(JPEG)编码算法及压缩过程的实现

JPEG图像的编解码实现

毕业论文论文题目（中文）JPEG图像的编解码实现 论文题目（外文）Encoding and decoding of JPEG image

摘要 JPEG是一种十分先进的图像压缩技术，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像。本文设计和实现一个JPEG图像编解码器来进行图像转换，利用离散余弦变换、熵编码、Huffman编码等图像压缩技术将BMP图像转换成JPEG图像，即进行图像的压缩。验证JPEG压缩编码算法的可行性。通过比对图像压缩前后实际效果，探讨压缩比，峰值信噪比等评价图像数据压缩程度及压缩质量的关键参数，对JPEG 压缩编码算法的实用性和优越性进行研究。 关键词：JPEG；编码；解码；图像压缩

Abstract JPEG is a very advanced image compression technology, it uses lossy compression to remove redundant image data, in obtaining a very high compression rate can show a very rich and vivid image. In this project, a JPEG image codec is designed and implemented to transform image, using discrete cosine transform, entropy coding, Huffman coding and other image compression techniques to convert BMP images into JPEG images. Verifies the feasibility of JPEG compression coding algorithm. Through the comparison of the actual effect of image compression, the key parameters of compression ratio, peak Snr, and the compression quality of image data are discussed, and the practicability and superiority of JPEG compression coding algorithm are researched. Key words: JPEG; encoding; decoding; image compression

图像压缩编码方法

图像压缩编码方法综述 概述： 近年来, 随着数字化信息时代的到来和多媒体计算机技术的发展, 使得人 们所面对的各种数据量剧增, 数据压缩技术的研究受到人们越来越多的重视。 图像压缩编码就是在满足一定保真度和图像质量的前提下，对图像数据进行变换、编码和压缩，去除多余的数据以减少表示数字图像时需要的数据量，便于 图像的存储和传输。即以较少的数据量有损或无损地表示原来的像素矩阵的技术,也称图像编码。 图像压缩编码原理： 图像数据的压缩机理来自两个方面:一是利用图像中存在大量冗余度可供压缩；二是利用人眼的视觉特性。 图像数据的冗余度又可以分为空间冗余、时间冗余、结构冗余、知识冗余 和视觉冗余几个方面。 空间冗余：在一幅图像中规则的物体和规则的背景具有很强的相关性。 时间冗余：电视图像序列中相邻两幅图像之间有较大的相关性。 结构冗余和知识冗余：图像从大面积上看常存在有纹理结构，称之为结构 冗余。 视觉冗余：人眼的视觉系统对于图像的感知是非均匀和非线性的，对图像 的变化并不都能察觉出来。 人眼的视觉特性： 亮度辨别阈值：当景物的亮度在背景亮度基础上增加很少时，人眼是辨别 不出的，只有当亮度增加到某一数值时，人眼才能感觉其亮度有变化。人眼刚 刚能察觉的亮度变化值称为亮度辨别阈值。 视觉阈值：视觉阈值是指干扰或失真刚好可以被察觉的门限值，低于它就 察觉不出来，高于它才看得出来，这是一个统计值。 空间分辨力：空间分辨力是指对一幅图像相邻像素的灰度和细节的分辨力，视觉对于不同图像内容的分辨力不同。 掩盖效应：“掩盖效应”是指人眼对图像中量化误差的敏感程度，与图像 信号变化的剧烈程度有关。 图像压缩编码的分类： 根据编码过程中是否存在信息损耗可将图像编码分为: 无损压缩：又称为可逆编码(Reversible Coding)，解压缩时可完全回复原始数据而不引起任何失真； 有损压缩：又称不可逆压缩(Non-Reversible Coding)，不能完全恢复原始数据，一定的失真换来可观的压缩比。 根据编码原理可以将图像编码分为: 熵编码：熵编码是编码过程中按熵原理不丢失任何信息的编码。熵编码基

图像压缩编码实验报告

图像压缩编码实验报告 一、实验目的 1.了解有关数字图像压缩的基本概念，了解几种常用的图像压缩编码方式； 2.进一步熟悉JPEG编码与离散余弦变换（DCT）变换的原理及含义； 3.掌握编程实现离散余弦变换（DCT）变换及JPEG编码的方法； 4.对重建图像的质量进行评价。 二、实验原理 1、图像压缩基本概念及原理 图像压缩主要目的是为了节省存储空间，增加传输速度。图像压缩的理想标准是信息丢失最少，压缩比例最大。不损失图像质量的压缩称为无损压缩，无损压缩不可能达到很高的压缩比；损失图像质量的压缩称为有损压缩，高的压缩比是以牺牲图像质量为代价的。压缩的实现方法是对图像重新进行编码，希望用更少的数据表示图像。应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分为以下3类： （1）无损压缩编码种类 哈夫曼（Huffman）编码，算术编码，行程（RLE）编码，Lempel zev编码。（2）有损压缩编码种类 预测编码，DPCM，运动补偿； 频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码； 空间域方法：统计分块编码； 模型方法：分形编码，模型基编码； 基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化； （3）混合编码 JBIG，H.261，JPEG，MPEG等技术标准。 2、JPEG 压缩编码原理 JPEG是一个应用广泛的静态图像数据压缩标准，其中包含两种压缩算法(DCT和DPCM)，并考虑了人眼的视觉特性，在量化和无损压缩编码方面综合权衡，达到较大的压缩比(25:1以上)。JPEG既适用于灰度图像也适用于彩色图像。其中最常用的是基于DCT变换的顺序式模式，又称为基本系统。JPEG 的压缩编码大致分

jpeg编解码过程详解海王博客园

JPEG编解码过程详解- 海王- 博客园 JPEG（Joint Photographic Experts Group）是联合图像专家小组的英文缩写。它由国际电话与电报咨询委员会CCITT（The International Telegraph and Telephone Consultative Committee）与国际标准化组织ISO于1986年联合 成立的一个小组，负责制定静态数字图像的编码标准。 小组一直致力于标准化工作，开发研制出连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法，即JPEG 算法。JPEG算法被确定为国际通用标准，其适用范围广泛，除用于静态图像编码外，还推广到电视图像序列的帧 内图像压缩。而用JPEG算法压缩出来的静态图片文件称为JPEG文件，扩展名通常为*.jpg、*.jpe*.jpeg。 JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种数据编码方法、四种编码模式。具体如下： 压缩算法： l 有损的离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）；l 无损的预测技术压缩。 数据编码方法： l 哈夫曼编码； l 算术编码； 编码模式：

l 基于DCT顺序模式：编/解码通过一次扫描完成； l 基于DCT递进模式：编/解码需要多次扫描完成，扫描效果从粗糙到精细，逐级递进； l 无损模式：基于DPCM，保证解码后完全精确恢复到原图像采样值； l 层次模式：图像在多个空间多种分辨率进行编码，可以根据需要只对低分辨率数据作解码，放弃高分辨率信息。 在实际应用中，JPEG图像使用的是离散余弦变换、哈夫曼编码、顺序模式。 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(quantization)。 (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。 笔者在实践过程中查阅了大量的资料，发现大多数书籍资料和网上资料都是从编码角度分析JPEG的编/解码方式，

图像压缩与编码

实验项目3、图像压缩与编码 一、实验目的 （1）理解图像压缩编码的基本原理； （2）掌握用程序代码实现DCT变换编码； （3）掌握用程序代码实现游程编码。 二、实验原理及知识点 1、图像压缩编码 图像信号经过数字化后，数据量相当大，很难直接进行保存。为了提高信道利用率和在有限的信道容量下传输更多的图像信息，必须对图像进行压缩编码。 图像压缩技术标准一般可分为如下几种：JPEG压缩（JPEG Compression）、JPEG 2000 、H.26X标准（H.26X standards）以及MPEG标准（MPEG standards）。数字压缩技术的性能指标包括：压缩比、平均码字长度、编码效率、冗余度。 从信息论角度分，可以将图像的压缩编码方法分为无失真压缩编码和有限失真编码。前者主要包括Huffman编码、算术编码和游程编码；后者主要包括预测编码、变换编码和矢量量化编码以及运动检测和运动补偿技术。 图像数据压缩的目的是在满足一定图像质量的条件下，用尽可能少的比特数来表示原始图像，以提高图像传输的效率和减少图像存储的容量，在信息论中称为信源编码。图像压缩是通过删除图像数据中冗余的或者不必要的部分来减小图像数据量的技术，压缩过程就是编码过程，解压缩过程就是解码过程。 2、游程编码 某些图像特别是计算机生成的图像往往包含许多颜色相同的块，在这些块中，许多连续的扫描行或者同一扫描行上有许多连续的像素都具有相同的颜色值。在这些情况下就不需要存储每一个像素的颜色值，而是仅仅存储一个像素值以及具有相同颜色的像素数目，将这种编码方法称为游程（或行程）编码，连续的具有相同颜色值的所有像素构成一个行程。 在对图像数据进行编码时，沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号，用字串代替这些连续符号，可大幅度减少数据量。游程编码记录方式有两种：①逐行记录每个游程的终点列号：②逐行记录每个游程的长度 3、DCT变换编码 变换编码是在变换域进行图像压缩的一种技术。图1显示了一个典型的变换编码系统。 压缩 图像输入图 像N×N 图1 变换编码系统 在变换编码系统中，如果正变换采用DCT变换就称为DCT变换（离散余弦变换）编码系统。DCT用于把一幅图像映射为一组变换系数，然后对系数进行量化和编码。对于大多数的正常图像来说，多数系数具有较小的数值且可以被粗略地量化（或者完全抛弃），而产生的图像失真较小。

JPEG编码过程详解

JPEG（Joint Photographic Experts Group）是联合图像专家小组的英文缩写。它由国际电话与电报咨询委员会 CCITT（The International Telegraph and Telephone Consultative Committee）与国际标准化组织ISO于1986年联合 成立的一个小组，负责制定静态数字图像的编码标准。 小组一直致力于标准化工作，开发研制出连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法，即JPEG 算法。JPEG算法被确定为国际通用标准，其适用范围广泛，除用于静态图像编码外，还推广到电视图像序列的帧 内图像压缩。而用JPEG算法压缩出来的静态图片文件称为JPEG文件，扩展名通常为*.jpg、*.jpe*.jpeg。 JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种数据编码方法、四种编码模式。具体如下： 压缩算法： ● 有损的离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）； ● 无损的预测技术压缩。 数据编码方法： ● 哈夫曼编码； ● 算术编码； 编码模式： ● 基于DCT顺序模式：编/解码通过一次扫描完成； ● 基于DCT递进模式：编/解码需要多次扫描完成，扫描效果从粗糙到精细， 逐级递进； ● 无损模式：基于DPCM，保证解码后完全精确恢复到原图像采样值； ● 层次模式：图像在多个空间多种分辨率进行编码，可以根据需要只对低 分辨率数据作解码，放弃高分辨率信息。 在实际应用中，JPEG图像使用的是离散余弦变换、哈夫曼编码、顺序模式。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(quantization)。 (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。 笔者在实践过程中查阅了大量的资料，发现大多数书籍资料和网上资料都是从编码角度分析JPEG的编/解码方式， 并且都只是介绍编码过程中的主要方法。所以，本文从解码角度详细分析JPEG的编/解码过程，并且加入许多笔

JPEG图像压缩原理

JPEG编码 JPEG是联合图象专家组(Joint Picture Expert Group)的英文缩写，是国际标准化组织(ISO)和CCITT联合制定的静态图象的压缩编码标准。和相同图象质量的其它常用文件格式(如GIF，TIFF，PCX)相比，JPEG是目前静态图象中压缩比最高的。我们给出具体的数据来对比一下。例图采用Windows95目录下的Clouds.bmp，原图大小为640*480，256色。用工具SEA(version1.3)将其分别转成24位色BMP、24位色JPEG、GIF(只能转成256色)压缩格式、24位色TIFF压缩格式、24位色TGA压缩格式。得到的文件大小(以字节为单位)分别为：921,654，17,707，177,152，923,044，768,136。可见JPEG比其它几种压缩比要高得多，而图象质量都差不多(JPEG处理的颜色只有真彩和灰度图)。 正是由于JPEG的高压缩比，使得它广泛地应用于多媒体和网络程序中，例如HTML语法中选用的图象格式之一就是JPEG(另一种是GIF)。这是显然的，因为网络的带宽非常宝贵，选用一种高压缩比的文件格式是十分必要的。 JPEG有几种模式，其中最常用的是基于DCT变换的顺序型模式，又称为基线系统(Baseline)，以下将针对这种格式进行讨论。 1.JPEG的压缩原理 JPEG的压缩原理其实上面介绍的那些原理的综合，博采众家之长，这也

正是JPEG有高压缩比的原因。其编码器的流程为： 图9.3 JPEG编码器流程 解码器基本上为上述过程的逆过程： 图9.4 解码器流程 DCT 下面对正向离散余弦变换(FDCT)变换作几点说明。 （1）对每个单独的彩色图像分量，把整个分量图像分成8×8的图像块，如图所示，并作为两维离散余弦变换DCT的输入。通过DCT变换，把能量集中在少数几个系数上。 （2）DCT变换使用下式计算： 它的逆变换使用下式计算：

图像压缩编码

Discussion on Wavelet B ases Selection for Digital Image Compression H AN Fang2f ang,XU Shuang,ZHENG De2zhong (College o f Electric Engineering,Yanshan Univer sity,Qinhuangdao Hebei066004,China) Abstract:　This paper studies the selection of optimal wavelet bases.The merits of biorthog onal spline wavelets are dis2 cussed and dem onstrated.C ontinuity of spline derivatives assures wavelets sm ooth and symmetry of biorthog onal wavelets makes the filters have linear phase.Those features can reduce distortion and guarantee the reconstructed images quality. K ey w ords:　Optimal wavelet bases;Image com pression;S pline wavelets;Biorthog onal wavelets 关于数字图像压缩中小波基选择问题的探讨① 韩芳芳,徐　爽,郑德忠 (燕山大学,电气工程学院,河北　秦皇岛　066004) 摘要:针对数字图像压缩编码中最优小波基的选择问题,论证了双正交样条小波基的优点,并对其进行了推导。样条小波的导数连续性保证了小波基的光滑性,双正交对偶小波的对称性使得滤波器具有线性相位,可减小失真,保证重构图像的质量。 关键词:最优小波基;图像压缩;样条小波;双正交小波 中图分类号:T N919 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2004)01-0154-04 图像是人类感知信息的重要途径之一。然而图像经过采样及量化编码后数据量巨大,给传输与存储带来很多困难,因而需要对图像数据进行有效的压缩。在F ourier分析基础上发展起来的小波分析,提供了一种自适应的时域和频域同时局部化的分析方法,通过伸缩和平移等运算功能进行多尺度细化分析,能够有效地从信号中提取信息。小波分析用于数字图像压缩,压缩比高,压缩速度快,压缩后信号与图像的特征不变,且在传递过程中可以抗干扰。因此小波分析成为数字图像处理及压缩编码的有力工具。 如何选择最优小波基是图像压缩编码中所面临的一个棘手问题。对于图像信号而言,一方面要对巨大的数据量进行有效压缩,另一方面,要保持重建图像的质量满足视觉要求。小波基的选择存在一些标准,如平滑性、逼近精度、支撑大小和滤波频率等,如何最佳的组合这些特征是一个难点所在。 1　小波基的选择问题 如何最合理、快速的选择小波基,目前这方面的研究并无定论。在小波基的选择中,一般较为看重以下几方面: 平滑性与消失矩。消失矩表明了小波变换后的能量集中程度,消失矩阶数很大时,精细尺度下的高频部分数值有许多是小得可以忽略的(奇异点除外)[1]。从重构图像质量角度而言,平滑性的影响要 2004年3月 传　感　技　术　学　报 第1期 ①收稿日期:2003211210 作者简介:韩芳芳(1978-)女,硕士研究生,主要研究方向为视频信号压缩编码; 徐　爽(1978-)女,硕士研究生,主要研究方向为信号处理与语音编码; 郑德忠(1952-)男,教授,博士生导师,河北省人工智能学会副理事长,中国电子协会高级会员,主要从事信号 处理和先进控制等方面的研究工作,已在国内外发表论文50余篇。qhdzdz@https://www.sodocs.net/doc/3f9368076.html,.

JPEG文件编解码详解

JPEG文件编/解码详解 cat_ng 猫猫 JPEG（Joint Photographic Experts Group）是联合图像专家小组的英文缩写。它由国际电话与电报咨询委员会 CCITT（The International Telegraph and Telephone Consultative Committee）与国际标准化组织ISO 于1986年联合 成立的一个小组，负责制定静态数字图像的编码标准。 小组一直致力于标准化工作，开发研制出连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法，即JPEG 算法。JPEG算法被确定为国际通用标准，其适用范围广泛，除用于静态图像编码外，还推广到电视图像序列的帧 内图像压缩。而用JPEG算法压缩出来的静态图片文件称为JPEG文件，扩展名通常为*.jpg、*.jpe*.jpeg。 JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种数据编码方法、四种编码模式。具体如下： 压缩算法： ● 有损的离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）； ● 无损的预测技术压缩。 数据编码方法： ● 哈夫曼编码； ● 算术编码； 编码模式： ● 基于DCT顺序模式：编/解码通过一次扫描完成； ● 基于DCT递进模式：编/解码需要多次扫描完成，扫描效果从粗糙到精细， 逐级递进； ● 无损模式：基于DPCM，保证解码后完全精确恢复到原图像采样值；

层次模式：图像在多个空间多种分辨率进行编码，可以根据需要只对低分辨率数据作解码，放弃高分辨率信息。 在实际应用中，JPEG图像使用的是离散余弦变换、哈夫曼编码、顺序模式。 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(quantization)。 (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。 笔者在实践过程中查阅了大量的资料，发现大多数书籍资料和网上资料都是从编码角度分析JPEG的编/解码方式， 并且都只是介绍编码过程中的主要方法。所以，本文从解码角度详细分析JPEG的编/解码过程，并且加入许多笔 者实践过程中遇到的问题和解决方法，希望从另一个角度说明问题，以更好帮助读者结合其他资料解决问题。 不过，介绍解码过程之前，首先要了解JPEG文件中数据的存储格式。 一、JPEG文件格式介绍 JPEG文件使用的数据存储方式有多种。最常用的格式称为JPEG文件交换格式（JPEG File Interchange Format，JFIF ）。而JPEG文件大体上可以分成两个部分：标记码(Tag)和压缩数据。

JPEG图像格式详解

JPEG图像格式详解 JPEG 压缩简介 ------------- 1. 色彩模型 JPEG 的图片使用的是 YCrCb 颜色模型, 而不是计算机上最常用的 RGB. 关于色彩模型, 这里不多阐述. 只是说明, YCrCb 模型更适合图形压缩. 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 字节. 而现在仅需要 4+2=6 字节; 平均每个点占 12bit. 当然 JPEG 格式里允许每个点的 C 值都记录下来; 不过 MPEG 里都是按 12bit 一个点来存放的, 我们简写为 YUV12. [R G B] -> [Y Cb Cr] 转换 ------------------------- (R,G,B 都是 8bit unsigned) | Y | | 0.299 0.587 0.114 | | R | | 0 | | Cb | = |- 0.1687 - 0.3313 0.5 | * | G | + |128| | Cr | | 0.5 - 0.4187 - 0.0813| | B | |128| Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B (亮度) Cb = - 0.1687*R - 0.3313*G + 0.5 *B + 128 Cr = 0.5 *R - 0.4187*G - 0.0813*B + 128 [Y,Cb,Cr] -> [R,G,B] 转换 ------------------------- R = Y + 1.402 *(Cr-128) G = Y - 0.34414*(Cb-128) - 0.71414*(Cr-128) B = Y + 1.772 *(Cb-128) 一般, C 值 (包括 Cb Cr) 应该是一个有符号的数字, 但这里被处理过了, 方法是加上了 128. JPEG 里的数据都是无符号 8bit 的. 2. DCT (离散余弦变换) JPEG 里, 要对数据压缩, 先要做一次 DCT 变换. DCT 变换的原理, 涉及到数学知识, 这里我们不必深究. 反正和傅立叶变换(学过高数的都知道) 是差不多了. 经过这个变换, 就把图片里点和点间的规律呈现出来了, 更方便压缩.JPEG 里是对每 8x8

图像压缩编码的方法概述

图像压缩编码的方法概述摘要：在图像压缩的领域，存在各种各样的压缩方法。不 同的压缩编码方法在压缩比、压缩速度等方面各不相同。本文从压缩方法分类、压缩原理等方面分析了人工神经网络压缩、正交变换等压缩编码方法的实现与效果。 关键词：图像压缩；编码；方法 图像压缩编码一般可以大致分为三个步骤。输入的原始图像首先需要经过映射变换，之后还需经过量化器以及熵编码器的处理最终成为码流输出。 一、图像压缩方法的分类 1.按照原始信息和压缩解码后的信息的相近程度分为以下两类：（1）无失真编码又称无损编码。它要求经过编解码处理后恢复出的图像和原图完全一样，编码过程不丢失任何信息。如果对已量化的信号进行编码，必须注意到量化所产生的失真是不可逆的。所以我们这里所说的无失真是对已量化的信号而言的。特点在于信息无失真，但压缩比有限。（2）限失真编码中会损失部分信息，但此种方法以忽略人的视觉不敏感的次要信息的方法来得到高的压缩比。图像的失真怎么度量，至今没有一个很好的评判标准。在由人眼主观判读的情况下，唯有人眼是对图像质量的最有利评判者。但是人眼视觉机理到现在为止仍为被完全掌握，所以我们很难得到一个和主观评价十分相符的客观标准。目前用的最多的仍是均方误差。这个失真度量标准并不好，之所以广泛应用，是因为方便。

2.按照图像压缩的方法原理可分为以下三类：（1）在图像编码过程中映射变换模块所做的工作是对编码图像进行预测，之后将预测差输出供量化编码，而在接受端将量化的预测差与预测值相加以恢复原图，则这种编码方法称为预测编码。预测编码中，我们只对新的信息进行编码。并且是利用去除邻近像素之间的相关性和冗余性的方法来达到压缩的目的。（2）若压缩编码中的映射变换模块用某种形式的正交变换来代替，则我们把这种方式的编码方法称为变换编码。在变换编码中常用的变换方法有很多，我们主要用到的有离散余弦变换（DCT），离散傅立叶变换（DFT）和离散小波变换（DWT）等。（3）混合编码，LZW算法以及近些年来的一些新的压缩编码方法，最主要的有分形编码算法、小波变换压缩算法、基于模型的压缩算法等。 3.按照压缩对象来分，我们可将图像压缩方法分为静止图像压缩和运动图像压缩。它们所采用的压缩编码标准有所不同，对于静止图像压缩而言，采用的是JPEG、JPEG2000标准；而对运动的图像进行压缩时，我们则采用的是、、、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、MPEG-7等。 二、常用的图像压缩方法 图像压缩方法至研究开始至今，已经有将近70年的发展了，随着科技的不断发展和人们越来越高的期望和要求，使得图像压缩技术也在不断的发展着，不断的进步着，各种各样的方法层出不穷，争对不同的要求我们可以选择不同的方法对图像进行压缩，以达到

语音编码和图像编码的分类及特点

语音编码和图像编码的分类及特点 一、语音编码 一般而言，语音编码分三大类：波形编码、参数编码及混合编码。 <1>、波形编码 波形编码将时域模拟话音的波形信号进过采样、量化和编码形成数字语音信号，是将语音信号作为一般的波形信号来处理，力图使重建的波形保持原语音信号的波形形状。具有适应能力强、合成质量高的优点。但所需编码速率较高，通常在16KB/S以上，并且编码质量随着编码速率的降低显著下降，且占用的较高的带宽。 波形编码又可以分为时域上和频域上的波形编码，频域上有子带编码和自适应变换域编码，时域上PCM、DPCM、ADPCM、APC和?M增量调制等。 ①、子带编码 它首先用一组带通滤波器将输入信号按频谱分开，然后让每路子信号通过各自的自适应PCM编码器（ADPCM）编码，经过分接和解码再复合成原始信号。 特点：1、每个子带独立自适应，可按每个子带的能量调节量化阶；2、可根据各个子带对听觉的作用大小共设计最佳的比特数；3、量化噪声都限制在子带内某一频带的量化噪声串到另一频带中去。 ②、自适应变换域编码 利用正交变换将信号有时域变换到另外的一个域，使变换域系数密集化，从而使信号相邻样本间冗余度得到降低。 特点：对变换域系数进行量化编码，可以降低数码率。 ③、PCM（Pulse-code modulation），脉冲编码调制 对连续变化的模拟信号进行进行抽样、量化和编码产生。 特点是保真度高，解码速度快，缺点是编码后的数据量大。 ④、DPCM(Differential Pulse Code Modulation)差分脉冲编码调制 是对模拟信号幅度抽样的差值进行量化编码的调制方式，是用已经过去的抽样值来预测当前的抽样值，对它们的差值进行编码。 特点：对于有些信号瞬时斜率比较大，很容易引起过载；而且瞬时斜率较大的信号也没有像话音信号那种音节特性，因而也不能采用像音节压扩那样的方法，只能采用瞬时压扩的方法；传输的比特率要比PCM低；一个典型的缺点就是易受到传输线路上噪声的干扰。 ⑤、ADPCM（adaptive differential pulse code modulation），自适应差分脉冲编码调制 是DPCM的扩展，区别在于较DPCM在实现上预测器和量化器会随着相关的参数自适应的变化，达到较好的编码效果。 特点：优点在算法复杂度低，压缩比小，编解码延时最短，压缩/解压缩算法非常的简单,低空间消耗。缺点是声音的质量一般。 ⑥、?M增量调制 只保留每一信号样值与其预测值之差的符号，并用一位二进制数编码的差分脉冲编码调制。 特点：1、电路简单，而脉码调制编码器需要较多逻辑电路；2、数据率低于

图像压缩(JPEG)编码算法及压缩过程的实现

秋风，秋雨，秋天的景色 ?博客园 ?首页 ?博问 ?闪存 ?新随笔 ?联系 ?订阅 ?管理 随笔- 234 文章- 0 评论- 22 图象压缩（JPEG）编码算法及压缩过程的实现转 图象压缩（JPEG）编码算法及压缩过程的实现 摘要 本文首先介绍了静态图像压缩（JPEG）编码算法的基本原理、压缩的实现过程及其重要过程的离散余弦变换（DCT）算法的实现原理及软件实现的例程，其次着重介绍了压缩过程中的DCT、量化和编码三个重要步骤的实现原理。 关键词：图像压缩有损压缩 JPEG 离散余弦变换 DCT 量化 第一章图像压缩编码的综述 1.1 图象压缩的目的和方法 图象的数字化表示使得图象信号可以高质量地传输，并便于图像的检索、分析、处理和存储。但是数字图像的表示需要大量的数据，必须进行数据的压缩。即使采用多种方法对数据进行了压缩，其数据量仍然巨大，对传输介质、传输方法和存储介质的要求较高。因此图象压缩编码技术的研究显得特别有意义，也正

是由于图象压缩编码技术及传输技术的不断发展、更新，推动了现代多媒体技术应用的迅速发展。 1.1.1 图象压缩的目的 图象采样后，如果对之进行简单的8bit量化和PCM编码，其数据量是 巨大的。以CIF（Common Intermediate Format）格式的彩色视频信号为例，若采样速率为25帧/秒，采样样点的Y、U、V分量均为8bit量化，则一秒钟的数据量为： 352×288×3×8×25＝60.83Mbit 要传输或存储这样大的数据量是非常困难的，必需对其进行压缩编码，在满足实际需要的前提下，尽量减少要传输或存储的数据量。 虽然数字图象的数据量巨大，但图象数据是高度相关的。一幅图象的内部相邻象素之间，相邻行之间的视频序列中相邻图象之间有大量冗余信息—空间相关性和时间相关性，可以使用各种方法尽量去除这些冗余信息，减少图象的数据量。 除了时间冗余和空间冗余外，在一般的图象数据中还存在信息熵冗余、结构冗余、知识冗余和视觉冗余。各种冗余就是压缩图象数据的出发点。图象编码的目的就在于采用各种方法去除冗余，以尽量少的数据量来表示个重建图象。 1.1.2图象压缩的几种方法 1.统计和字典的压缩方法 常规程序和计算机熵的数据对于那些基于利用统计变种的压缩，效果很好，这些统计变种表现在单个符号的频率以及符号或短语字符串的频率等方面，而基于字典的系统实际山就是假扮统计程序。可是遗憾的是，这类压缩对于连续色调图象的作用并不很好。 这些程序的主要问题产生于这样的一个事实：照片图象的象素广泛地分布在整个范围。如果将图象中的彩色用频率分布画出，那么频率分布图中，没有我们在统计压缩的成功的情况下所看到的“尖峰”状，实际上，如果延长这个分布图，那么从类似于电视那样的生活图象源中得出的分布图会趋于平展。这意味着，每个象素代码彼此是大约相同的出现机会，决定不存在挖掘熵差的任何机会。 基于字典的压缩程序的运行也有类似的问题，基于扫描照片的图象决定没有任何类型的数据特征以产生相同的短语的多次出现。例如，一个栅格化的图象，

JPEG+原理详细实例分析

JPEG 原理详细实例分析转https://www.sodocs.net/doc/3f9368076.html,/developerworks/cn/linux/l-c... 作为一个基本的图像压缩方式，JPEG 已经得到了广泛的运用，但JPEG 相关的基本原理，却经常被忽视，或解释得很不确切。这里我们详细讨论一下JPEG 的编码原理，并结合实例来给出一个更加感性的认识。JPEG 编码的详细过程有着诸多的信息可以给我们巨大的启发，我们在这里讨论的就是要对这些信息做一个具体细致的分析，通过我们的讨论，大家会对JPEG 编码过程中出现的内容有一个确切的了解，并且能了解到这些内容的来龙去脉。 一、系统架构 本文以一个实际的产品为例，来说明JPEG 在其中的应用。 本系统为一个嵌入式Linux 网络播放器，主要的功能为播放家庭网络中的多媒体文件，在家庭客厅等环境中有着大量的应用，它可以给用户提供更方便快捷的媒体文件的播放方式，并能充分利用家庭音响系统的巨大功能，而非PC 环境下有限的外部设备，大大改善了媒体文件的播放体验。 系统主要的功能包括： 本系统架构如下图：

本系统是基于嵌入式Linux 的一个应用，使用的是ucLinux 2.4.22，并使用了microwindows 作为GUI 界面，底层使用了Linux kernel 的FrameBuffer 作为显示输出。 此系统在两个方面使用到了JPEG 库： 1、UI 的显示，即各种人机交互界面，考虑到用户体验，所以大量使用了贴图来美化UI 2、JPEG 图片文件的全屏播放，包括用户手中的各种照片等 二、JPEG 概述 JPEG 是Joint Photographic Experts Group 的缩写，即ISO 和IEC 联合图像专家组，负责静态图像压缩标准的制定，这个专家组开发的算法就被称为JPEG 算法，并且已经成为了大家通用的标准，即JPEG 标准。JPEG 压缩是有损压缩，但这个损失的部分是人的视觉不容易察觉到的部分，它充分利用了人眼对计算机色彩中的高频信息部分不敏感的特点，来大大节省了需要处理的数据信息。 人眼对构成图像的不同频率成分具有不同的敏感度，这个是由人眼的视觉生理特性所决定的。如人的眼睛含有对亮度敏感的柱状细胞1.8亿个，含有对色彩敏感的椎状细胞0.08亿个，由于柱状细胞的数量远大于椎状细胞，所以眼睛对亮度的敏感程度要大于对色彩的敏感程度。 总体来说，一个原始图像信息，要对其进行JPEG 编码，过程分两大步： 1、去除视觉上的多余信息，即空间冗余度 2、去除数据本身的多余信息，即结构（静态）冗余度 1、去除视觉上的多余信息 当你拿到一个原始未经处理的图像，是由各种色彩组成的，即在一个平面上，有各种色彩，而这个平面是由水平和垂直方向上的很多点组成的。实际上，每个点的色彩，也即计算机能表示的每个像素点的色彩，能分解成红、绿、蓝，即RGB 三元色来表示，即这三种颜色的一定比例的混合就能得到一个实际的色彩值。

JPEG文件解码详解

JPEG文件解码详解 JPEG（Joint Photographic Experts Group）是联合图像专家小组的英文缩写。它由国际电话与电报咨询委员会CCITT（The International Telegraph and Telep hone Consultative Committee）与国际标准化组织ISO于1986年联合成立的一个小组，负责制定静态数字图像的编码标准。 小组一直致力于标准化工作，开发研制出连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩编码方法，即JPEG算法。JPEG算法被确定为国际通用标准，其适用范围广泛，除用于静态图像编码外，还推广到电视图像序列的帧内图像压缩。而用JPEG算法压缩出来的静态图片文件称为JPEG文件，扩展名通常为*.jpg、*. jpe、*.jpeg。 JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种数据编码方法、四种编码模式。具体如下： 压缩算法： ●有损的离散余弦变换（Discrete Cosine Transform，DCT）； ●无损的预测技术压缩。 数据编码方法： ●哈夫曼编码； ●算术编码； 编码模式： ●基于DCT顺序模式：编/解码通过一次扫描完成； ●基于DCT递进模式：编/解码需要多次扫描完成，扫描效果从粗糙到精细， 逐级递进； ●无损模式：基于DPCM，保证解码后完全精确恢复到原图像采样值； ●层次模式：图像在多个空间多种分辨率进行编码，可以根据需要只对低分 辨率数据作解码，放弃高分辨率信息。 在实际应用中，JPEG图像使用的是离散余弦变换、哈夫曼编码、顺序模式。 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(quantization)。 (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。 笔者在实践过程中查阅了大量的资料，发现大多数书籍资料和网上资料都是从编码角度分析JPEG的编/解码方式，并且都只是介绍编码过程中的主要方法。所以，本文从解码角度详细分析JPEG的编/解码过程，并且加入许多笔者实践过

JPEG编码解码流程

JPEG 图片压缩算法流程详解 薛晓利 JPEG 是Joi nt Photogra phic Exports Group 的英文缩写，中文称之为联合图像专家小组。 该小组隶属于ISO 国际标准化组织，主要负责定制静态数字图像的编码方法， 即所谓的JPEG 算法。JPEG 专家组开发了两种基本的压缩算法、两种熵编码方法、四种编码模式。如下所 示： 压缩算法： （1） 有损的离散余弦变换 DCT （ Discrete Cosine Transform ） （2） 无损的预测压缩技术； 熵编码方法： （1） Huffman 编码； （2） 算术编码； 编码模式： （1） （2） 递增； （3） （4） 11个步骤：颜色模式转换、采样、分块、离 DC 系数的差分脉冲调制编码、 DC 系数的 系数的中间格式计算、熵编码。下面，将一 （1）颜色模式转换 JPEG 采用的是YCrCb 颜色空间，而 进行压缩，首先需要进行颜色空间的转换。 色度和饱和度（也有人将Cb,Cr 两者统称为色 度），三者通常以 Y,U,V 来表示，即用 U 代表 Cb ，用V 代表Cr 。RGB 和YCrCb 之间的转换关系如下所 基于DCT 的顺序模式：编码、解码通过一次扫描完成； 基于DCT 的渐进模式：编码、解码需要多次扫描完成，扫描效果由粗到精, 逐级 无损模式：基于 DPCM ,保证解码后完全精确恢复到原图像采样值； 层次模式：图像在多 个空间分辨率中进行编码，可以根据需要只对低分辨率数据 做解码，放弃高分辨率信息； 在实际应用中，JPEG 图像编码算法使用的大多是离散余弦变换、 Huffman 编码、顺序 编码模式。这样的方式，被人们称为JPEG 的基本系统。这里介绍的JPEG 编码算法的流程， 也是针 对基本系统而言。 基本系统的JPEG 压缩编码算法一共分为 散余弦变换（DCT ）、Zigzag 扫描排序、量化、 中间格式计算、AC 系数的游程长度编码、 一介绍这11个步骤的详细原理和计算过程。 AC 采用的是RGB 颜色空间，要想对 BMP 图片 YCrCb 颜色 空间中，丫代表亮度，Cr,Cb 则代表 BMP

JPEG编码解码流程模板

JPEG图片压缩算法流程详解 薛晓利 JPEG 是JointPhotographicExportsGroup 的英文缩写, 中文称之为联合图像专家小组。该小组隶属于ISO国际标准化组织,主要负责定制静态数字图像的编码方法，即所谓的JPEG算法。JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种熵编码方法、四种编码模式。如下所示:压缩算法: （1）有损的离散余弦变换DCT（ DiscreteCosineTransform） （2）无损的预测压缩技术; 熵编码方法: （1）Huffman 编码; （2）算术编码; 编码模式: （1）基于DCT 的顺序模式: 编码、解码经过一次扫描完成; （2）基于DCT 的渐进模式: 编码、解码需要多次扫描完成, 扫描效果由粗到精, 逐级递增; （3）无损模式: 基于DPCM, 保证解码后完全精确恢复到原图像采样值; （4）层次模式: 图像在多个空间分辨率中进行编码, 能够根据需要只对低分辨率数据做解码, 放弃高分辨率信息; 在实际应用中, JPEG 图像编码算法使用的大多是离散余弦变换、Huffman编码、顺序编码模式。这样的方式，被人们称为JPEG的基

本系统。这里介绍的JPEG编码算法的流程，也是针对基本系统而言。基本系统的JPEG压缩编码算法一共分为11个步骤：颜色模式转换、采样、分块、离散余弦变换（DCT）、Zigzag扫描排序、量化、DC系数的差分脉冲调制编码、DC系数的中间格式计算、AC 系数的游程长度编码、AC系数的中间格式计算、熵编码。下面，将一一介绍这11个步骤的详细原理和计算过程。 （1）颜色模式转换 JPEG采用的是YCrCb颜色空间，而BMP采用的是RGB颜色空间，要想对BMP图片进行压缩，首先需要进行颜色空间的转换。YCrCb 颜色空间中，丫代表亮度，Cr,Cb则代表色度和饱和度（也有人将Cb,Cr 两者统称为色度）,三者一般以Y,U,V来表示，即用U代表Cb, 用V代表Cr。RGB和丫CrCb之间的转换关系如下所示：丫 =0.299R+0.587G+0.114B Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5B+128 Cr=0.5R=0.418G-0.0813B+128 一般来说，C值（包括CbCr）应该是一个有符号的数字，但这里经过加上128,使其变为8位的无符号整数，从而方便数据的存储和计算。 R=Y +1.402（Cr-128） G=Y-0.34414（Cb-128）-0.71414（Cr-128） B=Y +1.772(Cb-128) （2）采样