管理费用低，而且由于管理宽度大，被管理者有较大的自由性和创造性，因则有满足感，同时也有得选择和培训下属人员。缺点：但由于不能严密的监督下级，上下级协调较差，管理宽度加大，也增加了同级间相互沟通的困难。

8、科学管理理论要点：

科学管理的中心总是是提高劳动生产率；为了提高劳动生产率，必须为工作配备第一流的工人；要使工人掌握标准化的操作方法，使用标准人的工具、机器和材料，并使作业环境标准化；实行有差别的计件工资制；工人和雇主双方都必须来一次心理革命；把计划职能同执行职能分开，变原来的经验工作方法为科学工作方法；实行职能工长制；在管理控制上实行例外原则。

9、组织工作的基本原理：

目标统一原理；分工协作原理；管理宽度管理；责权一致原理；集权与分权相结合的原理；稳定性与适应性相结合的原理。

13、团队给个人带来的好处：问题解决技能的提高；个人交往能力的提高；对业务过程理解的加深；培养未来领导角色的新技能；工作生活质量的提高；满足感和认同感；感觉自己参与团队完成的事情远远大于个人所能等。

14、非正式沟通的特点：①消息越新鲜，人们谈论得就越多，②对人们工作有影响的，最容易招致人们谈论，③最为人们所熟悉者，最多为人们谈论，④在工作上有关系的人，往往容易被牵扯到同一传闻中去，⑤在工作中接触多的人，最可能被牵扯到同一传闻中去。

15、目标管理的特点：目标管理工作是参与管理的一种形式。强调“自我控制”。促使下放权力。注重成果第一的方针。还力求组织目标与个人目标更密切地结合在一起，以增强员工的工作满足感。

16、霍桑试验的阶段及结论： 阶段：

1、工场照明试验。

2、继电器装配室试验。

3、大规模的访问与普查。

4、电话线圈装配工试验。结论：

1、职工是“社会人

2、企业中存在着”非正式组织“

3、新型的领导能力在于提高职工的满足度

4、存在着霍桑效应

17、目标的作用：1.为管理工作指明方向 2.激励作用 3.凝聚作用4.是考核管理人员和员工绩效的客观标准

18、目标管理的局限性：1.对目标管理的原理和方法宣传的不够2.没有把指导方针向拟定目标的管理人员讲清楚3.目标难以确定 4.目标一般是短期的5.不灵活的危险

9、企业核心能力表现在： 1.具有建立电子商务网络和系统的机能 2.迅速把新产品投入市场的能力3.更好的售后服务能力 4.生产制造高质量产品的技能5.开发产品特性方面的创新能力

6.对市场变化做出快速反映7.准确迅速满足顾客订单的系统 8.整合各种技术创新产品的技能

19、组织工作的内容：1.组织职位设计 2.组织结构纵向划分 3.组织结构横行划分4.职权配制 5.组织结构的协调 6.组织结构的调整

13、直线型组织结构的优缺点：

优点：1.结构比较简单 2.责任与职权明确

缺点：1.组织规模较大、业务复杂时，管理职能由一个人承担比较困难。

2.当全能管理者离职时，很难找到适当的人去替代。3.部门间协调性差。

18、实现员工活性化的途径：

1.营造促进活性化的文化 2.组织职位的成功设计3.选拔适合活性化文化的员工

4.对员工进行不懈的培训和教育5.建立促进活性化的考核评价制度 20、委员会管理的优点：1.集思广益 2.协调 3.防止职权过于集中4.下级参与管理 5.加强沟通

6.代表集团利益7.有利于管理者的成长

18、决策的具体内容：1.决策要有明确的目标。2.决策要有两个或两个以上的可行方案。3.决策要做分析评价。4.决策要进行优选。5.决策要进行实施的。

决策的作用1.决策是管理的基础和核心。2.决策是管理者的首要工作和基本职能。3.决策在管理中起着决定性的作用。

19、组织的特点：1.组织要有既定目标2.组织要进行分工与合作3.组织要有权债制度。

组织工作是指根据一个组织的目标，将实现组织目标所必须进行的各项活动和工作加以分类和归并，设计出合理的组织结构，配备相应人员，分工授权并进行协调的过程。

20、组织变革的类型：1.战略性变革2.结构性变革3.流程主导性变革4.以人为中心的变革

21、从定义上区别领导与领导者：领导是指挥、带领、引导、鼓励和影响组织成员或群体为实现目标而努力的过程。领导者是指能够影响他人，并拥有管理权利实现领导活动过程的人

22、控制工作的类型：1.前馈控制2.现场控制3.反馈控制。控制工作的要求：1.适应性的要求2.及时性要求3.灵活性的要求4.经济性的要求

23、预算控制系统必须具有灵活性。预算控制系统具有准确性。预算控制系统提供的信息必须客观、及时、精确。

管理创新的原则：1.目的性原则2.系统性原则3.注重性原则4.反向思维原则5.综合交叉原则

一、何谓目标管理?它的主要特征与基本内容有哪些?

所谓目标管理，是管理者在管理过程中，通过制定、控制和评价管理目标，对全部活动实施有效管理的一种科学方法。特点：1.目标的整体性2.目标的激励性3.重视最终成果4.应变性 基本内容：

1.定总目标和方针。2.据总目标和方针，自上而下地依次制定单位内部各部门目标和个人目标。3.委任权限，制定措施，执行目标，并检查目标执行情况，保证目标最终实现。

第三篇：实验四图像压缩编码介绍

系： 信息与机电工程系 专业： 电子信息工程 年级： 2013级 姓名： 学号： 136710093 实验课程： 数字图像处理 实验室号：_ 实验设备号： 实验时间： 2015.6.16 指导教师签字： 成绩：

实验四 图像压缩编码

一、实验目的

1.了解有关数字图像压缩的基本概念 2.理解有损压缩和无损压缩的概念； 3.理解图像压缩的主要原则和目的；

4.了解几种常用的图像压缩编码方式。5.进一步熟悉DCT的概念和原理；

6.掌握对灰度和彩色图像作离散余弦变换和反变换的方法； 7.掌握利用MATLAB软件进行图像压缩。

二、实验原理

1、图像压缩原理

图像压缩主要目的是为了节省存储空间，增加传输速度。图像压缩的理想标准是信息丢失最少，压缩比例最大。不损失图像质量的压缩称为无损压缩，无损压缩不可能达到很高的压缩比；损失图像质量的压缩称为有损压缩，高的压缩比是以牺牲图像质量为代价的。压缩的实现方法是对图像重新进行编码，希望用更少的数据表示图像。

信息的冗余量有许多种，如空间冗余，时间冗余，结构冗余，知识冗余，视觉冗余等，数据压缩实质上是减少这些冗余量。高效编码的主要方法是尽可能去除图像中的冗余成分，从而以最小的码元包含最大的图像信息。

编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，从信息论角度出发可分为两大类。

（1）.冗余度压缩方法，也称无损压缩、信息保持编码或嫡编码。具体说就是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。

（2）信息量压缩方法，也称有损压缩、失真度编码或烟压缩编码。也就是说解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。

应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分为以下3类：

（1）无损压缩编码种类

哈夫曼（Huffman）编码，算术编码，行程（RLE）编码，Lempel zev编码。（2）有损压缩编码种类 预测编码，DPCM，运动补偿；

频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码； 空间域方法：统计分块编码； 模型方法：分形编码，模型基编码；

基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。

有JBIG，H261，JPEG，MPEG等技术标准。

本实验主要利用MATLAB程序进行离散余弦变换（DCT）压缩。

2、离散余弦变换(DCT)图像压缩原理

离散余弦变换DCT在图像压缩中具有广泛的应用，它是JPEG、MPEG等数据压缩标准的重要数学基础。

和相同图像质量的其他常用文件格式(如GIF(可交换的图像文件格式)，TIFF(标签图像文件格式)，PCX(图形文件格式))相比，JPEG是目前静态图像中压缩比最高的。JPEG比其他几种压缩比要高得多，而图像质量都差不多(JPEG处理的图像只有真彩图和灰度图)。正是由于其高压缩比，使得JPEG被广泛地应用于多媒体和网络程序中。JPEG有几种模式，其中最常用的是基于DCT变换的顺序型模式，又称为基本系统(Baseline)。

用DCT压缩图像的过程为：

(1)首先将输入图像分解为8×8或16×16的块，然后对每个子块进行二维DCT变换。

(2)将变换后得到的量化的DCT系数进行编码和传送，形成压缩后的图像格 式。

2-DCT变换公式如下：

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）—输入/输出图像取样值（基准系统的取值为[-128，127]）； C(u,v)—DCT系数（基准系统中C（u,v）的取值范围为[-1023，1023]）；

12u0C（u)u0112v0C（v)v01C（0，0）代表DC系数，其余63个为AC系数。用DCT解压的过程为：

(1)对每个8×8或16×16块进行二维DCT反变换。

(2)将反变换的矩阵的块合成一个单一的图像。

余弦变换具有把高度相关数据能量集中的趋势，DCT变换后矩阵的能量集中在矩阵的左上角，右下的大多数的DCT系数值非常接近于0。对于通常的图像来说，舍弃这些接近于0的DCT的系数值，并不会对重构图像的画面质量带来显著的下降。所以，利用DCT变换进行图像压缩可以节约大量的存储空间。压缩应该在最合理地近似原图像的情况下使用最少的系数。使用系数的多少也决定了压缩比的大小。

在压缩过程的第2步中，可以合理地舍弃一些系数，从而得到压缩的目的。在压缩过程的第2步，还可以采用RLE和Huffman编码来进一步压缩。

三、实验步骤

1.打开计算机，启动MATLAB程序；

2.调入实验数字图像，并进行数据的DCT编码压缩处理；

3.对图像分别给出保留1个、2个、3个、….、20个DCT变换系数的解压缩结果，这可调整矩阵的mask中1的个数实现，你认为保留几个系数时，图像的恢复效果可以接受，通过观察，给出结论。

4.记录和整理实验报告

四、实验仪器

1计算机； MATLAB、Photoshop等程序； 3移动式存储器（软盘、U盘等）。4记录用的笔、纸。

五、实验程序 DCT编码压缩处理

RGB = imread('C:UserslenovoDesktopbb.jpg');%读取图像 I = rgb2gray(RGB);%将其转为灰度 J = dct2(I);%进行二维离散余弦变换

imshow(log(abs(J)),[]), %显示出变换后的图像，此时能量集中在左上角 colormap(jet(64)), colorbar %建立颜色模板

J(abs(J)< 10)= 0;%将DCT变换结果中绝对值小于10的系数舍弃 K = idct2(J);%idct2重构图像 figure,imshow(I,[0 255]);figure,imshow(K,[0 255])DCT变换系数的解压缩

I=imread('C:UserslenovoDesktopbb.jpg');%读入原图像； I = rgb2gray(I);I=im2double(I);%将原图像转为双精度数据类型； T=dctmtx(8);%产生二维DCT变换矩阵

B=blkproc(I,[8 8],'P1*x*P2',T,T');%计算二维DCT，矩阵T及其转置T’是DCT函数P1*x*P2的参数 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，用来压缩DCT系数，只留下DCT系数中左上角的10个

B2=blkproc(B,[8 8],'P1.*x',Mask);%只保留DCT变换的10个系数 I2=blkproc(B2,[8,8],'P1*x*P2',T',T);%逆DCT，重构图像 Subplot(1,2,1);Imshow(I);title('原图像');%显示原图像 Subplot(1,2,2);Imshow(I2);title('压缩图像');%显示压缩后的图像

六、实验报告内容 DCT编码压缩处理

2.DCT变换系数的解压缩

根据改变mask里面1的各数来改变图片压缩程度 这是原有程序1的个数

1少的个数

1多的个数

七、思考题

1.简述离散余弦变换（DCT）编码的原理。

视频编码和图像编码的对象主要是自然视频信号、图像信号或其预测残差(包括帧内和帧间)信号。号在空间域上的相关性己部分减弱，但是统计数据表明，在某些情况下残差数据之间仍有其较强的相关性。所以类似于图像信号和视频信号，残差信号也需要进行一定的处理。这种去除相关性的处理过程就是变换编码过程。

2.有损压缩和无损压缩的区别和联系。

利用有损压缩技术可以大大地压缩文件的数据，但是会影响图像质量，使用了有损压缩的图像仅在屏幕上显示，可能对图像质量影响不太大，至少对于人类眼睛的识别程度来说区别不大。如果要减少图像占用内存的容量，就必须使用有损压缩方法。无损压缩方法的优点是能够比较好地保存图像的质量，但是相对来说这种方法的压缩率比较低

3.图像中哪些信息是主要的，哪些信息是次要的？

需要传达给别人的部分是主要的。其他是次要的。例如肖像图片，肖像部分是主要的，其背景是次要的。为了证明当时的场景，场景就是主要的了，而人物就变成次要的。描述风景，人物是次要的，背景是主要的。主要和次要是相对的。没有绝对的主要，也没有绝对的次要。

第四篇：压缩天然气的简介

压缩天然气的简介

压缩天然气（Compressed Natural Gas,简称CNG）是天然气加压并以气态储存在容器中。压缩天然气除了可以用油田及天然气田里的天然气外，还可以人工制造生物沼气（主要成分是甲烷）。

压缩天然气与管道天然气的组分相同,主要成分为甲烷（CH4）。CNG可作为车辆燃料使用。LNG（Liquefied Natural Gas）可以用来制作CNG，这种以CNG为燃料的车辆叫做NGV（NaturalGasVehicle）。液化石油气

（Liquefied Petroleum Gas,简称LPG）经常容易与LNG混淆，其实它们有明显区别。LPG的主要组分是丙烷（超过95%），还有少量的丁烷，LPG在适当的压力下以液态储存在储罐容器中，被用作民用燃料和车辆燃料。压缩天然气的应用

压缩天然气是一种最理想的车用替代能源，其应用技术经数十年发展已日趋成熟。它具有成本低，效益高，无污染，使用安全便捷等特点，正日益显示出强大的发展潜力。天然气加气站一般分为三个基本类型，即快速充装型，普通（慢速）充装及两者的混合型。

压缩天然气还应用于城市燃气事业，特别是居民生活用燃料。随着人民生活水平的提高及环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气（管道天然气）作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。压缩天然气的不足

用CNG做为汽车燃料，虽减轻了对大气的污染，但由于天然气本身就是开采时日不多的资源加上现在城市生活的主要能源，本来就不丰富，再用在汽车上，就更加不足了。这样做还不如充分利用这匮乏的石油资源。况且现阶段石油作为汽车等的能源的现象不能改变。

另一方面，压缩天然气本身就含有大量甲烷，甲烷是造成温室效应的气体之一，同时也会破坏臭氧（O3，也是温室效应气体之一），如果泄露危害也是极大的。甲烷燃烧生成水和二氧化碳，水虽然无害，但从化学式上看生成的二氧化碳数量相当可观，二氧化碳又是温室效应气体之一。压缩天然气的优势

天然气每立方燃烧热值为8000大卡至8500大卡，压缩天然气的比重为

2.5公斤/立方米，每公斤天然气燃烧热值为20000大卡。每公斤液化气燃烧热值为11000大卡。这样可看出一立方天气燃烧热值是石油液化气的2倍。每瓶石油液化气重14.5公斤,总计燃烧热值159500大卡,相当于20立方天然气的燃烧热值。所以，天然气比石油液化气更具有经济优势。

第五篇：不动点和压缩影射的原理及其应用

不动点和压缩影射的原理及其应用

摘要 ：学习了数学分析中一些不动点问题的解题方法和递推数列的极限，将不动点和压缩映像原理运用到求一些极限问题中，使我们更容易去解决关于数列极限存在性和如何快速求出极限的值。

关键词：不动点压缩影射递推数列应用

自从波兰数学家巴拿赫在1992年提出了有关压缩映像在完备的度量空间必然存在唯一的不动点的一些理论。而后，许多数学工作者投入的大量的时间来研究，并取得了一些丰硕的成果。今天，不动点和压缩映像原理在我们日常生活中运用十分广泛。不动点原理在数学分析，常微方程，积分方程等很多地方都有它的应用。而压缩映像可以用于证明一些简单的隐函数存在定理，特别是在求一些递推数列中。然而在不少数学分析教材中一般不介绍它，这给我们带来许多问题的困扰。建议老师将它放在微分中值定理和数列柯西收敛准则后学习，这样可以让学生更进一步了解泛函分析。

1不动点和压缩映像定义及原理

定义1设X为一个非空集合，映射T是X到X的一个映射，如果存在x*X使得Tx*=x*

则称x *是T的一个不动点。

定义2设X是度量空间，T是X到X中的映射，如果存在一个数c，0