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上传人:非学无以广才 2021/12/6 文件大小:110 KB

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文档介绍

文档介绍:JPEG压缩编码原则
JPEG是联合图象专家组(Joint Picture Expert Group)英文缩写,是国际原则化组织(ISO)和CCITT联合制定静态图象压缩编码原则。和相似图象质量其他惯用文献格式(如GIF,TIFF,PCX)相比,JPEG是当前静态图象中压缩比最高。咱们给出详细数据来对比一下。,原图大小为640*480,256色。用工具SEA()将其分别转成24位色BMP、24位色JPEG、GIF(只能转成256色)压缩格式、24位色TIFF压缩格式、24位色TGA压缩格式。得到文献大小(以字节为单位)分别为:921,654,17,707,177,152,923,044,768,136。可见JPEG比其他几种压缩比要高得多,而图象质量都差不多(JPEG解决颜色只有真彩和灰度图)。
正是由于JPEG高压缩比,使得它广泛地应用于多媒体和网络程序中,例如HTML语法中选用图象格式之一就是JPEG(另一种是GIF)。这是显然,由于网络带宽非常宝贵,选用一种高压缩比文献格式是十分必要。
JPEG有几种模式,其中最惯用是基于DCT变换顺序型模式,又称为基线系统(Baseline),如下将针对这种格式进行讨论。
1.         JPEG压缩原理
JPEG压缩原理其实上面简介那些原理综合,博采众家之长,这也正是JPEG有高压缩比因素。其编码器流程为:
     JPEG编码器流程
解码器基本上为上述过程逆过程:
     解码器流程
8×8图象通过DCT变换后,其低频分量都集中在左上角,高频分量分布在右下角(DCT变换事实上是空间域低通滤波器)。由于该低频分量包括了图象重要信息(如亮度),而高频与之相比,就不那么重要了,因此咱们可以忽视高频分量,从而达到压缩目。如何将高频分量去掉,这就要用到量化,它是产生信息损失根源。这里量化操作,就是将某一种值除以量化表中相应值。由于量化表左上角值较小,右上角值较大,这样就起到了保持低频分量,抑制高频分量目。JPEG使用颜色是YUV格式。咱们提到过,Y分量代表了亮度信息,UV分量代表了色差信息。相比而言,Y分量更重要某些。咱们可以对Y采用细量化,对UV采用粗量化,可进一步提高压缩比。因此上面所说量化表普通有两张,一张是针对Y;一张是针对UV。
上面讲了,通过DCT变换后,低频分量集中在左上角,其中F(0,0)(即第一行第一列元素)代表了直流(DC)系数,即8×8子块平均值,要对它单独编码。由于两个相邻8×8子块DC系数相差很小,因此对它们采用差分编码DPCM,可以提高压缩比,也就是说对相邻子块DC系数差值进行编码。8×8其他63个元素是交流(AC)系数,采用行程编码。这里浮现一种问题:这63个系数应当按照怎么样顺序排列?为了保证低频分量先浮现,高频分量后浮现,以增长行程中持续“0”个数,这63个元素采用了“之”字型(Zig-Zag)排列办法,。
     Zig-Zag
这63个AC系数行程编码码字用两个字节表达,。
     行程编码
上面,咱们得到了DC码字和 AC行程码字。为了进一步提高压缩比,需要对其再进行熵编码,这里选用Huffman编码,提成两步:
(1)熵编码中间格式表达
对于AC系数,有两个符号。符号1为行程和尺寸,即上面(RunLength,Size)。(0,0)和(15,0)是两个比较特殊状况。(0,0)表达块结束标志(EOB),(15,0)表达ZRL,当行程长度超过15时,用增长ZRL个数来解决,因此最多有三个ZRL(3×16+15=63)。符号2为幅度值(Amplitude)。
对于DC系数,也有两个符号。符号1为尺寸(Size);符号2为幅度值(Amplitude)。
(2)熵编码
对于AC系数,符号1和符号2分别进行编码。零行程长度超过15个时,有一种符号(15,0),块结束时只有一种符号(0,0)。
对符号1进行Hufffman编码(亮度,色差Huffman码表不同)。对符号2进行变长整数VLI编码。举例来说:Size=6时,Amplitude范畴是-63~-32,以及32~63,对绝对值相似,符号相反码字之间为反码关系。因此AC系数为32码字为100000,33码字为100001,-32码字为011111,-33码字为011110。符号2码字紧接于符号1码字之后。
对于DC系数,Y和UVHuffman码表也不同。
掉了这样半天书包,你也许已经晕了,呵呵。举个例子来阐明上述过程就容易明白了。
下面为8×8亮度(Y)图象子块通过量化后系数。
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