Jpeg简介.doc

JPEG压缩编码算法的主要计算步骤如下： (0) 8*8分块。 (1) 正向离散余弦变换(FDCT)。 (2) 量化(quantisation)。 (3) Z字形编码(zigzag scan)。 (4) 使用差分脉冲编码调制(DPCM)对直流系数(DC)进行编码。 (5) 使用行程长度编码(RLE)对交流系数(AC)进行编码。 (6) 熵编码（Huffman或算术）。 颜色模式转化： JPEG 的图片使用的是 YCrCb Color mode, 而不是计算机上最常用的 RGB.因为人眼对图片上 的亮度 Y 的变化远比色度 C 的变化敏感. 我们完全可以每个点保存一个 8bit 的亮 度值, 每 2x2 个点保存一个 Cr Cb 值, 而图象在肉眼中的感觉不会起太大的变化. 所以,原来用 RGB 模型, 4 个点需要 4x3=12 BYTE. 而现在仅需要 4+2=6 BYTE. FDCT变换： 空间域到频域的转换，经过DCT变化后，就从原来的图象中分离出来的相应的直流部分DC和交流部分AC；靠近左上角为低频部分，靠近右下角为高频部分。 量化： 量化表是控制 JPEG 压缩比的关键. 这个步骤除掉了一些高频量, 损失了很高 细节. 但事实上人眼对高空间频率远没有低频敏感.所以处理后的视觉损失很小, 在高空间频率段, 将出现大量连续的零。 DC分量： 差分编码DPCM行程编码(Run Length Coding)将一行中颜色值相同的相邻像素用一个计数值和该颜色值来代替。例如:aaabccccccddeee可以表示为3a1b6c2d3e。如果一幅图象是由很多块颜色相同的大面积区域组成，那么采用行程编码的压缩效率是惊人的。JPEG的算法具有以下四种操作方式： *顺序编码(Baseline mode) *累进编码(Progressive mode) *无失真编码(Lossless mode) *分层编码(Hierarchical mode) 这其中最常用的是基于DCT变换的顺序模式，又称为基线系统(Baseline) JPEG文件(*.jpg)的一般顺序为： 0xFF SOI(0xD8) 0xFF APP0(0xE0) 段长 图象参数 [若干应用段： En) 段长 应用说明] 0xFF DQT(0xDB) 段长 量化表说明（一般2个，Y 1个,Cb和Cr共用1个） 0xFF SOF0(0xC0) 段长 帧参数 0xFF DHT(0xC4) 段长 Huffman表说明（4个） 0xFF SOS(0xDA) 段长 扫描参数 压缩数据 0xFF EOI(0xD9) 文件格式内容： 注意：多字节无符号整数的高位字节在前，这与Intel CPU不同。 图象开始标记(Start of Image marker)：0xff, SOI(0xd8) 应用0标记段(APP0 marker segment)： 应用0标记(APP0 marker)：0xff, APP0(0xe0) 段长度(length)：2B（无符号整数，长度从本字段开始计算，下同） 标识符(identifier)：5B：JFIF\0 0X4A，0X46，0X49，0X46，0X00 0X0101或者0X01021代表灰度图，3代表Minimum Coding Unit, 最小编码单元）组成。 图象被从上到下、从左到右划分成若干MCU，若图象的高和宽不是MCU的整数倍，则对图象的底边和最右列进行复制。 对只有一个颜色分量的灰度图，一个MCU为一个8*8的数据块，对应于图象中的一个8*8象素阵列。 对有三个颜色分量的彩色图，一个MCU由若干8*8的数据块组成，块的顺序和数目（YUV411=6,YUV422=4）由扫描内的亚抽样比率决定。 如以下几幅图所示： YUV11的排列顺序 YUV211的排列顺序 YUV411的排列顺序