25、图像压缩方法与变换技术详解

图像压缩方法与变换技术详解

1. 直观图像压缩方法

1.1 量化对信号质量的影响

量化对信号质量的影响可以用信号量化噪声比（SQNR）来衡量，其定义为：
[SQNR = 10 \log_{10} \frac{信号功率}{量化误差}]
其中，量化误差是量化信号与原始信号之间的差值。

1.2 比较原始图像和重建图像的方法

另一种比较原始图像和重建图像的方法是生成差值图像并进行视觉判断。直观上，差值图像为 (D_i = P_i - Q_i)，但这种图像很难进行视觉判断，因为其像素值 (D_i) 往往是较小的数字。若像素值为 0 代表白色，这样的差值图像几乎不可见；反之，若像素值为 0 代表黑色，这样的差值图像又太暗而难以判断。更好的结果可以通过以下公式计算得到：
[D_i = a(P_i - Q_i) + b]
其中，(a) 是放大参数（通常是像 2 这样的小数字），(b) 是像素最大值的一半（通常为 128）。参数 (a) 用于放大微小差异，而 (b) 则将差值图像从极白（或极黑）调整为更合适的灰色。

1.3 直观的图像压缩方法

1.3.1 子采样

子采样可能是最简单的图像压缩方法。一种子采样方法是简单地忽略一些像素。例如，编码器可以忽略图像的每隔一行和每隔一列，并将剩余的像素（占图像的 25%）写入压缩流。解码器输入压缩数据，并使用每个像素生成重建图像的四个相同像素。当然，这会导致大量图像细节的丢失，因此很少被接受。需要注意的是，这种方法的压缩比是预先已知的。
当编码器计算每四个像素块的平均值并将该平均值写入压缩流时，会有轻微的改进。虽然