CSE 2340 Lectures

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2
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4
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• 640x480x16bits 5Mb /?
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• 1024x768x24bits 18Mb /?
• CCIR 601????
• 720x576x16bitsx25 158Mb /s
• ????????
• 1280x720x24bitsx50 1.05Gb/s

5
????????

• ????
• ??
• PC?????5MB/s(ISA),133MB/s(PCI)
• CD-ROM ????40 x 150KB/s 6MB/s
• ETHERNET ????10100Mb1Gb/s
• ????????28.8 , 33.3 , 56 Kb/s
• ADSL??512kb2Mb/s,

6
??????????

• (1) ???????
• (2) ?????
• (3) ????
• ????????????(????,?????,????????,...)
• ??(mind)???????????
• (4) ????,?????????????
• ??,?????????????,?????????????????

7
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• ??????Ss1, s2, , sn,?i?????????pi,???
  ??d????,????????????,???????????

????????,??i?????????Li,????????????L?
8
?

• ???????7?????
• a1, a2, a3,
  a4, a5, a6, a7
• ???????? 0.2, 0.19, 0.18, 0.17, 0.15,
  0.1, 0.01
• ?

???-0.2log2(0.2) -0.19log2(0.19) -0.18log2(0.18)
-0.17log2(0.17)
-0.15log2(0.15) -0.1log2(0.1) -0.01log2(0.01)
2.61
?????????bi??????,? ???? ?aibi
????0.220.1920.1830.1730.1530.140.01
4 2.72
9
???????????

• ???(compression ratio)
• ????
• ????
• bits per pixel(bpp)
• ?????
• ???/???
• ????(?????????)
• ??/????????
• ???????

10
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• ?????

11
?????????

• ?????(MOS)
• ??????????????????????????

12
???????

• lossless(????)
• run-length coding(RLC)
• ????
• Huffman(?????)
• Arithmetic coding(????)
• Lempel-Ziv Welch ( LZW??, ???? )
• lossy (????)
• ???
• ????
• ????
• ????(??--???) (????)

13
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• ??(?)??????????????????????????????,??????????????
  ????, ??????????????
• ??????????????????????????,????????(????)???????(?
  ???)???,????????????????
• ???????????????????????????????????,??????????????
  ???????????????,?????????????????????????,????????
  ??????????????

14
?????????

• ????(Artificial Neural Network, ANN)
• ????(Fractal Coding)
• ?????????(Object Based Coding)
• ?????????(Model Based Coding)
• ??????

15
??????
16
????

• ????????????????,??????(run length)?????
• ????28?
• 0 0 0 3 3 7 7 7 7 0 0 0 0 0 0 0 0 5 6 6 6 6
  6 0 0 0 0 0
• ???14?
• 3 0 2 3 4 7 8 0 1 5 5 6 5 0
• ?????????gt3?????
• 1 2 3 4 5 6 ?1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6
• 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5?2 1 2 2 2 3 2 4 2 5

17
RLC???

• ??????????,?
• 000011001111100011100000
• 4225335
• ????
• ????
• ???(FAX)
• RLCHuffman

18
RLC???

• ????,??,????
• ??????????
• ?????????????
• ?????????????????,????????,????????????,???????
• ???????????????????,???????????????
• ???????????,???????????????

19
?????
20
Shannon-Fano??

1. ??????????????
2. ????????????????
3. ??????????????????????,?????????????????,?????????
   ??0, ??????????1?
4. ????3,????????????????
5. ??????????????????,???????????-?????

21
Shannon-Fano????
22
3 Huffman ??

• ?????????????????????????,??????????????????
• ???????????? ?
• (1) ???????????????, ????????????????
• (2) ?????????????????, ???????????????
• (3)???????????, ??????????????,
  ???????????????, ???????????1??
• (4) ????????????????????,
  ???????????,????0, ???1

23
Huffman ????

• ???7??? a1, a2, a3, a4, a5, a6,
  a7
• ?????? 0.2, 0.19, 0.18, 0.17,
  0.15, 0.1, 0.01

a1 10
a2 11
a3 000
a4 001
a5 010
a6 0110
a7 0111
24
??Huffman ?????

• ???5??? a1, a2, a3, a4, a5,
• ?????? 0.4, 0.2, 0.2, 0.1, 0.1,
  

25
Huffman ?????

• ????????????,??????
• ( a110,a2 11, a3 000, a4 001, a5 010,
  a6 0110, a70111 )
• 11 010 10 001 10 11 10 0111
• a2 a5 a1 a4 a1
  a2 a1 a7
• ???????,???????
• ?????????????
• ?????????
• ?????/????
• ?????????????
• ?????,????????

26
Huffman?????????????????
27
4. ???Huffman??

• ????????
• ????????
• AADCCDD????Huffman????

28
????
29
LZW??

• ??
• 1977?,LZ77,LZ78
• 1984?,LZW
• ??gif,tif
• ???11.511.3
• ??
• LZW?????????????????(???),????????,???????????????
  ?,??????12bit?

30
LZW??
???????????A,B,C??????ABABBABCABABBA??LZW???
A 1
B 2
C 3
AB 4
BA 5
ABB 6
BAB 7
BC 8
CA 9
ABA 10
ABBA 11
??
????
31
LZW??
32
LZW??

• 1 2 4 5 2 3 4 6 1

A 1
B 2
C 3
AB 4
BA 5
ABB 6
BAB 7
BC 8
CA 9
ABA 10
ABBA 11
??
????
33
LZW??
34
LZW??????

• ABABBABCABBABBAX
• 1 2 4 5 2 3 6 10

35
????
36
????

• Huffman????????????bits???,???????
• ?????????(?????)????????,?????????????
• ?m????????????S1 S2 Sm
  ??????0,1)?????????

37
Symbol Probability Range A 0.2
0, 0.2) B 0.1 0.2, 0.3)
C 0.2 0.3, 0.5) D 0.05
0.5, 0.55) E 0.3 0.55,
0.85) F 0.05 0.85, 0.9)
0.1 0.9, 1.0)
??????CAEE
38
??????CAEE
????0.01010101
39
??????
????0.01010101
???0.33203125
C
0.16015625
A
0.80078125
E
0.8359375
E
0.953125

40
???????

• ??
• ??????????(??)?????,????????
• ????????????,????
• ????
• ????A????????,?????0.751.5??
• ????????????????
• ??????,????, ??????

41
?????Huffman?????

• ??????? 510
• ???????
• ??????????
• ??????
• ???????????????????????????????,??????????

42
??????
43
????

• ??????????????
• ????????????????,?????,????????????
• ????????

44
JPEG????

• ??
• 1 ????????????????
• ???a1Aa2Ba3C
• 2 ??????,??????????-???
• 3 ?????????

45
????

• P1 A
• P2 B
• P3 C
• P4 AB-C
• P5 A(B-C)/2
• P6 B(A-C)/2
• P7 (AB)/2