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1、第9章图像压缩标准2021/7/28南京大学多媒体研究所2内容静止图像压缩编码标准JPEG静止图像压缩编码标准JPEG2000一、静止图象压缩编码标准JPEG(ISO/IEC10918)2021/7/28南京大学多媒体研究所41引言JPEG应满足下列需求：可处理各种连续色调的彩色（黑白）图象算法先进，图象质量可达“verygood/excellent”压缩比及图象质量可选择（控制）（以CCIR601型测试图像为例，JPEG算法能达到的典型压缩比率为24:1,几乎没有视觉效果上的差异）复杂度适中（软件方面，不到1000行的程序即可实现基本系统；硬件方面，专
2、用芯片能实现JPEG算法）算法是完全对称的2021/7/28南京大学多媒体研究所5JPEG标准的划分4种编码模式：losslessencodingmodeDCT_basedsequentialencodingDCT_basedprogressiveencodingDCT_basedhierarchicalencoding3种技术层次(按算法的复杂性):基本系统（BaselineSystem)扩展系统（ExtendedSystem,提供二进制算术编码）专用无损失系统（IndependentSystem）。2021/7/28南京大学多媒体研究所62.JPEG
3、无损编码模式预测编码entropycoding源图象压缩图象表mode效果无失真压缩比为2~3倍8种预测公式适用于不同类型图象2021/7/28南京大学多媒体研究所7预测公式(JPEG)预测值=A*Xa+B*Xb+C*XcModeABC0000110020103001411-1510.5-0.560.51-0.5700.503.基于DCT的顺序编码2021/7/28南京大学多媒体研究所9顺序编码基本流程Var-lengthintegerencoderVar-lengthintegerencoderVLC表1VLC表2JPEG比特流6.VLCf(x,y)源
4、图象1.预处理FDCTF(u,v)2.DCT变换QQ1(u,v)Q2(u,v)FQ(u,v)DCAC3.量化DPCMRLC4.DPCM/RLCHuffmanDCmodelHuffmanACmodel5.Huffman2021/7/28南京大学多媒体研究所10预处理和FDCT把每个图象分量均划分为若干8*8的子块将RGB颜色空间转换为YCbCr空间多个图象分量(彩色图象)可以有2种处理方式:interleavednoninterleaved变换前,需对象素值进行电平偏移,即[0,2P-1]→[-2P-1,2P-1-1]变换后,得到的F(u,v)其动态范围是
5、:[-2P+2-1,2P+2-1]2021/7/28南京大学多媒体研究所11颜色转换Y=(77/256)*R+(150/256)*G+(29/256)*BCr=(131/256)*R-(110/256)*G-(21/256)*B+128Cb=-(44/256)*R-(87/256)*G+(131/256)*B+128012345Y(16x16)U(8x8)V(8x8)2021/7/28南京大学多媒体研究所12亮度量化表V(u,v)=色度量化表V(u,v)=量化表16111016244051611718244799999999121214192658605
6、5182126669999999914131624405769562426569999999999141722295187806247669999999999991822375668109103779999999999999999243555648110411392999999999999999949647887103121120101999999999999999972929598112100103999999999999999999DCT系数的量化量化处理[F(u,v)/Q(u,v)+0.5]当F(u,v)>=0[F(u,v)/Q(u,v)-0.5]
7、当F(u,v)<0(其中,Q[u,v]=(Q/50)*V[u,v],Q越小，CR越低，图像质量越好)FQ(u,v)=2021/7/28南京大学多媒体研究所13FDCT和量化处理的例子源图像样本FDCT系数量化后的系数2021/7/28南京大学多媒体研究所14直流系数DCi的处理FQ(0,0)是子图象块的直流系数,一幅图象的所有直流系数使用DPCM编码,即:△DCi=DCi+1-DCiDCiDCi+1子图象块图象FQ(0,0)2021/7/28南京大学多媒体研究所15交流系数AC的处理将FQ(u,v)按“Z”字形排成一个一维数组ZZ(1..63)：ZZ(1
8、)ZZ(63)2021/7/28南京大学多媒体研究所164x4子图像块编码实例o
