数据压缩技术是多媒体技术的关键技术，也是多媒体技术发展的基础。在多媒体技术发展到的今天，大家已经知道数据是可以压缩的，但数据为什么要压缩？而又为什么能够实现数据压缩？其理论基础与原理是什么？实现数据压缩的具体方法有哪些？目前世界通用的数据压缩标准是什么？其规范与实现的途径又有哪些？带着这一连串的问题，我们来开始第4章多媒体数据压缩技术的学习。
1.什么是数据压缩？
2.多媒体数据压缩的必要性和可能性是什么？
3.数据压缩编码是如何分类的？
4.量化的目的（作用）是什么？
5.量化器设计的要求是什么？
6.量化的方法有哪些？
7.通过什么是信息熵？
8.数据压缩的理论基础是什么？
9.霍夫曼编码算法是如何设计的？
10.算术编码的原理与实现步骤如何？
11.预测编码的原理什么？
12.预测编码为什么能够实现压缩？
13.预测编码是如何分类的？
14.最佳线性预测的方法？
15.DPCM与ADPCM预测编码是如何实现的？
16.帧间预测编码的方法有那些？其具体的思路如何？
17.复习最小均方差准则。
18.变换编码的原理是什么？
19.最佳正交变换--K-L变换的编码方法？
20.为什么说K-L变换是最佳变换？
21.复习向量协方差矩阵、矩阵的特征值、特征向量、平均向量、傅里叶变换等概念。
22.多媒体技术的国际标准有哪些？
23.静态图像编码标准JPEG都用到了那些编码算法？
24.如何实现MPEG-1标准中的帧间数据压缩的？
学习目标
在掌握预测编码、变换编码、统计编码等压缩编码算法的基础上掌握静态图像压缩编码JPEG的原理及实现技术，掌握动态图像压缩编码MPEG的基本原理。
学习指南
由于经典的数据压缩技术是建立在信息论基础上的，因而在学习本章的内容之前建议首先学习信息论中的信息源编码理论，目的是了解数据压缩的理论极限和数据压缩的基本途径，重点掌握"熵"的概念，在理解数据压缩的基本途径的基础上学习统计编码、预测编码、变换编码的基本原理；在理解上述三类编码原理的基础上，掌握各类编码的具体实现算法，有条件的同学最好用一种计算机程序设计语言上机编程实现。在此基础上了解JPEG、MPEG标准的内容，掌握其具体实现的基本思路与算法。有精力的同学可以再多看一些有关MPEG4、MPEG7、MPEG21的文献。
4.1节（概述）学习指南
第一节概述中我们将分以下两个问题进行讨论和讲解：4.1.1 多媒体数据压缩的必要性和可能性 4.1.2 数据压缩技术的分类。 对于基础概念要认真理解。
4.2节（量化）学习指南
量化是任何数字压缩方法的基础，本节讲述的目的是为了后续各节的学习打下基础。
通常量化是指模拟信号到数字信号的映射，由于模拟量是连续的，而数字量是离散量，因此量化操作实质上是用有限的离散量代替无限的连续模拟量的多对一映射操作。
量化是任何数字压缩方法的基础，本节讲述的目的是为了后续各节的学习打下基础。
4.3节（统计编码）学习指南
第一个要深刻理解的概念就是"信息熵"，要从定义、含义、意义等三个方面去理解，也就是说要明确"信息熵"是如何定义的，它与信息量、图像的概率分布之间有什么样的关系，为什么要在图像编码的理论研究中引"熵"值的概念。第二个要理解的概念就是"最佳编码"的概念，要通过对信息论的学习理解霍夫曼编码为什么是最佳编码。第三个要理解算术编码的基本原理。在此基础上学会霍夫曼编码和算术编码算法的设计与实现。
本节的讲课（学习）思路：
为什么要讲（学）信息论（信息熵） 因为信息论是数据压缩的理论基础
信息论讲的是什么（要学习的内容） 数据压缩的理论极限（数据能否进行压缩？能）
数据压缩的基本途径之一--统计编码
（压缩的方法是什么？方法之一是统计编码）
如何进行统计编码算法的设计 霍夫曼编码方法（最佳编码）
算术编码方法
4.4节（预测编码）学习指南
在学习本节课程内容之前，建议同学先复习一下"偏微分方程的解法"和"最小均方差准则"。学习本节内容要先搞清楚预测编码的原理（预测编码的理论基础是什么？--为什么要用实际值减去预测值？--预测系统由几部分组成？信道传送的是什么？--在什么前提下预测编码的效果会更好？）在此基础上理解DPCM编码原理，通过学习三阶最佳线性预测器的设计理解最佳线性预测。学习ADPCM预测编码原理要先搞清楚为什么要"自适应"？再搞清楚如何实现"自适应"？帧间预测编码是预测编码的应用，始终贯穿着预测编码的原理。
本节学习思路
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4.5节（变换编码）学习指南
在学习本节课程内容之前，建议同学先复习一下"协方差矩阵"和"特征值和特征向量"。学习本节内容要先搞清楚变换编码的原理，带着以下问题去看书学习：K-L变换为什么是最佳变换。为什么在实际中次优正交变换--DCT变换应用广泛？
本节的讲课（学习）思路：（重点讲K-L变换）
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4.6节（多媒体技术的国际标准）学习指南
在静态图像编码标准JPEG中主要用到了DCT离散余弦变换、均匀量化、熵编码、行程编码等前面几节学过的知识；在动态图像编码标准MPEG中也用到了前面学过的帧间预测编码的原理与技术。因而再学习本节之前，要注意对以上知识的复习。在学习过程中注意学习JPEG、MPEG两大国际标准的思路。在此基础上掌握JPEG编码算法。
本节的讲课（学习）思路：
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难重点
本章的重点是：
·信息熵的概念
·统计编码、变换编码、预测编码的原理。
·JPEG编码实现方法
·帧间编码技术
·哈夫曼、算术编码的算法。
本章的难点是：
·信息熵的概念
·K-L变换
·知识点
知识点（点击查看大图）
