靜態圖像壓縮標準JPEGDylan跨學科工作坊JPEG背景簡介PNG格式591kbJPEG格式66kb跨學科工作坊JPEG背景簡介名稱由來JPEG是聯合圖片專家組(JointPhotographicExpertsGroup)，是由ISO和IEC兩個組織機構聯合組成的專家組制定的靜態圖像壓縮標準；于1991年發行標準草案特點有損壓縮，利用了人的視覺系統的特性，量化和無損壓縮編碼相結合去掉視覺的冗余信息和數據本身的冗余信息；適應于灰度圖像和彩色圖像；利用人的視覺特性，25:1的壓縮比可以得到很好的質量跨學科工作坊JPEG背景簡介主要壓縮算法離散余弦變換(DiscreteCosineTransform,DCT)為基礎的有損壓縮算法

基于DCT的順序編碼模式（單遍掃描完成一個圖像分量的編碼）

基于DCT的漸進編碼模式（多次掃描，由粗到精的漸進碼流結構）

基于DCT的分層編碼模式（多分辨率的碼流結構）差值脈沖編碼（DifferentialPulse-CodeModulation,DPCM）為基礎的無損壓縮算法跨學科工作坊基于DCT的順序編碼模式1.將圖像從RGB空間變換到YUV空間（用亮度、色差表示原圖像）2.將圖像矩陣分塊，對每一塊單獨進行DCT變換。DCT變換矩陣的大小為8×8。（根據人眼對亮度信號比對色度信號更加敏感的生理特性，對Y分量劃分為8×8塊，對U、V分量劃分為16×16的塊。U、V分量的每一塊舍棄1/2的信息后形成一個8×8的矩陣。）3.對變換后的DCT矩陣進行量化處理（低頻部分用小的值量化，高頻部分用大的值量化，量化的結果將會在高頻部分出現大量的0）跨學科工作坊基于DCT的順序編碼模式4.DC（直流）系數的編碼和AC（交流）系數的行程編碼5.熵編碼(entropycoding)：哈夫曼或算術編碼基于DCT的編碼過程如下量化表跨學科工作坊矩陣分塊跨學科工作坊DCT變換離散余弦變換(DCT)X的離散余弦變換(DCT)為Y（X,Y是N×N矩陣）正變換FDCT逆變換IDCT跨學科工作坊量化處理JPEG采用線性均勻量化器，定義為對64個DCT系數除以量化步長，再四舍五入取整。FQ(u,v)=IntegerRound[F(u,v)/Q(u,v)]（Q(u,v)：量化器步長，是量化表的元素）量化表系數隨DCT系數的位置和彩色分量不同有不同的值，尺寸為8*8，與64個變換系數一一對應。跨學科工作坊編碼方式DCT變換后，能量集中在左上角。由于兩個相鄰的8×8子塊的DC系數相差很小，采用DPCM對直流(DC)系數單獨編碼。其它63個元素是交流(AC)系數，采用行程編碼。為了保證低頻分量先出現，高頻分量后出現，同時增加連續“0”的個數，采用Zig-Zag的排列方法。跨學科工作坊編碼方式跨學科工作坊熵編碼為了進一步壓縮數據，需對DC碼和AC行程編碼的碼字再做基于統計特性的熵編碼JPEG建議的熵編碼是Huffman編碼和自適應二進制編碼Huffman編碼:依據字符出現概率來構造異字頭的平均長度最短的碼字自適應二進制編碼:把整個輸入的消息編碼為一個數，一個滿足(0.0≤n<1.0)的小數,自適應算術編碼中，信源符號的概率根據編碼時符號出現的頻繁程度動態地進行修改跨學科工作坊基于DCT的漸進編碼模式與順序模式編碼步驟基本一致圖像分量編碼經過多次掃描完成按頻段漸進一次掃描中，只對DCT變換中的某些頻段的系數進行編碼傳送，然后累進的方式對其他頻段進行編碼與傳送，直至將全部系數傳遞完畢按位漸進對DCT系數按照其數位由高至低分成若干段，依次對各段進行壓縮編碼，先對最有效位的N位進行編碼傳送，直至將全部系數傳遞完畢跨學科工作坊基于DCT的漸進編碼模式跨學科工作坊基于DCT的分層編碼模式（1）降低原始圖像的空間分辨率。（2）對已經降低分辨率的圖像按照順序編碼模式進行壓縮并存儲或傳輸。（3）對低分辨率圖像進行解碼，然后用插值法提高圖像的分辨率。（4）將分辨率已經升高的圖像作為原圖像的預測值，并把它與原圖像的差值進行基于DCT的編碼。（5）重復步驟3、4直到圖像達到完整的分辨率。在必須使用低分辨率的設備來存取或觀察高分辨率圖象的應用中，這種方式非常有效。跨學科工作坊基于DPCM的無損編碼模式 為了滿足無失真壓縮的需要，JPEG選擇的一種簡單的預測編碼方式。優點：硬件容易實現，圖象重建質量好缺點：壓縮比太低（2：1）無失真編碼器源圖像數據壓縮的圖像數據預測器熵編碼器跨學科