圖像編與解碼圖像編碼、解碼01圖像編碼背景BMP格式的圖像文件通常比較大，如一幅512*512的黑白圖像的比特?cái)?shù)為512*512*8bit=2097152bit=256KB。一部90分鐘的彩色電影，每秒放映24幀。假設(shè)每幀只有1024*1024像素，每像素的RGB三個(gè)分量分別占8bit，總比特?cái)?shù)為90*60*24*3*1024*1024*8bit=3037.5Gbit=379.6875GB?？梢?jiàn)圖像和視頻文件很大，占用存儲(chǔ)空間大，存儲(chǔ)設(shè)備花費(fèi)高，并且造成圖像和視頻的傳輸困難，不能滿(mǎn)足在線(xiàn)觀(guān)看的要求，因而，圖像壓縮是必要的。所謂圖像壓縮是指在滿(mǎn)足一定質(zhì)量（信噪比或主觀(guān)評(píng)價(jià)）的條件下，以較少比特?cái)?shù)無(wú)（或少）損失信息地表示圖像的技術(shù)。圖像編碼、解碼01圖像編碼背景1948年，信息論學(xué)的奠基人香農(nóng)曾經(jīng)論證：不論是語(yǔ)音或圖像，由于其信號(hào)中包含很多的冗余信息，所以可以通過(guò)壓縮技術(shù)使得數(shù)據(jù)占用的空間更小。在他的理論指導(dǎo)下，圖像編碼已經(jīng)成為當(dāng)代信息技術(shù)中較活躍的一個(gè)分支。經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的努力，圖像編碼技術(shù)已從實(shí)驗(yàn)室走入通信和電子領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。圖像編碼、解碼01冗余數(shù)據(jù)類(lèi)型編碼冗余如果一個(gè)圖像的灰度級(jí)編碼，使用了多于實(shí)際需要的編碼符號(hào)，就稱(chēng)該圖像包含了編碼冗余。例：如果用8位表示黑白圖像的像素，我們就說(shuō)該圖像存在著編碼冗余，因?yàn)樵搱D像的像素只有兩個(gè)灰度，用一位即可表示?？臻g冗余由于圖像中的像素間存在相關(guān)性，那么對(duì)于任一給定的像素值，原理上都可以通過(guò)它的相鄰像素值預(yù)測(cè)得到。這就帶來(lái)了空間冗余。視覺(jué)冗余圖像中某些信息相對(duì)人的視覺(jué)效果來(lái)說(shuō)顯得不重要，可以忽略的部分，就稱(chēng)為視覺(jué)冗余。圖像編碼、解碼01圖像編碼、解碼流程數(shù)據(jù)是信息表達(dá)的手段，相同的信息可以通過(guò)不同的數(shù)據(jù)量去表示，嘗試用不同的表達(dá)方式以減少表示圖像的數(shù)據(jù)量，對(duì)圖像的壓縮可以通過(guò)對(duì)圖像的編碼實(shí)現(xiàn)。圖像編解碼在實(shí)際應(yīng)用中的流程如下。原始圖像編碼編碼結(jié)果存儲(chǔ)傳輸解碼原始圖像圖像編碼:對(duì)圖像信息以特殊的方式進(jìn)行組合，以減少數(shù)據(jù)量，便于存儲(chǔ)、處理和傳輸。圖像解碼：對(duì)壓縮圖像進(jìn)行解壓以重建原圖像或其近似圖像。圖像編碼、解碼01圖像壓縮系統(tǒng)模型輸入圖映射器量化器符號(hào)編碼器符號(hào)解碼器反映射器輸出圖編碼器解碼器編碼器：映射器：對(duì)輸入數(shù)據(jù)變換以減少像素的相關(guān)冗余（降低空間和時(shí)間冗余，例如游程編碼）量化器：減少映射器輸出的精度減少心理視覺(jué)冗余。符號(hào)編碼器：將短碼賦給最頻繁出現(xiàn)的量化器的輸出以減少編碼冗余。解碼器：符號(hào)解碼器、反映射器。量化器不可逆，解碼中沒(méi)有量化器的逆操作，故量化器不可用在無(wú)失真編碼中。圖像編碼、解碼01圖像編碼的分類(lèi)圖像編碼技術(shù)根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，有不同的分類(lèi)方法。根據(jù)編碼過(guò)程有無(wú)信息損失，可分為有損編碼和無(wú)損編碼。有損編碼有損編碼又稱(chēng)為不可逆編碼，是指對(duì)圖像進(jìn)行有損編碼，致使解碼重新構(gòu)造的圖像與原始圖像存在一定的失真，即丟失了部分信息。由于允許一定的失真，這類(lèi)方法能夠達(dá)到較高的壓縮比。有損編碼多用于數(shù)字電視、靜止圖像通信等領(lǐng)域。無(wú)損編碼無(wú)損編碼又稱(chēng)可逆編碼，是指解壓后的還原圖像與原始圖像完全相同，沒(méi)有任何信息的損失。這類(lèi)方法能夠獲得較高的圖像質(zhì)量，但所能達(dá)到的壓縮比不高，常用于工業(yè)檢測(cè)、醫(yī)學(xué)圖像、存檔圖像等領(lǐng)域的圖像壓縮中。圖像編碼、解碼01圖像壓縮編碼的分類(lèi)圖像壓縮編碼技術(shù)根據(jù)壓縮原理進(jìn)行劃分，可以分為預(yù)測(cè)編碼、變換編碼、統(tǒng)計(jì)編碼等。預(yù)測(cè)編碼預(yù)測(cè)編碼是利用圖像信號(hào)在局部空間和時(shí)間范圍內(nèi)的高度相關(guān)性，以已經(jīng)傳出的近鄰像素值作為參考，預(yù)測(cè)當(dāng)前像素值，然后量化、編碼預(yù)測(cè)誤差。變換編碼變換編碼是將空域中描述的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)某種變換轉(zhuǎn)換到另一個(gè)變換域中進(jìn)行描述，變換后的結(jié)果是一批變換系數(shù)，然后對(duì)這些變換系數(shù)進(jìn)行編碼處理，從而達(dá)到壓縮圖像數(shù)據(jù)的目的。統(tǒng)計(jì)編碼統(tǒng)計(jì)編碼也稱(chēng)為熵編碼，它是一類(lèi)根據(jù)信息熵原理進(jìn)行的信息保持型變字長(zhǎng)編碼。編碼時(shí)對(duì)出現(xiàn)概率高的事件(被編碼的符號(hào))用短碼表示，對(duì)出現(xiàn)概率低的事件用長(zhǎng)碼表示。圖像編碼、解碼01信息熵信息是用來(lái)消除隨機(jī)不確定性的內(nèi)容。根據(jù)前面的分析，熵越大則可能的狀態(tài)越無(wú)序，如果有人提供信息則會(huì)使可能的狀態(tài)更有序。因此，香農(nóng)提出利用玻爾茲曼熵來(lái)度量信息的思想，稱(chēng)之為信息熵，其定義為

其中，k為正的常量；pi為處于第i個(gè)狀態(tài)的概率，通過(guò)用處于第i個(gè)狀態(tài)的樣本個(gè)數(shù)除以樣本總數(shù)來(lái)估計(jì)。圖像編碼、解碼01無(wú)損編碼RLE編碼——RunLengthEncodingRLE編碼就是行程長(zhǎng)度編碼，其編碼思想是：用行程的灰度和行程的長(zhǎng)度代替行程本身。所謂行程就是具有相同灰度值的像素序列。例：編碼前：aaaaaaabbbbbbcccccccc，編碼后：7a6b8c。其他無(wú)損編碼：

LZW編碼、霍夫曼編碼、無(wú)損預(yù)測(cè)編碼等圖像編碼、解碼01openCV對(duì)圖片編碼解碼cv2.imencode()函數(shù)將圖片格式轉(zhuǎn)換(編碼)成流數(shù)據(jù)，賦值到內(nèi)存緩存中;主要用于圖像數(shù)據(jù)格式的壓縮，方便網(wǎng)絡(luò)傳輸。cv2.imdecode()函數(shù)從指定的內(nèi)存緩存中讀取數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換(解碼)成圖像格式;主要用于從網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)中恢復(fù)出圖像。OpenCV是一個(gè)基于BSD許可（開(kāi)源）發(fā)行的跨平臺(tái)計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)軟件庫(kù)，可以運(yùn)行在Linux、Wi