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FDCT)的输入 ? 输出:经FDCT后输出64个基信号的幅

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2.3 静态图象压缩尺度JPEG 从讲人:黄一华 看下面这两幅图片: 图片1 Bmp 格局(900K) 图片2 JPEG格局(40K) 你能分辩哪一幅是Bmp格局,哪一幅是JPEG格局吗? 为什么会有如斯大的差距呢? ? JPEG采用了图象压缩的手艺 本节沉点内容 ? JPEG尺度的根基系统中压缩过程有哪几 步,以及各步的工做道理是什么? 2.3.1 JPEG尺度的次要内容 JPEG尺度选定ADCT做为静态图象压缩 的尺度化算法 ? 本尺度有两大分类。 ? 第一类体例以DCT为根本 错误谬误:含有量化过程、非可逆 长处:变换系数较少,还原质量高 ? 第二类体例以二维空间DPCM为根本 错误谬误:压缩率低 长处:可完全回复复兴 ? 2.3.2 JPEG静态图象压缩算法 JPEG定义两种彼此的根基压缩算法。 1.一种是基于DCT的有失线.另一种是基于空间线性预测手艺 (DPCM)的无失线.基于DPCM的无失实编码 为了满脚无失实压缩的需要, JPEG 选择的一种简单的预测编码体例。 长处:硬件容易实现,图象沉建质量好 错误谬误:压缩比太低(2:1) 2.基于DCT的有失实压缩编码 (沉点) ? 包罗两种分歧的系统,根基系统和加强 系统,加强系统是根基系统的扩充。 基于DCT编码器的工做道理框图见图2.9 。 ? 编码器 源图象数 据(8*8) FDCT 量化器 熵编码器 压缩图 象数据 表申明 表申明 图2.9 基于DCT编码过程 基于DCT的有失实压缩编码 五个步调: 1. 原始图象朋分成8*8子块 2.离散余弦变换 3.量化处置 4. DC系数的编码和AC系数的行程编 码 5.熵编码 (1).分成8*8子块 原始图象挨次朋分成8*8子块 (共64小块,此中每一块能够做为一个整 体看待) ? (2).离散余弦变换 离散余弦正变换 (FDCT) 采样精度为P位(二进制),把[0,2p-1] 范畴的无符号数变成[-2p-1,2p-1]的有符 号数,做为离散余弦正变换(forward DCT,FDCT)的输入 ? 输出:经FDCT后输出64个基信号的幅 值,即DCT系数。 (3).量化处置 输入:对FDCT输出的DCT系数进行量化处 理 ? 环节:找最小量化失实(误差)的量化器。 ? 感化:正在必然客不雅保实度图象质量前提下, 丢掉那些对视觉影响不大的消息,通过量化 可调理数据压缩比。 ? 输出:DC系数(曲流)和AC系数(交换) ? JPEG采用线性平均量化器,定义 为对64个DCT系数除以量化步长,再四舍 五入取整。 F (u,v) = Integer Round [F(u,v) / Q(u,v)] Q(u,v):量化器步长,是量化表的元素。 Q ? 量化表 量化表系数随DCT系数的和彩色 分量分歧有分歧的值,尺寸为8*8,取64 个变换系数逐个对应。 例子参赐教材P28表2.2和2.3表。 (3).DC系数的编码和AC系数的 行程编码 ? 输入:量化后的DC系数和AC系数。 输出:经DPCM编码后的DC系数,和经 行程编码后的AC系数。 ? ? 曲流分量DC (1).64个变换系数经量化后,坐标 u=v=0 的 F(0,0) 称 DC 系数,即曲流分 量。是64个空域图象采样值的平均值。 (2).JPEG的量化后的DC系数采用 DPCM编码,即对DIFF=DC i –DC i-1编码。 如图:教材29页,图2.11。 (3).采用这种编码体例的缘由:相 邻8*8块之间DC系数有较强相关性。 ? 交换分量 其余63个交换系数(AC)采用行程编 码。(Z字型扫描)可添加行程中持续0 的个数。 如图: AC01 DC ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●●●●●●● AC77 ? 例2.3 假设AC系数扫描成果中包含 “…,3,0,0,0,0,0,12,0,0,0…”数据,则对它 的行程编码的成果为“…,(5,4),(12),…”, 此中(5,4)占用一个字节存放,(12)占用4 位存放。 (4).熵编码 为了进一步压缩数据,需对DC码和AC行 程编码的码字再做基于统计特征的熵编 码。 ? JPEG的熵编码是Huffman编码和自 顺应二进制编码。 ? 输入:DC码和AC行程编码的码字。 ? 输出:压缩后的数据。 ? ? 熵编码可分成两步进行 (1)先把DC码和构成编码转换成两头符 号序列。 (2)然后给这些符号付与变长码字。 ? (1).熵编码的两头格局 符号1:(行程,尺寸) 符号2:(幅值) 行程:前后两个非零AC系数之间持续0 的个数 尺寸:后一个非零AC系数幅值编码所需 比特数 幅值:用以暗示非零AC系数的幅值。范 围: ? 曲流分量DC也有雷同于AC系数的编码格 式: 符号1:(尺寸) 符号2:(幅值) 尺寸:DC差值的幅值编码所需比特数。 幅值:DC的幅值,范畴: (2)可变长度熵编码 将63个AC系数暗示为符号1和符号2的 序列,此中行程长度跨越15时,有多个 符号1,块竣事(EOB)时仅有以个符号 1(0,0)。 可变长度熵编码就是对上述序列进行 变长编码。 五个步调的关系 前一个步调的输出是下一个步调的输入。 ? 过程: 原始图象? 分成8*8块 ? DCT系数 ?量化后的DCT系数 ?编码的DC系数和行程编码的AC系数 ?熵编码 ? (5).压缩比和图象质量 压缩结果(比特/象素) 0.25~0.50 0.50~0.75 0.75~1.5 1.2~2.0 质量 中~好 好~很好 极~好 取原始图象分不出 3.基于DCT的累进操做体例编 码 ? 以累进的体例对图像进行多次的扫描压 缩。 两种累进体例 (1).频谱选择法 一次扫描中只对64个DCT变换系数中 某些频带的系数进行编码。 ? (2).按位迫近法 沿着DCT量化系数无效位标的目的分段累 进编码。 ? 4.基于DCT的分层操做体例 ? 用于: 正在必需利用低分辩率的设备来存取或不雅 察高分辩率图象的使用中,这种体例 很是无效。 课后功课 1。教材第69页,第5题 2。思虑:JPEG还有哪些能够改良的处所? The End 感谢大师!

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