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1、第9章圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所2內(nèi)容靜止圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG靜止圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG2000一、靜止圖象壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)JPEG(ISO/IEC10918)2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所41引言JPEG應(yīng)滿足下列需求：可處理各種連續(xù)色調(diào)的彩色（黑白）圖象算法先進(jìn)，圖象質(zhì)量可達(dá)“verygood/excellent”壓縮比及圖象質(zhì)量可選擇（控制）（以CCIR601型測(cè)試圖像為例，JPEG算法能達(dá)到的典型壓縮比率為24:1,幾乎沒(méi)有視覺(jué)效果上的差異）復(fù)雜度適中（軟件方面，不到1000行的程序即可實(shí)現(xiàn)基本系統(tǒng)；硬件方面，專
2、用芯片能實(shí)現(xiàn)JPEG算法）算法是完全對(duì)稱的2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所5JPEG標(biāo)準(zhǔn)的劃分4種編碼模式：losslessencodingmodeDCT_basedsequentialencodingDCT_basedprogressiveencodingDCT_basedhierarchicalencoding3種技術(shù)層次(按算法的復(fù)雜性):基本系統(tǒng)（BaselineSystem)擴(kuò)展系統(tǒng)（ExtendedSystem,提供二進(jìn)制算術(shù)編碼）專用無(wú)損失系統(tǒng)（IndependentSystem）。2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所62.JPEG
3、無(wú)損編碼模式預(yù)測(cè)編碼entropycoding源圖象壓縮圖象表mode效果無(wú)失真壓縮比為2~3倍8種預(yù)測(cè)公式適用于不同類型圖象2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所7預(yù)測(cè)公式(JPEG)預(yù)測(cè)值=A*Xa+B*Xb+C*XcModeABC0000110020103001411-1510.5-0.560.51-0.5700.503.基于DCT的順序編碼2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所9順序編碼基本流程Var-lengthintegerencoderVar-lengthintegerencoderVLC表1VLC表2JPEG比特流6.VLCf(x,y)源
4、圖象1.預(yù)處理FDCTF(u,v)2.DCT變換QQ1(u,v)Q2(u,v)FQ(u,v)DCAC3.量化DPCMRLC4.DPCM/RLCHuffmanDCmodelHuffmanACmodel5.Huffman2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所10預(yù)處理和FDCT把每個(gè)圖象分量均劃分為若干8*8的子塊將RGB顏色空間轉(zhuǎn)換為YCbCr空間多個(gè)圖象分量(彩色圖象)可以有2種處理方式:interleavednoninterleaved變換前,需對(duì)象素值進(jìn)行電平偏移,即[0,2P-1]→[-2P-1,2P-1-1]變換后,得到的F(u,v)其動(dòng)態(tài)范圍是
5、:[-2P+2-1,2P+2-1]2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所11顏色轉(zhuǎn)換Y=(77/256)*R+(150/256)*G+(29/256)*BCr=(131/256)*R-(110/256)*G-(21/256)*B+128Cb=-(44/256)*R-(87/256)*G+(131/256)*B+128012345Y(16x16)U(8x8)V(8x8)2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所12亮度量化表V(u,v)=色度量化表V(u,v)=量化表16111016244051611718244799999999121214192658605
6、5182126669999999914131624405769562426569999999999141722295187806247669999999999991822375668109103779999999999999999243555648110411392999999999999999949647887103121120101999999999999999972929598112100103999999999999999999DCT系數(shù)的量化量化處理[F(u,v)/Q(u,v)+0.5]當(dāng)F(u,v)>=0[F(u,v)/Q(u,v)-0.5]
7、當(dāng)F(u,v)<0(其中,Q[u,v]=(Q/50)*V[u,v],Q越小，CR越低，圖像質(zhì)量越好)FQ(u,v)=2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所13FDCT和量化處理的例子源圖像樣本FDCT系數(shù)量化后的系數(shù)2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所14直流系數(shù)DCi的處理FQ(0,0)是子圖象塊的直流系數(shù),一幅圖象的所有直流系數(shù)使用DPCM編碼,即:△DCi=DCi+1-DCiDCiDCi+1子圖象塊圖象FQ(0,0)2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所15交流系數(shù)AC的處理將FQ(u,v)按“Z”字形排成一個(gè)一維數(shù)組ZZ(1..63)：ZZ(1
8、)ZZ(63)2021/7/28南京大學(xué)多媒體研究所164x4子圖像塊編碼實(shí)例o
