3.1.4数据压缩的性能指标（课件）-《多媒体技术应用》同步教学（高教版）

如果没有数据压缩技术，我们就没法用 WinRAR 为 Email 中的附件瘦身；如果没有数据压缩技术，市场上的数码录音笔就只能记录不到 20 分钟的语音；如果没有数据压缩技术，从 Internet 上下载一部电影也许要花半年的时间…… This chapter 多媒体数据压缩技术 1 数据压缩的性能指标 contents 数据压缩技术概述 本节内容 1. 压缩率 2. 压缩速度 3. 恢复效果 4. 算法复杂度和延时 主要有压缩率、压缩速度、恢复效果，其次也需考虑算法复杂度和延时问题。 1.压缩率：压缩的倍数也称压缩率，通常有两种衡量方法：一是有压缩前与压缩后总数据量之比来表示。 例如一幅1024×768像素点组成的黑白图像，没像素具有8bit，通过使其分辨率降低为512×384，有经数据压缩使每个像素平均仅用0.5bit，则压缩倍数为64位，或称其压缩率为1:64。 二是将任何非法压缩算法产生的效果（降低分辨率、帧率等）排除在外，用压缩后的比特流中每个像素的平均比特数来表示，例如以15000存储一幅256×240的图像，压缩率为（15000×8）/（256×240）=2比特/像素。 2.压缩速度：压缩速度是衡量数据压缩的重要指标，简单而言就是指的压缩的快慢。 （1）对称性（symmetric）压缩编码是指压缩和解压缩占用相同的计算处理能力和时间，其适合实时压缩和传送视频数据，如实时视频会议。 （2）不对称（asymmetric）压缩编码一般是先把视频压缩处理好，然后再播放。一般而言，压缩的时间远大于回放的时间，如一段3分钟的视频压缩需要十多分钟，而回放只需3分钟。这类压缩编码多用在电子出版和其他多媒体中。 （3）压缩计算量：数据压缩是需要大量的计算。通常压缩的计算量都比解压的计算量大。如MPEG的压缩编码计算量约为解码的4倍。在MPEG中规定水平方向的像素小于等于768，垂直刚想小与等于576,。对于352×240的图像，就有1320个8×8的图像块，计算这样一幅图像的DCT变换需126720次乘运算和63880次加法运算。实时计算30帧/秒的黑白图像，仅DCT变换就需要数倍于一帧图像计算量。若是彩色图像，计算量更大。 压缩的速度不仅与采用的压缩方法有关，而且与快速算法的计算量有关，如果在算法上有较大的突破，无疑将对多媒体的开发与应用产生很大的影响。 主观评估是一种通过具体的算法来统计多媒体数据压缩结果的评估方法。具体做法是：由若干对所观察的重建图像按照很好、好、尚可、不好、坏等五个等级评分，然后计算出平均分数。 3.恢复效果：常采用客观评估和主观评估两种方法。 客观评估是通过一种具体的算法来统计多媒体数据压缩结果的损失。例如采用纯误差测度，即原始图像与恢复图像之间的简单数学统计差别。尽管这种方法将误差量化表达，但并不能反映观察者对误差的视觉感知。 $$