將一個灰度圖像為8 bit/像素中每個像素的第j個比特抽取出來，就得到一個稱為比特平面的二值圖像，於是圖像完全可以用一組共8個比特平面來表示，對灰度圖像的編碼轉為對比特平面的二值化方塊編碼。為此，將每個比特面分為不重疊的m×n個元素的子塊。
基本介紹
- 中文名：比特面編碼
- 外文名：Bit plane coding
- 套用學科：通信
原理,次最佳方塊編碼,用格雷碼錶示像素亮度,視覺心理編碼,方塊尺寸的選擇,
原理
次最佳方塊編碼
統計分析表明，比特平面中有兩種結構的方塊經常出現：m×n個全“0”和全“1”，並且前者出現的機率多於後者，於是可得出如下的次最佳方塊編碼方案
全“0”子塊：碼字為“0”
全“1”子塊：碼字為“11”
其他情況：碼字為“10”+“xxx…x”
“xxx…x”為將子塊的比特內容直接輸出，故又稱為直接編碼。
這種編碼方案的平均碼長L為：
L=P(0;n,m)+2P(1;n,m)+(2+nm)[1-P(0;n,m)-P(1;n,m)]=nm[1-P(0;n,m)-P(1;n,m)]+2- P(0;n,m) (41.77)
式中：P(0;n，m)和P(1;n，m)分別為m×n個全“0”或全“1”子塊出現的機率。
壓縮比Cr=nm/L，將L代入可得：
可見，Cr是P(0;n，m)和P(1;n，m)的遞增函式。
用格雷碼錶示像素亮度
通常，數位化後像素的電平值都是PCM自然二進制碼，這種碼的特點是高位最重要的比特平面圖形簡單，並適用於上述方塊編碼，但重要性稍差的比特面圖形相當複雜，尤其低位最不重要的比特平面噪聲為主要成份，因而不適宜用方塊編碼。這樣，由高位4個最重要的比特面獲得的壓縮效益將被其他幾個低位比特面所抵消，其原因在於對於PCM編碼，若相鄰像素的亮度值變化一個等級，其碼字也可能相差好幾個比特。改進的方法是用格雷碼來表示像素的亮度。由於格雷碼的特點是碼距惟一，使得比特面上取值相同的面積增大，即P(0;n，m)和P(1;n，m)增大，因而增大了壓縮比。
視覺心理編碼
視覺心理編碼是指，允許恢復圖像有一定的失真，只要視覺感覺不出或可以容忍。具體做法是把子塊內不超過K個“1”的子塊視為全“0”子塊，而把不超過K個“0”的子塊視為全“1”子塊，這樣也等效於取值相同的面積增大，即P(0;n，m)和P(1;n，m)增大，因而也提高了壓縮比。
據實驗表明，若子塊大小為n=m=4，當K=6時引起的失真人眼尚可接受。
方塊尺寸的選擇
在壓縮比Cr的表示式中，它與n，m的關係是複雜的。當nm增加時，1/nm減少，但很可能導致P(0;n，m)和P(1;n，m)減少。因而nm不能盲目增大。實驗表明，取n=m=4較為合適。
