Rate-Distortion Optimization

释义 Definition

率—失真优化：在压缩与编码（尤其是图像/视频编码）中，用数学方法在码率（rate，比特数/文件大小）与失真（distortion，质量损失）之间做权衡，选择在给定约束下“最划算”的编码决策（例如量化强度、模式选择、运动估计等）。常见做法是使用拉格朗日代价函数（Lagrangian cost）来同时考虑码率与失真。

发音 Pronunciation (IPA)

/ˌreɪt dɪˈstɔːrʃən ˌɑːptɪmaɪˈzeɪʃən/

例句 Examples

Rate-distortion optimization helps the encoder choose the best quantization level.
率—失真优化帮助编码器选择最合适的量化等级。

By using rate-distortion optimization, the codec can allocate bits more efficiently across frames while maintaining perceptual quality.
通过率—失真优化，编解码器可以在尽量保持主观画质的同时，更高效地在不同帧之间分配比特。

词源与背景 Etymology (简述)

该术语由三个部分构成：rate（码率）、distortion（失真）、optimization（优化）。其思想源自信息论中的率—失真理论（rate–distortion theory）：研究在允许一定失真的前提下，信号最少需要多少比特来表示。后来这一理论被广泛应用到实际压缩系统（如 H.264/AVC、HEVC）中，形成工程上常用的“RDO”决策框架。

相关词 Related Words

• Rate
• Distortion
• Optimization
• Lagrangian
• Bitrate
• Quantization
• Entropy
• Codec
• PSNR
• SSIM
• Tradeoff
• Rate-Distortion

文献与著作中的用例 Literary / Notable Works

• Claude E. Shannon, “A Mathematical Theory of Communication”（1948）：奠定信息论基础，为率—失真思想提供理论土壤。
• Thomas M. Cover & Joy A. Thomas, “Elements of Information Theory”：系统介绍率—失真理论与相关优化思想。
• Toby Berger, “Rate Distortion Theory: A Mathematical Basis for Data Compression”：率—失真理论的经典专著。
• ITU-T / ISO/IEC 视频编码标准与文档（如 H.264/AVC、H.265/HEVC）：工程实现中大量采用基于 RDO 的模式决策与比特分配方法。