信息技術信息的解壓教程視頻

『壹』 數據壓縮技術的數據壓縮技術

在現今的電子信息技術領域，正發生著一場有長遠影響的數字化革命。由於數字化的多媒體信息尤其是數字視頻、音頻信號的數據量特別龐大，如果不對其進行有效的壓縮就難以得到實際的應用。因此，數據壓縮技術已成為當今數字通信、廣播、存儲和多媒體娛樂中的一項關鍵的共性技術。
1．什麼是數據壓縮
其作用是：能較快地傳輸各種信號，如傳真、Modem通信等；
在現有的通信干線並行開通更多的多媒體業務，如各種增值業務；緊縮數據存儲容量，如 CD－ROM、VCD和DVD等；
降低發信機功率，這對於多媒體移動通信系統尤為重要。
由此看來，通信時間、傳輸帶寬、存儲空間甚至發射能量，都可能成為數據壓縮的對象。
2．數據為何能被壓縮
首先，數據中間常存在一些多餘成分，既冗餘度。如在一份計算機文件中，某些符號會重復出現、某些符號比其他符號出現得更頻繁、某些字元總是在各數據塊中可預見的位置上出現等，這些冗餘部分便可在數據編碼中除去或減少。冗餘度壓縮是一個可逆過程，因此叫做無失真壓縮，或稱保持型編碼。
其次，數據中間尤其是相鄰的數據之間，常存在著相關性。如圖片中常常有色彩均勻的背影，電視信號的相鄰兩幀之間可能只有少量的變化影物是不同的，聲音信號有時具有一定的規律性和周期性等等。因此，有可能利用某些變換來盡可能地去掉這些相關性。但這種變換有時會帶來不可恢復的損失和誤差，因此叫做不可逆壓縮，或稱有失真編碼、摘壓縮等。
此外，人們在欣賞音像節目時，由於耳、目對信號的時間變化和幅度變化的感受能力都有一定的極限，如人眼對影視節目有視覺暫留效應，人眼或人耳對低於某一極限的幅度變化已無法感知等，故可將信號中這部分感覺不出的分量壓縮掉或「掩蔽掉」。這種壓縮方法同樣是一種不可逆壓縮。
對於數據壓縮技術而言，最基本的要求就是要盡量降低數字化的在碼事，同時仍保持一定的信號質量。不難想像，數據壓縮的方法應該是很多的，但本質上不外乎上述完全可逆的冗餘度壓縮和實際上不可逆的嫡壓縮兩類。冗餘度壓縮常用於磁碟文件、數據通信和氣象衛星雲圖等不允許在壓縮過程中有絲毫損失的場合中，但它的壓縮比通常只有幾倍，遠遠不能滿足數字視聽應用的要求。在實際的數字視聽設備中，差不多都採用壓縮比更高但實際有損的嫡壓縮技術。
只要作為最終用戶的人覺察不出或能夠容忍這些失真，就允許對數字音像信號進一步壓縮以換取更高的編碼效率。摘壓縮主要有特徵抽取和量化兩種方法，指紋的模式識別是前者的典型例子，後者則是一種更通用的摘壓縮技術。
3數字音、視頻的壓縮標准
數字音頻壓縮技術標准分為電話語音壓縮、調幅廣播語音壓縮和調頻廣播及CD音質的寬頻有頻壓縮3種。
（1）電話（200HZ－3.4kHZ）語音壓縮，主要有國際電信聯盟（ITU）的G.711（64kbit/s、G.721（32kbit/s）、G.728（16kbit/s）和G.729（8kbit/的建議等，用於數字電話通信。
（2）調幅廣播（50HZ－7kHZ）語音壓縮，採用ITU的G.722（64kbit/s）建議，用於優質語音、音樂、音頻會議和視頻會議等。
（3）調頻廣播（20HZ－15kHZ）及CD音質（20HZ－20kH）的寬頻音頻壓縮，主要採用MPEG－1或2雙杜比AC－3等建議，用於CD、MD、MPC、VCD、DVD、HDTV和電影配音等。
視頻壓縮技術標准主要有：
①ITU H.261建議，用於ISDN信道的PC電視電話、桌面視頻會議和音像郵件等通信終端。
②MPEG－1視頻壓縮標准，用於 VCD、MPC、PC/TV一體機、交互電視ITV和電視點播VOD。
③MPEG－2/ITU H.262視頻標准，主要用於數字存儲。視頻廣播和通信，如HDTV、CATV、DVD、VOD和電影點播MOD等。
④ITU H.263建議，用於網上的可視電話、移動多媒體終端、多媒體可視圖文、遙感、電子郵件、電子報紙和互動式計算機成像等。
⑤MPEG－4和 ITU H.VLC/L低碼率多媒體通信標准仍在發展之中。
4．數據壓縮的實現
在各種數據類型中，最難實現的是數字機頻的實時壓縮，因為視頻信號尤其是HDTV信號所佔據的帶寬甚寬，實時壓縮需要很高的處理速度。現在，視頻解碼以及音頻的編碼、解碼多依賴於專用晶元或數字信號處理器（DSP）未完成，並已有許多廠商推出了音視合一的單片MPEG－1、MPEG－2解碼器。我國在發展數據壓縮技術過程中，則充分利用了軟體人才優勢。
在軟體實現方面，由於PC主機的處理能力正在飛速提高，直接利用主CPU編程實現各種視聽壓縮和解碼演算法對於桌面系統及家用多媒體將越來越有吸引力。
1996年上半年，Intel向全球軟體界發布了它的微處理器媒體擴展（MMX）技術。這種技術主要是在Pentium或Pentium Pro晶元中增加了8個64位寄存器和57條功能強大的新指令，以提高多媒體和通信應用程序中某些計算密集的循環速度。MMX採用單指令多數據（SIMD）技術並行處理多個信號采樣值，可使不同的應用程序性能成倍提高。如：視頻壓縮可提高1.5倍，圖像處理可提高40倍，音頻處理可提高3.7偌，語音識別可提高1.7倍，三維動畫可提高20倍。
與Pentium完全兼容的P55C晶元是1998年3月正式推出的。以後推出的Pentium、Pentium pro或P7等CPU，均將支持MMX指令。
在數據壓縮的硬體實現方面，根本的出路是要有自己的音像壓縮晶元（特別是解壓晶元），不管是專用集成電路（ASIC）實現，還是藉助於通用DSP來編程。
而這一類晶元，目前還只是「霧里看花」。
不過我們相信，在不久的將來，這些也會成為現實。

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04謝希仁

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