第二十三卷第三期2008年3月楚雄师范学院学报Vol.23No.3Mar.2008JOURNALOFCHUXIONGNORMALUNIVERSITY信号处理中的数据压缩评价指标研究高永丽（楚雄师范学院计算机科学系，云南楚雄675000）摘要：数据压缩的最终目标就是在不损失或尽量少损失有用信息的前提下,获得尽可能大的压缩比。而压缩算法的优劣，则是通过压缩性能指标进行评价的，本文阐述了各种压缩指标在评价压缩算法上的应用和特点关键词：数据压缩；相似性指标；压缩效率；误差阐值中图分类号：TP391文章标识码：A文章编号：1671-7406（2008）03-0011-04数据压缩是信号处理的一个主要的研究方向,最终目标就是在不损失和尽量少损失有用信息的前提下,获得尽可能大的压缩比。这方面国内外学者已经做了大量的工作,提出了各种各样针对不同要求、有不同特点的方法。特别是90年代以后提出了很多新技术,如二代的小波提升技术、基于神经网络模型的智能化技术、基于分形的技术等,但主要的压缩方法归纳起来仍可分为以下三大类：（1）特征参数提取法：从数据中提取和保留有分析价值的特征参数；（2）直接数据处理法:利用插值或者预测等处理，减小数据中的冗余度，实现数据压缩。如AZTEC、SAPA、CORTES、FAN等算法；（3）变换域压缩法：通过正交变换，解除数据间的相关，用少量的变换域分量保持原数。如KLT、DCT、FT和DLT等。而各种压缩算法的优劣则要通过压缩性能评价指标来综合分析。作为一个性能优越的压缩算法，不仅要求具有较高的恢复精度，还要求有较理想的压缩效率，但它们是互相矛盾的，实际应用中只能折中选取方案。目前常用的压缩评价指标包括相似性指标(CC、PRD、SRD等)；误差指标(幅值误差、峰值误差)；压缩效率(CR、平均码率)；计算复杂性等。1、相似性指标相似性指标有以下几种表示方法:（1）相关系数(CrossCorrelation,CC)收稿日期：2007-12-09作者简介：高永丽（1973-），女，讲师，硕士，主要研究方向:数字图像处理。楚雄师范学院学报2008年第3期n1∑(u(i)−u)(v(i)−vcc=Ni=1σu⋅σv其中u(i)是原始信号第i采样点幅值，v(i)是压缩恢复后的第i采样点的幅值，NNu=1∑u(i)是原始信号的均值，v=1∑v(i)是恢复信号的均值，σ=1N∑i=1(u(i)-u)2是uNNNi=1i=11N是恢复信号的标准差。CC结果处于[-1,1]范围内，原始信号的标准差，σv=∑(v(i)-v)2Ni=1当其越接近于１，则表示压缩算法越具有高的恢复精度。相关系数CC是个无量纲数，没有具体的物理意义，但能直观表示波形间的相似程度，较为常用。（2）均方根误差（RootMeanSquareerror,RMSe）为了表示压缩前后信号间的能量差异，而不是像CC等无明确物理意义的系数，常使用均方根误差（RMSe）：NRMSe=1∑(u(i)−v(i))Ni=1但RMSe依赖于原始信号的幅值，直观的看。在相同的幅值误差情况下，原始信号幅值大的应较为精确，因此很自然地将原始信号的幅值考虑进去，这样则又产生均方根百分误差。（3）均方根百分误差(PercentRootmeansquareDiference,PRD)PRD是最常用的压缩评价指标，几乎在任何一篇有关数据压缩的文献中都涉及到它:n∑(u(i)−v(i))2i−1PRD=×100%n∑(u(i))2i=1PRD容易受到基线波动的影响，在相同的幅值误差情况下，由于基线的波动使得u(i)发生变化，当u(i)较大时PRD减小，u(i)较小时PRD增大。2、误差指标压缩算法中常用作评价指标的幅值误差是峰值误差，其它一些误差主要作为压缩算法的误差阐值。（1）峰值误差(PeakError,PE)峰值误差，或称最大值误差，是原始信号与恢复信号间最大的幅值误差，其极少单独作为压缩指标使用，一般与PRD等指标共同运用。高永丽：信号处理中的数据压缩评价指标研究error)等。在各种算法中，压缩计算绝大多数是以幅值误差为阐值指标的，如AZTEC,CORTES,FAN,SAPA等，以幅值误差作为阐值指标的主要好处是计算简单。在分段逼近压缩法中，最一般的目标是以与原始波形最相似的线段来描述，这里用到的误差描述就是距离误差。其中时间误差没有任何实际使用价值，只是在讨论幅值误差与距离误差关系时才有所论及3、压缩效率压缩效率一般是指压缩以后的数据和原始数据的比值，压缩后的数据越小，则说明压缩的效率就越高，常用的指标有:（1）压缩比(Co...