【正文】 第 12 頁多媒體圖象壓縮――淺談基于matlab平臺的JPEG基本系統(tǒng)摘要：本論文主要介紹了JPEG的編碼和解碼過程。該程序的編碼部分能把一張TIF格式的24位真彩色圖象進行JEPG編碼，壓縮成以二進制形式保存的文件；通過相應的解碼程序又可以把圖象解壓縮出來。在圖象傳送過程中，我們經(jīng)常采用JPEG格式對靜態(tài)圖象進行編碼。JPEG基本系統(tǒng)是一種有損編碼，無法完全恢復出原圖象，信息有一定的丟失，稱為有損壓縮。盡管我們希望能夠無損壓縮，但是通常有損壓縮的壓縮比(即原圖象占的字節(jié)數(shù)與壓縮后圖象占的字節(jié)數(shù)之比，壓縮比越大，說明壓縮效率越高)比無損壓縮的高。JPEG編碼先把圖象色彩RBG變成亮度Y和色度Cr、Cb，它利用人的視覺對色度不敏感的特點，減少一部分色度數(shù)據(jù)，以達到壓縮。JPEG采取多種編碼方式，包含有行程編碼(Run Length Coding)和哈夫曼(Huffman)編碼，有很高的壓縮比。在編碼前，先對數(shù)據(jù)進行分塊，離散余弦變換（DCT）及量化，保留能量大的低頻信號，丟棄高頻信號以達到壓縮。解碼時，進行熵解碼，反量化，反離散余弦變換（IDCT）。關鍵字：JPEG 有損壓縮 行程編碼 哈夫曼編碼 Abstract: This paper introduces the encoding and decoding of JPEG and the specific realization of program on matlab platform。 The encoding part of this program can encode a picture whose format is 24bitsturecolor TIF and save relevant data as binary system。 The decoding program can decode the pression data and reconstruct the origin image。 While conveying pictures we often encode still pictures into the style of JPEG。 JPEG is of lossy pression which can not recover all the image data， some data are losed。 Although we refer to nonlossy pression， however， the pression ratio of lossy pression( the times that data bytes before pression to that after pression )is bigger than that of nonlossy pression。 JPEG encoding translate image color from RBG to luminance Y and chroma Cr、Cb。 Because people’ eyes are less sensitive to chroma paring with luminance ， some of chroma data are abandoned to reduce data size。JPEG envolves some kinds of ways of encoding including Run Length Coding and Huffman Coding， so it has high pression ratio。 Before Coding ，we divide data into blocks ， DCT and quantify each block 。 The lowfrequency signals that have more energy are maintained and others are rejected 。 While decoding ， data stream are readed ， decoded ， inversequantified and then IDCT 。Keyword: JPEG lossy pression Run Length Coding Huffman Coding 第一章 綜 述JPEG是聯(lián)合圖象專家組(Joint Picture Expert Group)的英文縮寫，是國際標準化組織(ISO)和CCITT聯(lián)合制定的靜態(tài)圖象的壓縮編碼標準。和相同圖象質(zhì)量的其它常用文件格式(如GIF，TIFF，PCX)相比，JPEG是目前靜態(tài)圖象中壓縮比最高的。我們給出具體的數(shù)據(jù)來對比一下。例圖采用Windows95目錄下的Clouds。bmp，原圖大小為640*480，256色。用工具SEA(version1。3)將其分別轉(zhuǎn)成24位色BMP、24位色JPEG、GIF(只能轉(zhuǎn)成256色)壓縮格式、24位色TIFF壓縮格式、24位色TGA壓縮格式。得到的文件大小(以字節(jié)為單位)分別為：921，654，17，707，177，152，923，044，768，136?？梢奐PEG比其它幾種壓縮比要高得多，而圖象質(zhì)量都差不多(JPEG處理的顏色只有真彩和灰度圖)。正是由于JPEG的高壓縮比，使得它廣泛地應用于多媒體和網(wǎng)絡程序中，例如HTML語法中選用的圖象格式之一就是JPEG(另一種是GIF)。這是顯然的，因為網(wǎng)絡的帶寬非常寶貴，選用一種高壓縮比的文件格式是十分必要的。JPEG有幾種模式，其中最常用的是基于DCT變換的順序型模式，又稱為基線系統(tǒng)(Baseline)，以下將針對這種格式進行討論。第二章 原 理 167。2．1 JPEG的壓縮原理JPEG的壓縮原理其實上面介紹的那些原理的綜合，博采眾家之長，這也正是JPEG有高壓縮比的原因。其編碼器的流程為：圖1 JPEG編碼器流程解碼器基本上為上述過程的逆過程：圖2 解碼器流程2．1．1 色彩模型 JPEG 的圖片使用的是 YCrCb 顏色模型， 而不是計算機上最常用的 RGB。 關于色彩模型， 這里不多闡述。 只是說明， YCrCb 模型更適合圖形壓縮。 因為人眼對圖片上的亮度 Y 的變化遠比色度 C 的變化敏感。 我們完全可以每個點保存一個 8bit 的亮度值， 每 2x2 個點保存一個 Cr Cb 值， 而圖象在肉眼中的感覺不會起太大的變化。 所以， 原來用 RGB 模型， 4 個點需要 4x3=12 字節(jié)。 而現(xiàn)在僅需要 4+2=6 字節(jié)。 平均每個點占 12bit。 當然 JPEG 格式里允許每個點的 C 值都記錄下來。 不過 MPEG 里都是按 12bit 一個點來存放的， 我們簡寫為 YUV12。[R G B] [Y Cb Cr]