多媒体制作常见数据压缩方法多媒体数据压缩节能

多媒体制作常见数据压缩方法 多媒体数据压缩技术标准

由于多媒体数据量巨大，例如，一分钟的声音信号约为：660KB~10MB；一幅800*600的真彩色图像约为1.4MB；一秒钟全活动视频画面约为22MB。在未压缩的情况下，实现动态视频及立体声的实时处理，对目前的微机来说是无法实现的。因此，在进行多媒体制作时必须对多媒体信息进行实时压缩和解压缩，多媒体数据压缩技术是多媒体技术中非常重要的技术之一。 数据压缩可以降低对磁盘空间、传输带宽的资源需求。在多媒体技术领域中，数据压缩(data compression)是指通过特定的数据编码方式将数据转换为另外一种存储形式的过程。与压缩相对应的是数据还原。数据还原是指将压缩编码的数据还原为原始数据的过程。下面，首先讲解常见的压缩方法和标准的特点。

常见的多媒体数据压缩方法 目前，多媒体设计与制作有许多数据压缩方法。根据还原后的数据与压缩前的原始数据是否相同，可以把数据压缩方法分为有损压缩方法和无损压缩方法两种。 无损压缩方法(lossless compressio这和我国目前的经济增长主要由投资驱动有关n)是指还原后的数据与压缩前的原始数据是完全相同的，压缩过程中没有丢失原始数据的信息。无损压缩算法在很多领域都是必需的，例如记载有财务数据的电子表格、合同文本、可执行程序等数据在压缩过程中都不能丢失任何数据。常见的无损压缩算法包括：行程编码算法(run-length encoding，RLE)、LZW压缩算法(Lempel-Ziv-Welch Encoding)、BWT变换法(Burrows-Wheeler transform，BWT)、部分匹配预测法(prediction by partial matching，PPM)、动态马尔可夫压缩法(dynamic Markov compression，DMC)、Huffman编码法(Huffman coding)、算术编码法(arithmetic coding)、Golomb编码法(Golomb coding)、无损分布式信源编码压缩法(lossless distributed source coding，无损DSC)等。 有损压缩方法(lossy compression)是指还原后的数据与压缩前的原始数据不相同，数据中的部分信息在压缩过程中损失了。例如，JPEG图像是指采用JPEG编码方式进行存储的图像数据，JPEG编码方式就是一种有损压缩方法。有损压缩方法应用于那些允许信息有一定失真的领域。有损压缩方法可以达到比较高的压缩比，因此，大多数的图像、音频、视频格式为了达到高压缩比，采用了有损压缩方法。在有损压缩方法中，能够达到的压缩程度往往与初始数据的类型相关，压缩比通常在10:1至100:1之间。常见的有损压缩算法主要有离散余弦变换法(discrete cosine trsnsform，DCT)、分形压缩法(fractal compression)、小波压缩法(wavelet compression)、向量量化法(vector quantization)、线性预测编码法(linear predictive coding)、有损分布式信源编码压缩法(lossy distributed source coding，有损DSC)等。 多媒体数据压缩技术标准 1、静止图像压缩标准JPEG JPEG是Joint Photographic Experts Group(静态图像专家组)的简称，是静态图像压缩方法，是Internet上使用最为广泛的图像格式。这是一种有多种压缩程度的有损压缩方法，其文件名后缀包括.jpg、.jpeg等。该图像格式于1994年成为ISO 标准。该标准采用了多种压缩方法，主要包括DCT、向量量化法和Huffman编码法等。目前，JPEG是Internet上流行最为广泛的静态图像格式。JPEG2000是静态图像专家组于2000年发布的静态图像压缩格式，这种格式主要采用了基于小波的压缩算法。与JPEG相比，JPEG2000图目前像格式在性能上有了很大的提高。其文件名后缀包括.jp2、.jpx等，标准号是ISO/IEC 15444。目前，JPEG2000在Internet上的应用还没有得到大多数浏览器的支持。 2、运动图像压缩标准MPEG 视频图像压缩的一个重要标准是MPEG（运动图像专家组）于1990年形成的一个标准草案（简称MPEG标准），它兼顾了JPEG标准和CCITT专家组的H.261标准，其中MPEG-1标准是针对传输速率为1Mbit/s到1.5Mbit/s的普通电视质量的视频信号的压缩；MPEG-2标准的目标则是对每秒30帧的720*572分辩率的视频信号进行压缩；在扩展模式下，MPEG-2可以对分辩率达1440*1152高清晰度电视（HDTV）的信号进行压缩。 MPEG标准分成MPEG视频、MPEG音频和视频音频同步三个部分。 3、视频通信编码标准H.261 数字视频音频的主要压缩标准是MPEG(Moving Picture Experts Group，动态图像专家组)。该组织发布了一系列有关数字视频音频的标准。MPEG-1是MPEG组织制定的第一个视频和音频有损压缩标准。MPEG-1音频分三层，其中第三层协议被称为MPEG-1 Layer 3，简称MP3。目前MP3已经成为流行的音频压缩技术。为了提高压缩性能，MPEG标准使用了多种压缩算法和技术，例如视频压缩编码技术主要利用了具有运动补偿的帧间压缩编码技术以减小时间冗余度，利用DCT技术以减小图像的空间冗余度，利用熵编码在信息表示方面减小了统计冗余度。 在多媒体产业的形成和发展过程中，数据压缩技术及其标准化工作虽然取得了长足进展，但它仍处在研究和发展阶段，依然是多媒体制作的一个重要研究领域。不断探索和研究压缩比高、实现简单、质量完美的数据压缩方法仍是今后多媒体研究的一个重要课题，而且还有更长更艰巨的路要走。（一品威客 anyi）