1 引言

    数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。早期图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像。常见的图像处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割与图像分析等。图像编码是对图像信息进行编码，可以压缩图像的信息量，以便满足传输与存储的要求。本研究主要介绍了图像编码的基本原理和技术方法。

    一幅二维数字图像可以由一个二维亮度函数通过采样和量化后而得到的一个二维数组表示。这样一个二维数组的数据量通常很大，从而对存储、处理和传输都带来了许多问题，提出了许多新的要求。为此人们试图采用对图像新的表达方法以减少表示一幅图像需要的数据量，这就是图像编码所要解决的主要问题。压缩数据量的主要方法是消除冗余数据，从数学角度来讲是要将原始图像转化为从统计角度看尽可能不相关的数据集。这个转换要在图像进行存储、处理和传输之前进行，然后将压缩了的图像解压缩以重建原始图像，即通常所称的图像编码和图像解码。

    图1给出了一个通用的图像编码系统模型，这个模型主要包括2个通过信道级连接的结构模块：编码器和解码器。当一幅输入图像送入编码器后，编码器根据输入数据进行信源编码产生一组信号，这组信号在进一步被信道编码器编码后进入信道。通过信道传输后的码被送入信道解码器和信源解码器，解码器重建输入的图像。一般来说，输出图是输入图的精确复制，那么系统是无失真的或者信息保持型的；否则，称系统是信息损失的。

    信源编码器的作用是减少或消除输入图像中的编码冗余、像素间冗余及心理视觉冗余。尽管信源编码器的结构与具体应用和对保真度的要求有关，但一般情况下信源编码器包括顺序的3个独立操作，而对应的信源解码器包含反序的2个独立操作(图2)。在信源编码器中，映射器将输入数据变换以减少表达图像的数据，这与具体编码技术有关。量化器根据给定的保真度准则减少映射器输出的精确度。这个操作可以减少心理冗余，但不可翻转。符号编码器产生表达量化器输出的码本，并根据码本输出。符号编码器编码为了减少冗余，这个操作是可以反转的。

    当信道是有噪声的或者容易产生误差时，信道编码器和信道解码器对这个编解码过程是非常重要的。由于信源编码器的输出数据一般只有很少的冗余，所以他们对传输噪声很敏感。信道编码器通过把可控制的冗余加入信源编码器后的码字以减少信道噪声的影响。

    2 传统编码方法

    传统的编码方法可以分成两大类 ......