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1.2.1 多媒体数据压缩技术
多媒体信息系统包括文字、图形、图像、音频、动画、视频等多种媒体形式,其中的图像、音频、视频的数据量非常巨大,给数据的存储、信息的传输以及实时处理造成了极大的困难。
例如,一幅1024像素×768像素的24位真彩色图像,数据量约为2.25MB,如果由此大小的静态图像组成运动视频,并以每秒25帧的速度播放,则视频信号的传输率为56.25MB/s,这是一般普通网络难以达到的速度。此时,一张容量为650MB的光盘,仅能保存11.5秒的视频!同样,对于采样频率为44.1kHz、量化位数为16位的立体声音乐,每分钟的数据量也达到10.584MB,若每首歌曲大约4分钟,则650MB容量的CD光盘仅能保存十几首这样的音乐。可见,多媒体信息的数据量实在太大,对数据的存储、处理和传输都造成了极大的压力,只有想办法尽量减少多媒体信息的数据量,才能彻底解决这一难题,推动多媒体技术的实际应用。
实际上,数据是信息的载体,并非信息本身,数据和信息具有不同的含义。对人类而言,有用的是信息,而非数据。研究表明,多媒体数据,尤其是图像、音频和视频数据,在数字化处理后存在着大量的数据冗余(如空间冗余、时间冗余、视觉和听觉冗余、结构冗余、知识冗余等),因此可采用特定的方法对多媒体数据进行压缩,以减少存储空间的耗费,提高数据的传输速度。
多媒体数据的压缩处理包括编码和解码两个过程,前者是将原始数据进行压缩,后者是将编码数据进行解压缩,以还原为可以使用的数据。针对不同类型的数据冗余,人们已经提出了许多实用的多媒体数据压缩方法,有关部分主流压缩方法的技术原理以及国际标准详见第2章。