空间冗余
空间冗余
从信息论的观点来看,描述信源的数据是信息和数据冗余之和,即:数据=信息+数据冗余。空间冗余是图像数据中经常存在的一种数据冗余,是静态图像中存在的最主要的一种数据冗余。
定义
同一景物表面上采样点的颜色之间通常存在着空间相关性,相邻各点的取值往往相近或者相同,这就是空间冗余。例如,图像中有一片连续的区域,这个区域的像素都是相同的颜色,那么空间冗余就产生了。
实例分析
先来欣赏以下两幅图像。
上面两幅图像的长度(mm)、宽度(mm)是一样的。我们知道组成图像的最基本单元是像素,那么这两幅图像中,哪一幅包含的像素点多呢?由分辨率决定!是的,分辨率的定义是单位长度内包含的像素点的数量。因此,在分辨率相同的情况下,上面两幅图像所包含的像素点是一样多的。于是,如果基于离散像素采样的话,那么可以发现:由于第2幅图像的背景的所有像素点都是相同的颜色,所以,跟第1幅图像相比,第2幅图像采集到的数据中有大量是重复的。这些重复的数据就表现为空间冗余。
处理技术
那么,对图像的空间冗余我们通常采用什么办法进行处理呢?DCT(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)编码压缩技术!DCT可以对图像的空间冗余进行有效的压缩,它是MPEG(Moving Picture Experts Group,运动图象专家组)压缩编码的基础。DCT是正交变换编码中的一种,它将空间域上的图像变换到频率域上进行处理。
图像的空间相关性表示相邻像素点取值变化缓慢。从频域的观点看,意味着图像信号的能量主要集中在低频附近,高频信号的能量随频率的增加而迅速衰减。事实上,图像信号变换越慢,则其高频分量越少。典型的如彩场信号,彩场整屏像素都相同,只有一个直流分量。图像信号变换越快,细节越丰富,则对应高频分量越多,但能量还是主要集中在低频分量上。通过频域变换,可以将原图像信号用直流分量及少数低频交流分量的系数来表示,从而有效地对图像的空间冗余进行了压缩,这就是DCT方法,它属于有损压缩。(有损压缩是指使用压缩后的数据进行重构即解压缩,重构后的数据与原来的数据有所不同,但是不会让人们对原始资料所表达的信息造成误解。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,但不影响观看。)
参考资料
最新修订时间:2022-08-25 10:13
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概述
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