数字图象处理剖析.doc

编码方式比较 09电子2 班 董佳斌 090400526 一．JPEG JPEG是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写，文件后辍名为．jpg或．jpeg，这个名称代表Joint Photographic Experts Group（联合图像专家组）。是一种支持8位和24位色彩的压缩位图格式，适合在网络（Internet）上传输，是非常流行的图形文件格式。 “联合” 是指，国际电报电话咨询委员会（CCIT）和国际标准化协会（ISO）联合组成的一个图像专家小组。联合图像专家小组1986年成立，任务是开发研制出连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码标准，使之满足以下的要求： （1）达到或接近当前压缩比与图像保真度技术水平，能覆盖一个较宽的图像质量等级，能达到“很好”到“极好”的评估，即编码图像与原始图像相比较，人的视觉难以区分差别。 （2）能适用于任何种类的连续色调的图像，且长宽比都不受限制，同时也不受限于景物内容、图像的复杂度和统计特性等。 （3）计算的复杂性是可控制的，其软件可在各种CPU上完成，算法也可用硬件实现 JPEG压缩编码算法的主要计算步骤如下： （1）正向离散余弦变换（FDCT）。 （2）量化（Quantization）。 （3）Z字形编码（Zigzag Scan）。 （4）使用差分脉冲编码调制（Differential Pulse Code Modulation，DPCM)对直流系数(DC)进行编码。 （5）使用行程长度编码（Run-Length Encoding，RLE）对交流系数（AC）进行编码。 （6）熵编码（Entropy Eoding）。 　JPEG本身只有描述如何将一个影像转换为字节的数据串流（streaming），但并没有说明这些字节如何在任何特定的储存媒体上被封存起来。.jpeg/.jpg是最常用的图像文件格式，由一个软件开发联合会组织制定，是一种有损压缩格式，能够将图像压缩在很小的储存空间，图像中重复或不重要的资料会被丢失，因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例，将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低，如果追求高品质图像，不宜采用过高压缩比例。但是JPEG压缩技术十分先进，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许用不同的压缩比例对文件进行压缩，支持多种压缩级别，压缩比率通常在10：1到40：1之间，压缩比越大，品质就越低；相反地，压缩比越小，品质就越好。比如可以把1．37Mb的BMP位图文件压缩至20．3KB。当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。JPEG格式压缩的主要是高频信息，对色彩的信息保留较好，适合应用于互联网，可减少图像的传输时间，可以支持24bit真彩色，也普遍应用于需要连续色调的图像。 3.JPEG应用：图像库、传真、彩色印刷、数码相机等 （二）JPEG2000 1997年开始征集提案（call for proposal） ，目标是提高图像的压缩质量，尤其是低码率的。JPEG2000增加新功能：根据图像质量、视觉感受和分辨率进行渐进传输，对码流的随机存取和处理，开放结构、向下兼容等。 1999年形成工作草案，2000年问世。 JPEG2000作为JPEG的升级版，其压缩率比JPEG高约30%左右，同时支持有损和无损压缩。JPEG2000格式有一个极其重要的特征在于它能实现渐进传输，即先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图像由朦胧到清晰显示。　JPEG2000和JPEG相比优势明显，从无损压缩到有损压缩可以兼容，而JPEG不行，JPEG的有损压缩和无损压缩是完全不同的两种方法。JPEG2000即可应用于传统的JPEG市场， 如扫描仪、数码相机等，又可应用于新兴领域，如网路传输、无线通讯等等。 “软拷贝通信” 用于传真机：图像按位平面进行分解，分层传送。 用于图像检索：渐进(累进)的传输与重建策略。原图像缩小，水平/垂直各1/2求概略图，最低分辨率，依次传送，满意可中止。 二值图像压缩编码应用：G4传真机、计算机图形 ，传真机、WWW图形库、PDA等 三．运动图像编码 运动图像编码器基本框图 MPEG-I MPEG-I是运动图像专家组（Moving picture expert group, MPEG）1992年制定的第一个运动图像压缩标准 ,一种娱乐质量的视频标准，主要用于数字媒体上压缩图像数据的存储和提取。未制定具体的编码程序，只确定了一个标准的编码码流和对应的解码器，允许比T1更高的