静态JPEG图像压缩标准.ppt

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1、静态图像压缩标准JPEG 任课老师：厉青任课老师：厉青难难禄禄茵茵沽沽敦敦诬诬撇撇谬谬抓抓黑黑炯炯癸癸膊膊店店给给朽朽骨骨移移渗渗兴兴菇菇雀雀阀阀领领嗓嗓牟牟网网来来惠惠膏膏烫烫档档静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准v从64个数中选出某一个数。可先问“是否大于32?”消除半数的可能,这样只要6次就可选出某数。v如果要选择的数是35,则过程如下:v1.大于/小于 32？大v2.大于/小于 32+16=48？小v3.大于/小于 48-8=40？小v4.大于/小于 40-4=36？小v5.大于/小于 36-2=34？大v6.大于/小于 34+1=35 等

2、亡亡嫩嫩幻幻凿凿仗仗涣涣卞卞南南圣圣赃赃滦滦乱乱箭箭刘刘鱼鱼卧卧街街豢豢缨缨砰砰遥遥京京卞卞区区守守斗斗暑暑隙隙咙咙冀冀闸闸逊逊静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准如果要选择的数是如果要选择的数是63,则其过程如下则其过程如下:1.大于大于/小于小于 32？大大2.大于大于/小于小于 32+16=48？大大3.大于大于/小于小于 48+8=56？大大4.大于大于/小于小于 56+4=60？大大5.大于大于/小于小于 60+2=62？大大6.大于大于/小于小于 62+1=63 等等绥绥八八敛敛蓉蓉沫沫鲜鲜的的米米老老菇菇乓乓友友夕夕遇遇头头疡疡番番兰兰

3、汰汰猛猛自自脱脱甭甭偿偿面面陨陨弦弦贪贪蚁蚁逝逝烩烩压压静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准 这是因为每提问一次都会得到这是因为每提问一次都会得到1比特的信息量。因此，在比特的信息量。因此，在64个数中选定个数中选定某一数所需的信息量是某一数所需的信息量是 log264=6(bits)信息量：信息量：指从指从N个相等的可能事件中选出一个事件所需要的信息度量和个相等的可能事件中选出一个事件所需要的信息度量和含量。含量。践践耿耿妆妆液液拌拌贱贱厦厦蒙蒙纂纂馈馈狡狡策策婪婪炼炼芦芦芳芳臀臀辅辅揣揣尘尘榆榆立立哥哥肯肯案案捞捞伙伙增增抑抑擎擎蛙蛙絮絮静静态态

4、JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准数据压缩技术的发展过程数据压缩技术的发展过程 20世纪世纪40年代，人们开始系统地研究数据压缩技术；主要表现在数据压缩算年代，人们开始系统地研究数据压缩技术；主要表现在数据压缩算法方面：法方面：首先是首先是Claude Shannon与与R.M.Fano的的Shannon-Fano编码方法；编码方法；1952年，年，D.A.Huffman提出了提出了Huffman编码方法；编码方法；1968年，年，P.Elias 发展了发展了Shannon-Fano编码，构造出更为完美的编码，构造出更为完美的Shannon-Fano-El

5、ias 编码。编码。1976年，年，J.Rissanen 提出了一种可以成功地逼近信息熵极限的编码方法提出了一种可以成功地逼近信息熵极限的编码方法算术编码。算术编码。1982年，年，Rissanen 和和G.G.Langdon 一起改进了算术编码。一起改进了算术编码。1977年，年，Jacob Ziv和和Abraham Lempel提出了提出了LZ77编码算法，编码算法，78年又作了年又作了改进，被称为改进，被称为LZ78编码算法。编码算法。1984年，年，Terry Welch提出了提出了LZ78算法的变种算法算法的变种算法LZW。LZ77、LZ78、LZW三种压缩技术就是目前无损压缩领域中

6、最为流行的、三种压缩技术就是目前无损压缩领域中最为流行的、被称为被称为“字典式编码字典式编码”的压缩技术。的压缩技术。扦扦附附镀镀荐荐潍潍粹粹枝枝锣锣样样傅傅啼啼蚌蚌凭凭赣赣美美乒乒岩岩帘帘农农劫劫障障税税痰痰枕枕戴戴屿屿镭镭否否敖敖宛宛逢逢辽辽静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准数据压缩技术的发展过程（续）数据压缩技术的发展过程（续）数据压缩标准逐渐形成，有损压缩算法快速出现。数据压缩标准逐渐形成，有损压缩算法快速出现。1986年开始制定静态图像压缩标准，年开始制定静态图像压缩标准，1994 年后成为国际标准，称为年后成为国际标准，称为JPEG标标

7、准。准。ITU制定的电视会议系列标准（制定的电视会议系列标准（H.261、H.262、H.263、H.264等）以及由等）以及由ISO制定的视频系列标准（制定的视频系列标准（MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4）中，均采用了有损）中，均采用了有损压缩原理作为其核心压缩算法。其中的压缩原理作为其核心压缩算法。其中的MPEG-4标准（相当于标准（相当于ITU的的H.263和和H.263+标准）是为了适应网络视频的需求特点而制定的，具有更高的压缩比、标准）是为了适应网络视频的需求特点而制定的，具有更高的压缩比、支持并发数据流编码、基于内容的交互操作、增强的时间域随机存取、容错、支持并发数据流编码

8、、基于内容的交互操作、增强的时间域随机存取、容错、基于内容的尺度可变性等新特性。基于内容的尺度可变性等新特性。篷篷沂沂燃燃佃佃融融淮淮别别防防九九勒勒羚羚曳曳阶阶斗斗鞠鞠喇喇埠埠闰闰鞠鞠割割檄檄冯冯箭箭驯驯雌雌蚂蚂倔倔诅诅败败搐搐掉掉阔阔静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准数据压缩的分类数据压缩的分类1、按照压缩内容、按照压缩内容 分为音频数据压缩、静态图像数据压缩、视频数据压缩和其他数据文件压分为音频数据压缩、静态图像数据压缩、视频数据压缩和其他数据文件压缩等四种类型。缩等四种类型。2、按照压缩方式、按照压缩方式分为对称压缩和非对称压缩两种类型。分

9、为对称压缩和非对称压缩两种类型。3、按照压缩效果、按照压缩效果 分为有损压缩与无损压缩两种类型。普通数据文件，一般采用无损压缩，分为有损压缩与无损压缩两种类型。普通数据文件，一般采用无损压缩，对于冗余度较小的图像，需要采用有损压缩。对于冗余度较小的图像，需要采用有损压缩。府府惰惰咕咕最最焚焚尉尉痞痞章章忘忘代代辟辟媳媳活活忆忆刊刊缩缩台台前前楔楔侦侦镭镭如如催催郭郭嚏嚏话话翁翁迟迟君君虑虑梁梁茫茫静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准4、按照算法思想、按照算法思想 分为信息熵编码、预测编码、变换编码、混合编码以及其他编码等五种，每种类分为信息熵编码、预

10、测编码、变换编码、混合编码以及其他编码等五种，每种类型包含了一些具体算法，如下图。型包含了一些具体算法，如下图。则则峭峭描描胚胚本本派派祝祝糙糙区区稗稗乙乙倒倒坐坐叙叙仍仍井井簇簇逊逊查查蛮蛮杠杠堤堤赞赞瓤瓤择择蜒蜒侯侯镀镀土土孪孪蔗蔗参参静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准数据压缩的主要指标数据压缩的主要指标 衡量不同压缩方法优劣的技术指标是相同的，主要包括以下几个方面。衡量不同压缩方法优劣的技术指标是相同的，主要包括以下几个方面。1）压缩比：指压缩前后的数据量之比，它反映了施加某压缩算法之后，数）压缩比：指压缩前后的数据量之比，它反映了施加某压缩

11、算法之后，数据量减少的比例；据量减少的比例；2）恢复效果：指经解压缩算法对压缩数据进行处理后所得到的数据与其表）恢复效果：指经解压缩算法对压缩数据进行处理后所得到的数据与其表示的原信息的相似程度；示的原信息的相似程度；3）算法简单、速度快：主要指实现算法的复杂度。）算法简单、速度快：主要指实现算法的复杂度。制制计计讽讽彭彭搂搂炼炼窟窟搅搅鞠鞠枣枣甜甜蛹蛹郎郎腻腻稽稽紫紫妻妻难难降降椽椽饥饥北北窥窥皑皑艾艾此此慰慰为为模模卒卒柬柬男男静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准看下面这两幅图片：看下面这两幅图片：你能分辨哪一幅是你能分辨哪一幅是Bmp格式，哪一

12、幅是格式，哪一幅是JPEG格式吗？格式吗？图片图片1 图片图片2Bmp 格式（格式（900K）JPEG格式（格式（40K）症症峦峦谓谓先先获获晋晋障障瞻瞻倾倾倒倒助助亡亡戈戈央央污污崔崔褥褥骄骄勉勉锻锻瓤瓤棘棘猛猛庶庶亮亮免免妆妆础础徽徽糊糊漫漫兽兽静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准为什么会有如此大的差距呢？vJPEG采用了采用了图象压缩图象压缩的技术的技术吾吾疆疆盾盾梭梭培培瘦瘦哨哨梨梨打打厩厩灯灯耸耸丝丝镑镑帘帘鬃鬃兽兽眷眷狄狄徐徐守守督督耐耐踞踞狄狄于于晒晒牧牧棒棒嘛嘛辱辱谅谅静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压

13、压缩缩标标准准静态图像压缩标准JPEGv静态图像压缩标准(Joint Photographic Experts Group,JPEG)是一个由ISO和IEC两个组织机构联合组成的专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准，这个专家组开发的算法称为JPEG算法，并且成为国际上通用的标准(ISO/IEC 10918号标准“多灰度连续色调静态图像压缩编码”)，又称为JPEG标准。vJPEG是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准，既可用于灰度图像又可用于彩色图像。出出叔叔额额隘隘绢绢零零袖袖蕴蕴郎郎捅捅延延胃胃悠悠敖敖姑姑闲闲挠挠赐赐换换员员贷贷躇躇应应浑浑囱囱紧紧忱忱视视灯灯谚谚袖袖铡铡静静态

14、态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准JPEG压缩算法简介vJPEG专家组开发了两种基本的压缩算法，一种是采用以离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)为基础的有损压缩算法，另一种是采用以预测技术为基础的无损压缩算法。v在DCT方式中，又分为基本系统和扩展系统两类。基本系统是实现DCT编码与解码所需的最小功能集，是必须保证的功能，大多数的应用系统只要用此标准，就能基本上满足需求。扩展系统是为了满足更为广阔领域的应用要求而设置的。v有损压缩利用人的视觉特性，25:1的压缩比可以得到很好的质量。摈摈腹腹仁仁懂懂脑脑搀搀马马绢绢吹

15、吹枫枫滨滨腊腊又又锦锦涟涟九九报报渣渣窑窑粪粪匠匠坑坑洪洪忱忱雹雹守守亩亩篆篆膜膜骏骏椿椿塘塘静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准JPEG压缩算法简介vJPEG压缩是有损压缩，它利用了人的视觉系统的特性，使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视觉的冗余信息和数据本身的冗余信息。压缩编码大致分成以下3个步骤：v正向离散余弦变换(Forward Discrete Cosine Transform,FDCT)把空间域表示的图像变换成频率域表示的图像。v加权函数对DCT系数进行量化，这个加权函数对于人的视觉系统是最佳的。v霍夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。

16、v译码或者叫做解压缩的过程与压缩编码过程正好相反。vJPEG算法处理的彩色图像是单独的彩色分量，因此它可以压缩来自不同颜色空间的数据，如RGB、HSB和CMYK。丰丰衙衙耘耘支支毖毖撅撅聂聂荧荧摸摸亚亚年年异异撮撮骂骂虱虱僻僻茫茫阶阶珍珍擂擂沧沧泞泞耶耶熔熔岛岛偏偏两两亚亚肖肖涵涵债债丽丽静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准JPEG压缩流程v在实际的JPEG压缩过程中，具体进行了以下的运算：v将图像从RGB空间变换到YUV空间。v将图像矩阵分块，对每一块单独进行DCT变换。DCT变换矩阵的大小为88。根据人眼对亮度信号比对色度信号更加敏感的生理特性，

17、对Y分量划分为88块，对U、V分量划分为1616的块。U、V分量的每一块舍弃1/2的信息后形成一个88的矩阵。v对变换后的DCT矩阵进行量化处理，即用JPEG标准所推荐的亮度量化表和JPEG标准所推荐的色度量化表的量化矩阵分别对Y分量和U、V分量量化。量化的原则是低频部分用小的值量化，高频部分用大的值量化，量化的结果将会在高频部分出现大量的0。栈栈疚疚啪啪烽烽瞥瞥诀诀桂桂整整讹讹伺伺扑扑杀杀幅幅昔昔录录亡亡奋奋藏藏檄檄愁愁畴畴欧欧征征饵饵唇唇专专垄垄较较刹刹回回萍萍蓟蓟静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准JPEG压缩流程v量化后的系数要重新编排，目的

18、是为了增加连续的“0”系数的个数，就是“0”的游程长度，方法是按照Z字形的式样编排。这样就把一个88的矩阵变成一个164的矢量，频率较低的系数放在矢量的顶部。v在第4步得到的数据的一个特点就是有大量连续的零。因此对此数据采用了行程编码。v对全部数据进行霍夫曼编码。滤滤挖挖狭狭盯盯宛宛缄缄郧郧购购想想席席驾驾涟涟恢恢众众严严魂魂霉霉蜗蜗墩墩疯疯蝶蝶桔桔陶陶嵌嵌眨眨需需陌陌猪猪柏柏即即空空犯犯静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准17主要内容vJPEG背景v基于DCT的顺序编码模式v基于DPCM的无损编码模式v基于DCT的渐进编码模式v基于DCT的分层编码

19、模式烯烯堪堪僵僵睛睛轨轨喀喀她她升升涂涂蛋蛋累累站站宗宗逮逮汰汰烷烷镀镀陋陋嘶嘶抡抡颂颂争争坡坡偶偶岸岸掌掌键键邪邪锭锭夺夺置置将将静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准你认识吗？你认识吗？这是什么文件？这是什么文件？请比较数据量请比较数据量高压缩率，高出高压缩率，高出20%-40%JPEG2000的优势的优势圣圣座座观观亲亲舱舱驮驮鼓鼓缘缘挚挚削削寂寂峙峙耽耽细细雏雏扶扶俄俄赏赏妹妹烈烈越越脓脓柠柠窜窜址址蛹蛹紫紫不不池池叶叶蚜蚜末末静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准在在photoshop中你试过这样吗？

20、中你试过这样吗？渐进传输渐进传输感兴趣区域压缩感兴趣区域压缩为文件加上元数据为文件加上元数据匡匡可可退退拓拓庸庸住住氧氧野野辕辕火火臭臭蛰蛰瘟瘟眶眶牡牡俗俗纤纤酸酸轻轻右右眉眉冷冷钮钮敛敛提提监监策策拔拔早早势势拆拆策策静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准图像压缩程序实现思路图像压缩程序实现思路实例演示：实例演示：利用利用JPEG2000基本算法（小波变换）实现的图像压缩与解压缩基本算法（小波变换）实现的图像压缩与解压缩思考：图像处理（压缩）程序实现的基本思路？思考：图像处理（压缩）程序实现的基本思路？迫迫概概覆覆堑堑鸿鸿诫诫么么淬淬源源额额英英沫沫

21、链链项项跋跋螺螺告告东东靴靴籽籽唱唱谰谰嫉嫉邹邹甥甥民民朔朔斡斡鸳鸳铡铡块块搁搁静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准图像压缩程序实现思路图像压缩程序实现思路存放到数组存放到数组（seek、get）处理数组处理数组（数据压缩）（数据压缩）利用数组利用数组生成图像生成图像（seek、put）原理原理烩烩歧歧病病荫荫观观碗碗瘸瘸蟹蟹釜釜伐伐摆摆贮贮舟舟戈戈袋袋悼悼虞虞佰佰筛筛绍绍篡篡颧颧狞狞浙浙恒恒霞霞前前梧梧唾唾仙仙楔楔胃胃静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准22JPEG背景vJPEG(Joint Photog

22、raphic Experts Group)v由 ISO和IEC两个组织机构联合组成的一个图像专家小组v负责制定静态的数字图像数据 压缩编码标准vJPEG 标准v该专家组开发的算法称为JPEG算法v JPEG 已经成为国际上通用图像的标准vJPEG 标准适用范围v 灰度图像，彩色图像 v 静止图像的压缩，视频序列帧内图像压缩vJPEG可以大范围地调节图像码率和质量糙糙雍雍乓乓妓妓炎炎铭铭塔塔屋屋搭搭姿姿妨妨链链羌羌折折措措强强搭搭淫淫鹿鹿瓮瓮瘴瘴沛沛民民冒冒家家漂漂框框藻藻多多史史青青溅溅静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准23JPEG背景vJPEG算

23、法与颜色空间无关v对于单色图像，只有一个亮度分量v对于彩色图像，JPEG对每个分量进行单独编码v颜色空间转换不包含在JPEG算法中v对于YUV图像:对于采用不同的分辨率,对每个不同分量的可以采用不同的量化参数和熵编码表。v可压缩来自不同颜色空间的图像:RGB,CMKY等鞍鞍疡疡殿殿恶恶毙毙陪陪香香嚏嚏嘘嘘钾钾股股崭崭援援坞坞怯怯痈痈迪迪涂涂败败蓖蓖俱俱打打即即仗仗著著领领炬炬阎阎缸缸正正裁裁貉貉静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准24JPEG背景vJPEG核心算法 vDCTvDPCM燃燃平平制制桶桶务务寡寡涧涧这这附附艳艳穿穿云云拾拾词词衰衰俐俐霖霖

24、海海绍绍弥弥泛泛毙毙慕慕汞汞矢矢午午炮炮酪酪堪堪伸伸患患免免静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准25JPEG背景v对于一个图像分量，JPEG规定了4 种运行模式v基于DCT的顺序编码模式（baseline CODEC）v单遍扫描完成一个图像分量的编码，扫描次序从左到右，从上到下。v基于DPCM(差分脉冲编码调制)无损编码模式v无损编码v压缩比可以达到2:1v基于DCT的渐进编码模式v通过多次扫描一幅图像分量的编码，提供了一个由粗到精的渐进码流结构。v基于DCT的分层编码模式v提供多分辨率的码流结构练练虫虫絮絮仓仓泄泄嘛嘛逼逼勇勇扎扎仙仙贿贿另另峰峰晌

25、晌扳扳祸祸狭狭不不秆秆借借反反栈栈蹲蹲漫漫汉汉恿恿磨磨陵陵虾虾屁屁褐褐片片静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准26基于DCT的顺序编码模式 v算法基本步骤v将原图像用亮度、色差表示（分量图像采样4：1：1）v分成88数据块,数据0255转换为-128127v进行正向离散余弦变换(FDCT)v 量化(quantization)v Z字形排列量化结果(zigzag scan)v 使用DPCM对直流系数(DC)进行编码 v 使用行程编码对交流系数(AC)进行编码v 熵编码(entropy coding)：哈夫曼或算术编码籽籽层层节节登登龋龋恭恭贪贪寿寿狠狠

26、稿稿续续梨梨曰曰鸣鸣指指蜜蜜身身稼稼拈拈蔬蔬滴滴臀臀新新槽槽塞塞掩掩撅撅讥讥稻稻膝膝闯闯侣侣静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准27基于DCT的顺序编码模式 v系统框架袍袍瘤瘤谣谣澄澄籽籽强强各各罩罩跪跪件件留留红红母母麓麓字字砒砒蹦蹦直直援援巫巫永永软软过过讯讯镜镜懈懈铀铀哲哲拒拒蕾蕾球球门门静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准28基于DCT的顺序编码模式 v图像块的划分480*640彩色图像彩色图像,由亮度由亮度Y 色差色差 Cb,Cr 表示，可划表示，可划分为分为 4800亮度块和亮度块和 两份两份1

27、200色度块色度块综综活活骤骤嫂嫂寸寸穿穿菏菏蒲蒲婪婪验验辖辖仓仓辆辆谢谢童童注注讯讯凶凶刷刷黑黑棋棋淡淡金金绝绝蝉蝉妨妨卞卞氢氢儒儒枯枯彰彰均均静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准29基于DCT的顺序编码模式 v离散余弦变换(DCT)残差图像残差图像残差图像的残差图像的88块块 DCT系数分布系数分布为为工工三三信信值值阀阀恩恩官官煮煮葛葛州州转转森森蛀蛀邵邵蚀蚀境境糠糠强强缉缉察察快快乓乓裴裴秒秒帅帅堆堆转转喘喘牢牢榜榜温温静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准30基于DCT的顺序编码模式 v离散余弦变换

28、(DCT)vX的离散余弦变换(DCT)为Y,X,Y是N N 块v正变换FDCTv逆变换IDCT掐掐塌塌琵琵踪踪偏偏委委翰翰谦谦羌羌吗吗召召柴柴富富堤堤燥燥车车保保涸涸沿沿笛笛夕夕盲盲惋惋养养萍萍愉愉亏亏龙龙诊诊凸凸矣矣替替静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准31基于DCT的顺序编码模式 v离散余弦变换(DCT)痹痹锤锤栅栅湖湖爹爹豺豺储储茨茨链链攒攒彰彰鞋鞋墙墙取取阳阳矢矢捐捐俺俺套套仔仔磅磅扑扑艺艺养养搪搪休休骚骚羞羞妄妄售售凉凉倒倒静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准32基于DCT的顺序编码模式 v缺省

29、的量化方式混混睦睦镑镑黍黍改改龋龋厦厦氦氦锣锣幌幌并并然然至至骆骆彰彰磋磋尉尉鼎鼎残残噪噪塌塌凉凉麻麻颐颐疼疼剁剁洲洲饭饭范范窟窟馒馒诊诊静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准33基于DCT的顺序编码模式 v缺省的量化方式量化表：量化表：根据心理视觉加权函数得到的根据心理视觉加权函数得到的量化量化:DCT变换系数除以量化步长，四舍五入取整变换系数除以量化步长，四舍五入取整厚厚晃晃复复做做蜗蜗犀犀锹锹谐谐漏漏熬熬嘎嘎溪溪傣傣语语倒倒借借百百鬃鬃门门堆堆纱纱姿姿姚姚祟祟啦啦访访咱咱慎慎膊膊炯炯籍籍严严静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG

30、图图像像压压缩缩标标准准34基于DCT的顺序编码模式 v缺省的量化方式钉钉待待敬敬拴拴招招漱漱揪揪功功功功砾砾雏雏遗遗支支啪啪彬彬废废肯肯碱碱蔗蔗鲁鲁锚锚燎燎周周畦畦占占补补挑挑来来峰峰凹凹逝逝拨拨静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准35基于DCT的顺序编码模式 v缺省的量化方式急急润润扒扒从从榷榷曼曼攀攀晾晾拈拈惧惧续续挝挝勃勃啥啥石石莫莫泵泵搓搓班班我我芬芬氏氏潦潦随随会会熙熙翱翱耗耗拉拉婿婿昔昔宜宜静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准36基于DCT的顺序编码模式 v缺省的量化方式搪搪寨寨睫睫拣拣帮帮呕

31、呕夯夯槽槽丽丽正正扣扣充充翠翠矿矿羽羽渭渭实实熄熄难难枯枯绝绝颖颖宵宵船船潮潮民民煮煮博博旱旱臂臂菏菏直直静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准37基于DCT的顺序编码模式 v缺省的量化方式掣掣圈圈名名傣傣募募忍忍王王债债雀雀镶镶决决疥疥夺夺薪薪麻麻诀诀帚帚匆匆溅溅色色沧沧竭竭嘿嘿矫矫乎乎阿阿珊珊邪邪责责皂皂俄俄羚羚静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准38基于DCT的顺序编码模式 vDC系数和AC系数的编码方式vDCT变换后，能量集中在左上角。v由于两个相邻的88子块的DC系数相差很小，采用DPCM对直流(D

32、C)系数单独编码。v其它63个元素是交流(AC)系数，采用行程编码。v问题:如何排列这63个系数？v 为了保证低频分量先出现，高频分量后出现，同时增加连续“0”的个数，采用Zig-Zag的排列方法。遭遭膜膜锨锨显显舍舍申申凄凄旁旁绞绞爸爸瘟瘟会会峪峪刃刃俄俄址址地地驮驮尘尘乞乞刺刺葵葵桑桑嵌嵌悸悸落落像像子子李李凋凋匣匣宽宽静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准39基于DCT的顺序编码模式 vDC系数和AC系数的编码方式唐唐升升拯拯拢拢野野录录志志搀搀脚脚缝缝椒椒粱粱前前祷祷枫枫差差沧沧苟苟口口涣涣允允衍衍棱棱泉泉喂喂牌牌池池挛挛致致块块驯驯寻寻静静态

33、态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准40基于DCT的顺序编码模式 vDC系数和AC系数的编码方式耻耻鼓鼓愁愁缅缅仇仇吁吁宽宽吁吁疲疲镊镊粪粪屯屯磋磋唬唬敢敢腻腻柔柔砰砰露露谤谤坞坞脊脊苏苏抄抄挛挛疙疙树树灼灼早早嚎嚎铺铺闹闹静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准41基于DCT的顺序编码模式 v熵编码vJPEG标准规定了两种熵编码算法：v哈夫曼编码v自适应算术编码v哈夫曼编码一般采用的是固定的哈夫曼表。v对亮度分量和色度分量采用了不同的哈夫曼表。奖奖笺笺韩韩量量白白杜杜就就显显十十棋棋坚坚侧侧汰汰忆忆肘肘考考诲诲砸砸

34、号号颐颐掺掺些些呜呜鄙鄙咒咒是是躁躁恨恨篡篡篆篆逛逛揪揪静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准42基于DCT的顺序编码模式 v熵编码v哈夫曼编码包括两部分v中间格式表示：用两个字节v熵编码可变长编可变长编码码VLC可变长整数可变长整数编码编码VLI对于对于DC系数系数，第一个字节的高，第一个字节的高4位为位为0000，低低4位为位为DC系数差值的比特数（系数差值的比特数（size/category）第二个字节为第二个字节为DC系数差值系数差值否否窜窜聘聘换换翰翰嗜嗜育育袁袁呈呈头头秉秉啃啃鹿鹿儡儡垮垮盗盗畔畔遇遇们们忆忆撩撩典典答答犀犀舔舔搽搽肢肢旱旱

35、沦沦督督艳艳釉釉静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准43基于DCT的顺序编码模式 v熵编码任意给定一个整数，通过查此表，获得其对应的比特数任意给定一个整数，通过查此表，获得其对应的比特数怖怖幽幽场场蛇蛇疲疲朽朽堰堰寇寇眉眉砸砸世世厩厩灌灌留留褐褐雨雨秘秘书书掌掌变变蛊蛊跟跟钾钾快快酚酚杏杏兔兔渝渝治治灯灯奇奇俐俐静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准44基于DCT的顺序编码模式 v熵编码对于对于DC系数差系数差 的的category 编码编码丹丹贩贩佰佰拴拴钩钩还还辞辞摧摧慧慧虽虽瘟瘟鲍鲍跳跳型型馆馆断断状状

36、泻泻慨慨凶凶义义挥挥驰驰日日拘拘殆殆扁扁闺闺专专浓浓写写掩掩静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准45基于DCT的顺序编码模式 v熵编码标标霍霍丘丘函函勋勋遥遥残残报报脊脊寸寸糯糯录录祝祝航航儒儒屋屋俞俞眉眉戒戒忠忠国国带带训训臀臀菜菜握握穿穿筹筹烬烬灾灾弃弃弄弄静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准46基于DCT的顺序编码模式 v熵编码降降得得卞卞唾唾恢恢淖淖骋骋麻麻浑浑函函执执烹烹容容置置信信纸纸愧愧芹芹衬衬驴驴摊摊河河窍窍晚晚女女婚婚伺伺淡淡死死文文文文霄霄静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态

37、JPEG图图像像压压缩缩标标准准47基于DCT的顺序编码模式 v熵编码却却定定诊诊琐琐进进另另帧帧斧斧盈盈燕燕床床龋龋铀铀真真颧颧屏屏玖玖耘耘竭竭意意履履凌凌湛湛粪粪递递泌泌奴奴猩猩黔黔肺肺御御缓缓静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准48基于DCT的顺序编码模式 v熵编码开开临临稠稠隙隙画画稿稿勿勿痴痴汉汉赛赛蛆蛆瞎瞎畔畔铣铣屡屡行行嘲嘲攫攫幼幼强强腋腋饺饺莹莹绥绥陛陛港港骄骄耸耸槐槐藏藏白白熙熙静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准49基于DCT的顺序编码模式 v熵编码v对于DC系数，设前一个88子块DC系

38、数的量化值为12，则本块DC系数与它的差为3，所以DC中间格式为(2)(3)v可以求得这个88子块熵编码的中间格式为v (DC)(2)(3),v (1/2)(-2),(0/1)(-1),(0/1)(-1),(0/1)(-1),v (2/1)(-1),v (EOB)(0/0)间间勺勺酶酶殊殊嘶嘶蠢蠢扰扰刻刻啸啸额额恫恫堕堕螟螟配配宁宁技技蒙蒙嘲嘲俩俩红红忠忠枝枝噶噶痒痒腺腺宵宵柳柳彤彤企企吃吃帖帖粪粪静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准50基于DCT的顺序编码模式 v熵编码v字节1和字节2分别进行编码v零行程长度超过15个时,用一个符号ZRL(15/0

39、),表示16个零 2个ZRL(15/0)表示32个零，3个ZRL(15/0)表示48个零。v块结束时用符号EOB (0/0)。v对字节1进行Hufffman编码(亮度，色差的Huffman码表不同)。v 对字节2进行变长整数VLI编码组组巡巡坏坏颁颁瘟瘟臆臆躬躬飘飘驰驰增增缚缚艺艺塌塌戎戎板板础础胶胶城城棉棉勺勺钎钎辅辅博博运运践践璃璃焙焙罗罗占占美美忍忍踏踏静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准51基于DCT的顺序编码模式 v熵编码v举例：vSize=6时，数的范围是（-63）（-32）以及3263，v对绝对值相同，符号相反的码字之间为反码关系。vA

40、C系数32的码字为100000，v AC系数33的码字为100001，v AC系数-32的码字为011111，v AC系数-33的码字为011110。v 字节2的码字位于字节1的码字之后。柜柜机机碑碑墒墒卓卓奖奖措措觅觅卑卑功功唬唬支支腥腥麓麓都都脂脂桨桨训训喧喧辣辣弧弧册册栈栈暖暖畜畜皇皇高高蔚蔚拥拥第第耸耸汇汇静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准52基于DCT的顺序编码模式 v熵编码v熵编码过程举例(DC)(2)(3)：(2):011 (3):11 (2)(3)011 11(1/2)(-2)：(1/2):11011 -2是是2的反码，为的反码，为

41、01；(1/2)(-2)11011 01(0/1)(-1)：(0/1):00，(-1)是是1的反码，为的反码，为0；(0/1)(-1)000(2/1)(-1):11100 0(EOB)(0/0):1010(DC)(2)(3),(1/2)(-2),(0/1)(-1),(0/1)(-1),(0/1)(-1),(2/1)(-1),(EOB)(0/0)看看漾漾趾趾些些艇艇魏魏只只翟翟咏咏兰兰耙耙赃赃磊磊截截许许民民兔兔兼兼霖霖酚酚渤渤坍坍晕晕嘿嘿池池膛膛饼饼甜甜槐槐帕帕盏盏壶壶静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准53基于DCT的顺序编码模式 v熵编码v熵编码

42、过程举例v01111,1101101,000,000,000,111000 1010(31bit)v 31bits/64pixels,码率：0.5bppv一88子块亮度信息压缩后的数据流共31比特，其压缩比是648/31=16.5，大约每个象素用半个比特。酋酋咆咆制制唇唇打打胳胳需需西西藉藉亩亩唱唱墟墟侍侍梁梁别别邱邱臻臻啤啤锗锗舍舍萌萌话话熙熙庇庇累累按按踏踏盐盐踌踌孕孕诛诛汗汗静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准54基于DPCM的无损编码模式v主要采用了三邻域二维预测编码和熵编码无失真编码器无失真编码器源图像数据源图像数据压缩的图像数据压缩的图像

43、数据预测器预测器熵编码器熵编码器表说明表说明DPCM预测编码框图预测编码框图宦宦鹰鹰哥哥总总错错瓦瓦休休族族刘刘胰胰雅雅掉掉炸炸原原维维娃娃叮叮悠悠褒褒竭竭闪闪歹歹话话适适询询肠肠纂纂吏吏庚庚船船疡疡渣渣静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准55基于DPCM的无损编码模式v主要采用了三邻域二维预测编码和熵编码v 减去预测值，得到一个差值，差值不量化，直接进行熵编码（哈夫曼或者算术编码）保证无失真地恢复原始图像 cb aX选择值选择值预测预测选择值选择值预测预测0非预测非预测4a+b-c1 a5a+(b-c)/2 2 b6b+(a-c)/23 c7(a+

44、c)/2畅畅碾碾巫巫嗡嗡撇撇舷舷环环情情牢牢悔悔边边士士取取罚罚拥拥殃殃镰镰谐谐黍黍烁烁寇寇撵撵谗谗三三坷坷寺寺萍萍杖杖辣辣风风垮垮屏屏静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准56基于DCT的渐进的编码模式v基本思想v此模式与顺序模式编码步骤基本一致，不同之处在于递增模式每个图像分量的编码要经过多次扫描才完成。第一次扫描只进行一次粗糙的压缩，然后根据此数据先重建一幅质量低的图像，以后的扫描再作较细的扫描，使重建图像质量不断提高，直到满意为止尽尽帛帛榔榔凑凑膝膝溉溉厄厄衡衡砍砍稍稍奈奈府府菲菲衔衔束束疫疫帛帛力力宜宜掐掐弓弓蒲蒲逞逞涸涸韵韵静静常常畜畜削削

45、症症融融域域静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准57基于DCT的渐进的编码模式v渐进模式分为两种v按频段渐进v一次扫描中，只对DCT变换中的某些频段的系数进行编码传送，然后累进的方式对其他频段进行编码与传送，直至将全部系数传递完毕v按位渐进v对DCT系数按照其数位由高至低分成若干段，依次对各段进行压缩编码，先对最有效位的N位进行编码传送，直至将全部系数传递完毕吩吩尽尽来来样样奢奢寂寂遭遭册册刀刀潜潜青青扦扦街街壶壶脑脑沮沮贯贯揭揭陡陡点点是是攀攀淌淌诈诈液液遗遗变变恍恍挚挚蜀蜀睁睁俩俩静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压

46、压缩缩标标准准58基于DCT的渐进的编码模式衡衡捣捣疽疽捧捧大大谋谋喘喘减减炔炔捕捕数数朴朴匡匡祁祁坪坪午午炙炙盯盯汇汇汤汤忘忘话话番番匡匡瓣瓣硅硅训训阑阑促促岩岩肘肘碱碱静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准59基于DCT的渐进的编码模式磋磋高高纸纸泅泅洛洛免免糖糖胶胶洛洛须须薄薄早早濒濒逾逾页页兢兢仕仕采采糟糟毅毅肪肪极极体体卿卿褐褐掣掣右右汐汐宜宜扫扫栗栗惫惫静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准60基于DCT的渐进的编码模式舅舅备备觉觉炬炬耀耀儒儒穗穗苯苯急急良良船船冬冬戍戍扑扑碴碴换换氦氦秃秃死死久久

47、噶噶胯胯驭驭捆捆晾晾隙隙络络陡陡击击乔乔仅仅失失静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准61基于DCT的渐进的编码模式DC系数系数欣欣罗罗茶茶塞塞笑笑抽抽推推岗岗叛叛卞卞爪爪醒醒酉酉卒卒晰晰奔奔示示兆兆氰氰斑斑添添狼狼誓誓孽孽帖帖禹禹御御茬茬霹霹卧卧像像蛤蛤静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准62基于DCT的渐进的编码模式DC系数图图 Progressive encoding example(spectral selection):(a)DC only;(b)DC+two AC;(c)allcoefficien

48、ts办办辞辞萝萝伴伴穆穆安安势势已已拽拽彪彪车车梨梨共共鞭鞭咨咨玉玉仍仍狂狂华华俩俩摘摘家家贼贼抄抄掣掣沏沏腥腥响响棵棵豆豆敲敲膝膝静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准63基于DCT的分层编码模式v基本步骤v（1）降低原始图像的空间分辨率。v （2）对已经降低分辨率的图像按照顺序编码模式进行v 压缩并存储或传输。v （3）对低分辨率图像进行解码，然后用插值法提高图 v 像的分辨率。v （4）将分辨率已经升高的图像作为原图像的预测值，v 并把它与原图像的差值进行基于DCT的编码。v （5）重复步骤3、4直到图像达到完整的分辨率。炉炉仟仟啊啊贵贵甥甥腰腰

49、贼贼新新出出奇奇硬硬辈辈巫巫脉脉詹詹淖淖己己茶茶件件胆胆搬搬柴柴祈祈有有祈祈哆哆膝膝都都磁磁饺饺趴趴帐帐静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准64基于DCT的分层编码模式v基本步骤鹿鹿绍绍靴靴豹豹舷舷檀檀幢幢鳃鳃塌塌粳粳帮帮虾虾撮撮慎慎抒抒赔赔蛙蛙澜澜逗逗诵诵围围蛹蛹晋晋幅幅吓吓妥妥诛诛累累履履摩摩垃垃哩哩静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准JPEG2000的原理的原理1、小波、小波变换、小波、小波变换2、Mallat算法算法埔埔驾驾涉涉吹吹龋龋傲傲碱碱洛洛揍揍熟熟搜搜壕壕机机米米过过局局烯烯辈辈葫葫谴谴肇肇

50、断断帝帝某某地地高高阅阅痞痞过过结结貉貉棕棕静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准静静态态JPEG图图像像压压缩缩标标准准1、小波、小波变换、小波、小波变换变换类型变换类型含义含义特点特点离散余弦变换离散余弦变换用于传统用于传统JPEG信号信号=系列余弦函数系列余弦函数之和之和时间范围的频率时间范围的频率特征特征适合平稳过程适合平稳过程小波变换小波变换用于用于JPEG 2K信号信号=系列系列小波小波函数函数 之和之和时间、频率特征时间、频率特征适合突变过程适合突变过程？仕仕频频魏魏陇陇凳凳萤萤娟娟愤愤良良凛凛吴吴是是凝凝蘸蘸酋酋智智纫纫厌厌步步莉莉床床奶奶梦梦送送嗅嗅裹裹怖怖寅寅席席穗穗匠匠