微机屏幕图像实时传输的研究与实现

目录
序言…………………………………………………………………6
第一章概述……………………………………………………8
§1.1图像数据压缩的必要性和可能性…………………………8
§1.2图像数据压缩技术……………………………………………8
§1.2.1 数据压缩方法分类……………………………………8
§1.2.2 常用图像压缩方法……………………………………10
§1.2.3 相关国际标准简介……………………………………12
§1.3数据压缩算法的度量标准……………………………………14
§1.2.1 算法性能评价…………………………………………14
§1.2.2 图像质量评价…………………………………………14
§1.4微机屏幕图像的特点………………………………………15
本章参考文献………………………………………………………16
第二章交叉游程长度编码…………………………………17
§2.1数据压缩的理论基础………………………………………17
§2.1.1 无损编码定理………………………………………17
§2.1.2 信源编码定理………………………………………18
§2.2 游程长度编码………………………………………………19
§2.3 帧内帧间交叉游程长度编码………………………………21
§2.4针对活动图像的改进………………………………………24
本章参考文献………………………………………………………26
第三章快速离散余弦变换…………………………………27
§3.1离散余弦变换(DCT)…………………………………………27
§3.1.1 一维DCT……………………………………………27
§3.1.2 二维DCT……………………………………………28
§3.2基于降阶的二维快速DCT…………………………………29
§3.2.1 二维快速余弦正变换………………………………29
§3.2.2 二维快速余弦逆变换………………………………32
§3.3行列分离式二维快速DCT…………………………………35
§3.3.1 基于傅里叶变换的一维快速DCT…………………35
§3.3.2 二维快速DCT………………………………………36

微机屏幕图像实时传输的研究与实现

摘要
随着近年来多媒体技术的飞速发展，许多应用领域对数字图像的实时压缩提出了更高的要求，快速、高效的压缩算法是解决这一问题的关键。
本文以多媒体电子教室中微机屏幕图像的实时传输为例，深入地研究了数字图像实时压缩、传输等技术及其软件实现方法。微机屏幕图像可分为两类，即计算机图形操作界面和一般的彩色活动图像。除了数据量大的特点外，图形操作界面又有自身的特点。针对计算机图形操作界面的特点，本文提出了一种帧内帧间交叉游程长度编码方法，有效地压缩了图像的空间冗余和时间冗余，实现了计算机图像操作界面的实时传输。
图像压缩中常用的二维离散余弦变换计算量较大，本文提出一种自适应剪切DCT算法。根据图像块的变化激烈程度剪切一部分点不作计算，在图像质量损失很小的情况下大大减小了计算量。
对于活动图像压缩中运动补偿问题，本文提出了一种基于相邻块预测的运动矢量估算算法。首先根据图像块时间上和空间上相邻块的运动矢量来预测它的运动矢量，进而在较小的范围内采用快速搜索算法找到最佳匹配点，其计算量远小于常用的三步搜索法等快速运动矢量估算算法。
本文最后给出一种局域网上微机屏幕图像传输的综合实现方案。针对不同的图像特点采用了不同的压缩算法，即保证了计算机图形操作界面的清晰度，又保证了活动图像的压缩比。
本文中所述的算法均已编程实现，并已应用到实际的多媒体电子教室中，大量的实验数据说明了算法的有效性。
关键词：数据压缩，无损压缩，有损压缩，压缩比，游程长度编码，离散余弦变换，运动补偿，运动矢量估算

Study and Realize of Real-Time Transmission of PC Screen

Abstract
With the fast develop of multimedia techniques, there are many areas need more efficient real-time compression techniques for digital image processing. Fast compression algorithm is the key for this problem.
In this paper, using the transmission of PC screen in multimedia electronic class as an example, we study the compression and transmission of digital image on Local Network (LN) and its software realize method in-depth. There is two type of PC screen image, Computer Graphic Interface (CGI) picture and general active color image. Besides the enormous data volume, CGI picture has its speciality. After study this speciality, we proposed a kind of intra-inter frame intercross Run-Length Coding(RLC) method in this paper. It removed both spatial and temporal redundancy efficiently and realized real-time transmission of CGI picture on LN.
2-D Discrete Cosine Transform (DCT) is the most widely used technique in image processing. But it needs enormous computation. In this paper, we proposed a block-adaptive pruned DCT. It prunes some points from computation according to the fluctuation of pixel value in a block and reduced the computational complexity greatly with slight Peak Signal-Noise Ratio (PSNR) degradation.
To the Motion Compensation (MC) of active image, we proposed a Motion Estimation (ME) algorithm with prediction based on adjacent blocks. It determines the search range based on spatial and temporal adjacent blocks of current block,