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1、图像压缩Image Compression2.6 图像压缩编码图像压缩基础编码冗余编码冗余像素间冗余像素间冗余心理视觉冗余心理视觉冗余2.6 图像压缩编码图像压缩方法分类信息保持编码信息保持编码保真度编码保真度编码特征抽取编码特征抽取编码2.6 图像压缩编码图像压缩编码基本系统原理框图2.6 图像压缩编码JPEG静态图像压缩标准简介静态连续色调图像的压缩编码标准有损压缩（lossy encoding）和无损压缩（lossless encoding）包括了四种操作模式：顺序DCT基带模式（sequential DCT-based mode）渐进DCT模式（progressive DCT-base
2、d mode）无损模式（lossless mode）分层模式（hierarchical mode）2.6 图像压缩编码顺序DCT基带模式的JPEG压缩编码步骤：图像进行88分块对每个分块进行DCT正变换对DCT系数进行量化对88分块进行之字形扫描，并对扫描得到的数据进行熵编码 2.6 图像压缩编码DCT变换2.6 图像压缩编码量化16111016244051611212141926586055141316244057695614172229518780621822375668109103772435556481104113924964788710312112010172929598112100
3、1039917182447999999991821266699999999242656999999999947669999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999亮度量化表色度量化表round：取整数2.6 图像压缩编码扫描和编码熵编码熵编码分为两个步骤：中间熵编码方法如下：用一对符号表示，即（符号-1）（符号-2）。其中符号-1中包括两个数据：跨越长度和位长。跨越长度就是零的个数，位长是后继（符号-2）系数的编码位数。符号-2中只包括后继的 DC系数差分值/AC系数值，称为幅值。DC系数没
4、有跨越长度，只有位长，所以符号-1缩减为（位长），符号-2保持原样零的跨越长度的范围为015，用（15，0）表示16个零，此符号只能用3次，用（0，0）表示最后一幅值后剩下的全是零，英文缩写为EOB（End of Block）可变长度熵编码可以用Huffman编码及算术编码，算术编码压缩比高，但复杂度高很多，需要更高速的硬件，因此目前仍然用Huffman编码。JPEG标准已经制定了一系列的Huffman表，以供编解码用。熵编码步骤对Z扫描的结果，根据直流系数差分值及交流系数，写成（符号-1）（符号-2）的形式。对于（符号1）中的位长：根据（符号-2）的值，从位长表中查出位长的值是多少。对（符号
5、-1）进行编码，又分为亮度信号以及色度信号，直流分量及交流分量，如（符号-1）是亮度直流分量，则查亮度直流分量表。对于（符号-2），查询幅度表进行编码2.6 图像压缩编码DC差分值/AC系数 的位长位长DC差分值/AC系数001-1,12-3,-2,2,33-7,-4,4,74-15,-8,8,155-31,-16,16,316-63,-32,32,-637-127,-64,64,1278-255,-128,128,2559-511,-256,256,51110-1023,-512,512,102311-2047,-1024,1024,20472.6 图像压缩编码位长位数码字020013010
6、2301133100431015311064111075111108611111097111111010811111110119111111110DC差分系数Huffman亮度编码表 2.6 图像压缩编码CategoryCode LengthCodeword0200120122103311044111055111106611111077111111088111111109911111111010101111111110111111111111110DC差分系数Huffman色度编码表 振幅表位长振幅码字，用于DC AC00-1-1,10,12-3,-2,2,300,01,10,113-7,-4
7、,4,7000,011,100,1114-15,-8,8,150000,0111,1000,11115-31,-16,16,3100000,01111,10000,111116-63,-32,32,-637-127,-64,64,1278-255,-128,128,2559-511,-256,256,51110-1023,-512,512,102311-2047,-1024,1024,2047举例：2.6 图像压缩编码顺序DCT基带模式的JPEG解压2.6 图像压缩编码JPEG2000静态图像压缩标准标准简介JPEG2000的新特性超低的传输比特率连续色调和二值图像的压缩有损与无损压缩由像素精
8、度和分辨率决定的渐进传输 随机码流存取和处理对位错误的鲁棒性2.6 图像压缩编码JPEG与JPEG2000性能比较压缩率：在相似的PSNR质量下，JPEG2000压缩基本上是JPEG的两倍2.6 图像压缩编码Boat原始图像2.6 图像压缩编码JPEG（4657字节）2.6 图像压缩编码JPEG2000（4599字节）2.6 图像压缩编码JPEG（2372字节）2.6 图像压缩编码JPEG2000（2425字节）2.6 图像压缩编码City Space原图2.6 图像压缩编码JPEG（4370字节）2.6 图像压缩编码JPEG2000（4261字节）2.6 图像压缩编码JPEG（2441字节）
9、2.6 图像压缩编码JPEG2000（2483字节）2.6 图像压缩编码Food原图2.6 图像压缩编码JPEG（4915字节）2.6 图像压缩编码JPEG2000（4914字节）2.6 图像压缩编码JPEG（2598字节）2.6 图像压缩编码JPEG2000（2640字节）参考资料参考资料1余松煜，周源华，吴时光编著，“数字图像处理”，电子工业出版社，1989.2夏良正主编，“数字图像处理”，东南大学出版社，1999.9.3陈廷标，夏良正编，“数字图像处理”，人民邮电出版社，1990.4吴乐南编著，“数据压缩”，东南大学出版社，2000.6.5蔡士杰，岳华，刘小燕编译，“连续色调静止图像的压
10、缩与编码JPEG”，南京大学出版社，1995.6.7郝杰，吴元清，郑榕编著，“实用多媒体技术及其C语言实现”，电子工业出版社，1995.11.参考资料参考资料8International Standards Committee International Standard ISO/IEC DIS 10918-1:”Digital Compression and Coding of Continuous tone Still Images”,American National Standards Institute,New York,1992.9A.N.Skodras,C.A.Christopo
11、ulos and T.Ebrahimi,JPEG2000:The Upcoming Still Image Compression Standard,Proceedings of the 11th Portuguese Conference on Pattern Recognition,Porto,Portugal,May 11th-12th,pp.359-366,2000.10ISO/IEC CD 15444-1:”JPEG2000 Committee Draft v1.0”,Dec.9,1999.11Geoffrey M.Davis and Aria Nosratinia,“Wavelet-based Image Coding:An Overview”