数据压缩实验报告4 DPCM编码

1.DPCM编码原理
DPCM是差分预测编码调制的缩写，是比较典型的预测编码系统。在DPCM系统中，需要注意的是预测器的输入是已经解码以后的样本。之所以不用原始样本来做预测，是因为在解码端无法得到原始样本，只能得到存在误差的样本。因此，在DPCM编码器中实际内嵌了一个解码器，如编码器中虚线框中所示。
2.部分关键代码
（1）量化

unsigned char quantization(int bits, int x) 
{
	int k = 0;
	switch (bits) 
	{
	case 1:
		k = (int)((x + 255) / 255.5);
		break;
	case 2:
		k = (int)((x + 255) / 127.75);
		break;
	case 4:
		k = (int)((x + 255) / 31.9375);
		break;
	case 8:
		k = (int)((x + 255) / 2.0);
		break;
	default:
		cout << "error" << endl;
		exit(0);
		break;
	}
	return (unsigned char)temp;

（2）反量化

int inverse_quantization(int bits, unsigned char x)
 {
	int k = (int)x;
	switch (bits)
	 {
	case 1:
		k = (int)((k * 255.5 + 127.75) - 255 + 0.5);
		break;
	case 2:
		k = (int)((k * 127.5 + 63.75) - 255 + 0.5);
		break;
	case 4:
		k = (int)((k * 31.9375 + 15.96875) - 255 + 0.5);
		break;
	case 8:
		k = (k * 2) - 255;
		break;
	default:
		cout << "error" << endl;
		exit(0);
		break;
	}
	return k;
}

（3）DPCM编码

    for (int j = 0; j < h; j++)
     {
        for (int i = 1; i < w; i++)
        {
            ybuff_pre_d[j * w + i] = ybuff[j * Width + i] - ybuff_rebuild[j * w + i - 1];
            ybuff_pre[j * w + i] = quantization(bits, ybuff_pre_d[j * w + i]);
            int k;
            k = ybuff_rebuild[j * w + i - 1] + inverse_quantization(bits, ybuff_pre[j * w + i]);
            if (k > 255)
                k = 255;
            else if (k < 0)
                k = 0;
            ybuff_rebuild[j * w + i] = (unsigned char)k;
         }
     }

（4）计算PSNR

double psnr(int bits, int w, int h, int* x) 
{
	double psnr = 0;
	double mse = 0;
	for (int i = 0; i < w * h; i++) 
		mse += pow(*(x + i), 2);
	mse = mse / (w * h);
	psnr = 10 * log10(pow((pow(2, bits) - 1), 2) / mse);
	return psnr;
}

3.实验结果图（左边为原始图像，中间为预测误差图像，右边为重建后的图像）


（后续的Huffman编码捣鼓了半天没弄出来，目前只能先写到这里了）