数字图像处理10图像编码2PPT.ppt

1 10 图像编码 10.1 图像编码概述 10.2 编码方法 10.3 JPEG编码 10.4 图像编码新技术 2 复习 1.图像压缩的必要性 数据量庞大 2.图像压缩的可能性 图像中存在很大的冗余度。 用户通常允许图像失真。 3.图像压缩的技术指标 图像熵 平均码长 编码效率 3 4.根据编码原理，图像编码可以分为： 熵编码： 霍夫曼编码、费诺编码、香农编码、算术编码等 预测编码： 脉冲编码调制PCM，差分脉冲编码调制DPCM等 变换编码 混合编码： JPEG编码、MPEG编码 图像压缩可以是有损数据压缩也可以是无损数据压缩 无损图像压缩方法有：行程长度编码，熵编码法。 有损压缩方法有：变换编码，分形压缩。 4 5 10 图像编码 10.1 图像编码概述 10.2 编码方法 10.3 JPEG编码 10.4 图像编码新技术 7 JPEG图像压缩与编码内容目录 1 JPEG算法概要 1.1 JPEG是什么 1.2 JPEG算法概要 2 JPEG算法的主要计算步骤 2.1 离散余弦变换 2.2 量化 2.3 Z字形编排 2.4 熵编码 3 JPEG压缩和编码举例 4 JPEG文件格式 4.1 颜色空间 4.2 文件结构 5 JPEG 2000简介 5.1 JPEG 2000是什么 5.2 JPEG 2000的基本结构 5.3 JPEG 2000的主要功能 8 1 JPEG算法概要 1.1 JPEG是什么 Joint Photographic Experts Group的缩写，联合图像专家组。 JPEG标准 JPEG是面向静态图像编码的国际标准。 在相同图像质量条件下，JPEG文件拥有比其他图像文件格式更高的压缩比。 JPEG是一种有损压缩。 即在压缩过程中会丢失数据，每次编辑JPEG图像后，图像就会被重复压缩一次， 损失就会有所增加。 9 图像冗余无损压缩的原理 RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB RGB 从原来的16*3*8=284bits压缩为：(1+3)*8=32bits 无损压缩和有损压缩 10 图像冗余有损压缩的原理 36 35 34 34 34 34 34 32 34 34 33 37 30 34 34 34 34 34 34 34 34 35 34 34 31 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 34 25 34 无损压缩和有损压缩 11 1 JPEG算法概要 1.2 JPEG算法概要 原理： 利用视觉系统特性，使用变换、量化和熵编码相结合的方法，以去掉或减少视觉的冗余信息和数据本身的冗余信息 JPEG算法与颜色空间无关 RGB和YUV之间的变换不包含在JPEG算法中 JPEG算法处理单独的图像彩色分量，因此可压缩来自不同颜色空间的数据，如RGB, YCbCr, CMYK 12 1．将彩色图像RGB模型变为YUV模型 YUV是现代彩色电视系统通常采用的色彩模型，它的亮度信号Y和色度信号U、V是分离的。 如果只有Y信号分量而没有U、V分量，那么这样表示的图像就是黑白灰度图像。 彩色电视采用YUV正是为了用亮度信号Y解决彩色电视机与黑白电视机的兼容问题，使黑白电视机也能接收彩色电视信号。 补充：RGB和YUV 13 YUV与RGB相互转换的公式如下（RGB取值范围均为0-255）：   Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B   U = -0.147R - 0.289G + 0.436B   V = 0.615R - 0.515G - 0.100B   R = Y + 1.14V   G = Y - 0.39U - 0.58V   B = Y + 2.03U 14 JPEG采用YUV格式是因为Y分量（亮度）比U、V分量（色度）更重要，所以可以只取UV的一部分，以增加压缩比。 目前支持JPEG格式的软件通常提供两种取样方式YUV411和YUV422，其含义是YUV三个分量的数据取样比例。 举例来说，如果Y取四个数据单元，即水平取样因子Hy乘以垂直取样因子Vy的值为4，而U和V各取一个数据单元，即Hu×Vu=1,Hv×Vv=1。那么这种部分取样就称为YUV411。 易知YUV411有50%的压缩比(原来有12个数据单元，现在有6个数据单元)，YUV422有33%的压缩比(原来有12个数据单元，现在有8个数据单元)。 15 1 JPEG算法概要 1.2 JPEG算法概要 原理： 利用视觉系统特性，使用变换、量化和熵编码相结合的方