吳騰奇 來源：《國外電子元器件》

     摘要：圖像壓縮技術(shù)是現(xiàn)代圖像數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)中的一個非常重要的圖像數(shù)據(jù)傳輸方式。文中介紹了采用二維離散余弦變換處理技術(shù)來實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)壓縮的原理和方法。同時介紹了ims

     a121型圖像信息壓縮專用集成電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作方法。

     關(guān)鍵詞：圖像傳輸

     壓縮 離散余弦變換 ism a121

     隨著離分辨電視hdtv電視電話會議、第二代電視傳真和數(shù)字圖像存儲技術(shù)的發(fā)展，圖像數(shù)據(jù)通訊已成當今的一個熱門課題。而有線通訊系統(tǒng)最為昂貴的是不終端設(shè)備，也不是主控設(shè)備，而是長距離的傳輸線。那么，圖像數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)可不可以利用當前已經(jīng)十分發(fā)達的有線電話傳輸線路來進行傳輸呢？答案當然是肯定的。但是，電話線帶寬很窄，難以傳送高速率的圖像數(shù)據(jù)信號。這樣就需將高速率的圖像數(shù)據(jù)信號壓縮成低速率信號，然而，完成這項工作需要一種稱為離散余弦變換dct圖像處理器的硬件。文中介紹的ims

     a121型圖像信息壓縮專用ic正是這種圖像處理器。

     1 圖像信息壓縮原理

     ims a121型二維離散余弦變換處理器一種新型圖像處理器件，可應(yīng)用在需要采用先進的圖像壓縮處理技術(shù)的系統(tǒng)中。該器件功能強大，性能可靠，使用靈活，可用于幾乎所有的電視電話系統(tǒng)中，并且可廣泛地應(yīng)用于電話傳統(tǒng)。

     眾所周知，一幅電子圖像是由一系列亮度不同、色度不同的光點組成，這些光點叫做像素。而一幅圖像又可以分成許多小區(qū)域，在這些小區(qū)域里，像素點的亮度和色度是基本相同的，稱之為像素點的相關(guān)性。圖像壓縮技術(shù)正是利用圖像中存在的區(qū)域像素的相關(guān)特性，來將相關(guān)的一個小區(qū)域的圖像信息用一個點信息來傳送。這樣，要求的傳輸帶寬便可以大大降低。因此，去掉相關(guān)性便去掉了冗余的圖像信息。但稍有不慎，圖像上便會出現(xiàn)明顯的失真。采用上便會出現(xiàn)明顯的失真。采用kahrannem-loeve變換是去掉相關(guān)性的最佳方法，但是它的計算太復雜，幾乎不可能實時實現(xiàn)。真正行之有效的圖像壓縮方案是dct離散余弦變換法。這種方案不需要很復雜的計算，也不需要太多的硬件，因此可以用較低的費用來實現(xiàn)。這種方法是將圖像變成了一系列頻率分量，而不像亞帶編碼法那樣需要一大堆并行濾波器。

     dct離散余弦變換法圖像壓縮法是ccitt（國際電報電話咨詢委員會）為電視電話會議所選用的方法，另外，選用dct圖像壓縮法還可以使電視電話會議用于新型的isdn網(wǎng)絡(luò)。在dct壓縮過程中，圖像信息被分成許多頻率分量，而且為了方便傳輸，每一種頻率分量均分別編碼。這樣一來，由于壓縮而引起的失真便成為窄帶性失真，而這種失真比外界干擾所引起的失真要小得多，因此，完全可在幾乎不使圖像質(zhì)量退化的情況下使圖像還原。這種圖像壓縮法實現(xiàn)時，首先使一幅完整的圖像分割成許多個小區(qū)，通常一個小區(qū)包含8×8個像素，然后利用二維dct變換將各個小區(qū)變換成頻率分量。圖1為采用dct變換法壓縮信息的過程示意圖。

     首先取出原始圖像的一個小區(qū)加以討論。這個小區(qū)共有8×8個像素，利用dct變換將實現(xiàn)圖像區(qū)的能量壓縮到左上方，見圖1中的大值箭頭所指處。由于能量主要在低頻分量上，故大值表示低頻分量的值，而小值和極小值則表示高頻分量的值，這樣一來只要低頻分量能量不丟失，信息便丟失得不多。對于圖像小區(qū)的掃描可以從左上角開始，且只有那么低頻分量才得到傳送。而那些幅值很小的高頻分量，因其很接近于零而不被傳送。那么，圖像小區(qū)中的高頻分量的幅值究竟小到什么程序才被當成無用的成分而不被傳送呢？解決這個問題的根據(jù)辦法是根據(jù)某種規(guī)則建立一個閾值，若高頻分量的幅值大