數(shù)據(jù)壓縮算法分類

　　數(shù)據(jù)壓縮算法分類

　　一、預(yù)測編碼

　　若有一個離散信號序列，序列中各離散信號之間有一定的關(guān)聯(lián)性，則利用這個序列中若干個信號作為依據(jù)，對下一個信號進行預(yù)測，然后將實際的值與預(yù)測的值的差進行編碼。

　　預(yù)測編碼中典型的壓縮算法有DPCM、ADPCM等，它們適合于聲音、圖像數(shù)據(jù)的壓縮。

　?。?）DPCM中文術(shù)語為差分脈沖編碼調(diào)制（differentialpulsecodemodulation的縮寫）

　　利用樣本與樣本之間存在的信息冗余來進行編碼的一種數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)

　　基本思想：根據(jù)過去的樣本去估算下一個樣本信號的幅度大小，這個值稱為預(yù)測值，然后對實際信號值與預(yù)測值之差進行量化編碼，從而就減少了表示每個樣本信號的位數(shù)

　　它與脈沖編碼調(diào)制（PCM）不同的是，PCM是直接對采樣信號進行量化編碼，而DPCM是對實際信號值與預(yù)測值之差進行量化編碼，存儲或者傳送的是差值而不是幅度絕對值，這就降低了傳送或存儲的數(shù)據(jù)量。可適應(yīng)大范圍變化的輸入信號。

　　差分脈沖編碼調(diào)制（DPCM）的基本出發(fā)點就是對相鄰樣值的差值進行量化編碼。由于此差值比較小，可以為其分配較少的比特數(shù)，進而起到了壓縮數(shù)碼率的目的。

　　（2）ADPCM的概念

　　ADPCM的中文術(shù)語為自適應(yīng)差分脈沖編碼調(diào)制（adaptivedifferencepulsecodemodulation的縮寫）

　　綜合了APCM的自適應(yīng)特性和DPCM系統(tǒng)的差分特性，是一種性能比較好的波形編碼技術(shù)

　　它的核心想法是：

　　利用自適應(yīng)的思想改變量化階的大小，即使用小的量化階（step-size）去編碼小的差值，使用大的量化階去編碼大的差值。

　　使用過去的樣本值估算下一個輸入樣本的預(yù)測值，使實際樣本值和預(yù)測值之間的差值總是最小。

　　二、變換編碼

　　變換編碼是指在發(fā)送端，先對信號進行映射變換，然后再針對變換后的信號進行量化和編碼；在接受端，則先將收到的信號進行解碼等操作，然后再進行反映射變換，以再現(xiàn)原始信號。變換編碼是在變換域上解除相關(guān)性，以提高信息傳輸效率的。

　　變換編碼中系統(tǒng)壓縮數(shù)據(jù)有三個步驟，即映射變換、映射變換域采樣和量化編碼。

　　對于圖像信源等相關(guān)性更強的信源，常采用基于正交變換的變換編碼方法進行數(shù)據(jù)壓縮。

　　變換編碼中的關(guān)鍵技術(shù)在于正交變換。與預(yù)測編碼一樣，正交變換是通過消除信源序列中的相關(guān)性來達到數(shù)據(jù)壓縮的。它們之間的區(qū)別在于預(yù)測編碼是在空間域（或時間域）內(nèi)進行的，而變換編碼則是在變換域（或頻率域）內(nèi)進行的。

　　變換編碼用到的算法：如離散傅里葉變換（DFT）、離散余弦變換（DCT）、沃爾什變換（WHT）等，其中性能較接近KL變換的是離散余弦變換（DCT），某些情況下，DCT能獲得與KL變換相同的性能，因此DCT也被稱為準(zhǔn)最佳變換。

　　三、子帶編碼

　　子帶編碼是一種在頻率域中進行數(shù)據(jù)壓縮的算法。其指導(dǎo)思想是首先在發(fā)送端將圖像信號在頻率域分成若干子帶，然后分別對這些子帶信號進行頻帶搬移，將其轉(zhuǎn)換成基帶信號，再根據(jù)奈奎斯特定理對各基帶信號進行取樣、量化和編碼，最后合并成為一個數(shù)據(jù)流進行傳送。

　　子帶編碼有幾個突出的優(yōu)點：

　　對不同的子帶分配不同的比特數(shù)可以很好控制各個子帶的量化電平數(shù)及重建信號時的量化誤差方差值，進而獲得更好的主觀聽音質(zhì)量。

　　由于各個子帶相互隔開，使各個子帶的量化噪聲也相互獨立，互不影響，量化噪聲被束縛在各自的子帶內(nèi)。這樣，某些輸入電平比較低的子帶信號不會被其它子帶的量化噪聲所淹沒。

　　子帶劃分的結(jié)果，使各個子帶的采樣頻率大大的降低。

　　四、小波變換編碼

　　小波變換恰巧彌補了DCT變換未能滿足寬帶圖像的高數(shù)據(jù)壓縮要求的缺憾。小波變換是一種能夠在頻率上自由伸縮的變換，因此它是一種不受帶寬約束的圖像壓縮方法。

　　小波變換的一個重要性質(zhì)是它在時域和頻域均具有很好的局部化特征，它能夠提供目標(biāo)信號各個頻率子段的頻率信息。這種信息對于信號分類是非常有用的。

　　小波變換一個信號為一個小波級數(shù)，這樣一個信號可由小波系數(shù)來刻畫。

　　五、統(tǒng)計編碼

　　給已知統(tǒng)計信息的符號分配代碼的數(shù)據(jù)無損壓縮方法。

　　編碼方法：香農(nóng)-范諾編碼、霍夫曼編碼、算術(shù)編碼。