【正文】 JPEG 2022的需求： ?與 JPEG兼容，連續(xù)色調(diào)，同時支持 bilevel ?低數(shù)據(jù)率 ?圖像安全 ?累進(jìn)傳輸 (精度 /分辨率 )、實時順序顯示 (buildup)能力 ?健壯的位錯誤 (biterror)糾正 ?基于內(nèi)容的描述，隨機(jī)存取 (具備 RegionsOfInterest, ROI存取、壓縮功能 )，具有與 MPEG4間的接口 ?能夠處理大于 64k 64k像素的圖像 ?采用小波 (Wavelet)變換算法。 167。 ? 1973年舉行了第一屆 SIGGRAPH（計算機(jī)圖形特別興趣小組）展覽。 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 72 動畫歷史 (cont.) ? 電影與計算機(jī)動畫 ?80年代 ? 80年代初，逐漸提高的計算機(jī)硬件性能賦予了計算機(jī)動畫人員開發(fā)新的 CG軟件和技巧的自由。盧卡斯剛成立的 ILM公司花了 6個月才制作完成的。霍伍德 (Ron Howard)執(zhí)導(dǎo)的影片 《 Willow》 中引入了一種新的 CG技術(shù)“圖像變形” (或稱“幻影化” )，取得了很好的效果。 ? 卡麥隆在影片 《 深淵 》 試驗了 CG的可行性之后，決定再朝前邁出一大步。 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 77 動畫歷史 (cont.) ? Jurassic Park 1991年，導(dǎo)演斯皮爾伯格開始制作影片 《 侏羅紀(jì)公園 》 。在 《 侏羅紀(jì)公園 》 的續(xù)集 《 失落的世界The Lost World中， CG取代了傳統(tǒng)的動畫模型，幾乎在每一個特技鏡頭中出現(xiàn)。它就是 《 最終幻想 》 (Final Fantasy) 。這些角色是結(jié)合了運動捕獲 Motion Capture，即真實演員連系著一臺計算機(jī)，他的動作被計算機(jī)記錄下來，用于創(chuàng)作影片人物逼真的運動效果和３Ｄ臉部術(shù)來實現(xiàn)的。這部影片就是 《 玩具總動員 》 (Toy Story)，它以區(qū)區(qū) 3000萬美元的投資，賺取了 房收入，影片還獲得了奧斯卡最佳劇本獎的提名。一開始斯皮爾伯格設(shè)想完全采用傳統(tǒng)的效果技巧來制作影片中無數(shù)的特技鏡頭，比如用歷史悠久的 Stop Motion間隔拍攝法。他導(dǎo)演的 《 終結(jié)者２：審判日 》(Terminator2 Judgment Day)創(chuàng)下了非凡的票房佳績，全球 。 ? 1989年，導(dǎo)演詹姆斯 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 73 Fractal圖片欣賞 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 74 Ray Tracing 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 75 動畫歷史 (cont.) ? 1986年， ILM公司屬下的 CG部門的大部分人馬離開 ILM，成立了 Pixar制片廠，這家制片廠由蘋果公司的總裁史蒂夫 ? “光線跟蹤” (Ray Tracing)的技術(shù)被用于繪制那些實際生活中被光線照亮的物體。 ? 從那時起，人們開始進(jìn)行早期的試驗，利用 CGI技術(shù)制作一些短影片。 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 69 動畫歷史 (cont.) ? 走馬燈 ?原理： ? 燈中點上蠟燭。動畫使得多媒體信息更加生動，富于表現(xiàn)。分組選擇方式如 (0,1,2), (3,4,5), … 。 ?在 JPEG有損壓縮算法中，使用霍夫曼編碼器來減少熵，霍夫曼編碼器使用很簡單的查表 (lookup table)方法進(jìn)行編碼 。 ?由于人眼對低頻分量的圖像比對高頻分量的圖像更敏感，因此圖中的左上角的量化步距要比右下角的量化步距小。 F ( u , v ) f ( i , j ) DCT 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 32 主要計算步驟： ① （ cont.） ? 正向離散余弦變換 (FDCT) (2) DCT 變換使用下面的計算公式 ： 77001 ( 2 1 ) ( 2 1 )( , ) ( ) ( ) [ ( , ) c o s c o s ]4 1 6 1 6iji u j vF u v C u C v f i j??????? ?? 它的逆變換使用下式計算 ： 77001 ( 2 1 ) ( 2 1 )( , ) ( ) ( ) [ ( , ) c o s c o s ]4 1 6 1 6uvi u j vf i j C u C v F u v??????? ?? 在上面的式子中 ： ( ) , ( ) 1 2 , , 0 。 ② JPEG算法與彩色空間無關(guān)，因此“ RGB到 YUV變換”和“ YUV到 RGB變換”不包含在 JPEG算法中。 ? 該格式直接使用 JPEG專家組為 JPEG圖像定義的諸多 標(biāo)記 ( marker )。y的范圍是 0～ 1， E39。 ? 顏色轉(zhuǎn)換 ? 從 RGB轉(zhuǎn)換成 YCbCr空間時，使用下面的精確的轉(zhuǎn)換關(guān)系： Y = 256 E39。 ? 編碼模型有：順序 (Sequential encoding)、累進(jìn) (Progressive encoding)、無損 (Lossless encoding)、層次 (Hierarchical encoding)編碼模型。 167。 “ Digital pression and coding of continuoustone still images” 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 5 關(guān)于 JPEG (cont.) ? 已經(jīng)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)有： ? ISO/IEC 109181 | ITUT Rec. : Requirements and guidelines ? ISO/IEC 109182 | ITUT Rec. : Compliance testing ? ISO/IEC 109183 | ITUT Rec. : Extensions ? ISO/IEC 109184 | ITUT Rec. : Registration of JPEG Parameters, Profiles, Tags, Color Spaces, APPn Markers, Compression Types, and Registration Authorities (REGAUT) ? DIS 144951 | ITUT Draft Rec. : Lossless and NearLossless ? Compression of ContinuousTone Still Images – Baseline ? JPEG2022標(biāo)準(zhǔn) (草案 ) ? ISO/IEC FCD154441: 2022 | ITUT Rec. 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 6 二 . 關(guān)于 JPEG圖像 ? 壓縮編碼算法主要有： ?基于離散余弦變換 (Discrete Cosine Transform, DCT)的有損壓縮(lossy pression)算法。 ?如：數(shù)碼相機(jī)、 Web page images、 MPEG的幀內(nèi)圖像 (I圖像 )、 … ? JPEG委員會在制定 JPEG標(biāo)準(zhǔn)時，定義了許多標(biāo)記 (marker)來區(qū)分和識別圖像數(shù)據(jù)及其相關(guān)的信息。Cr] + 128 其中亮度電平 E39。于是 RGB和 YCbCr之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系需要按照下面的方法計算。 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 19 JFIF文件結(jié)構(gòu) (cont.) ? JFIF特性： ?使用 JPEG壓縮算法 ?使用 JPEG交換格式的圖像數(shù)據(jù)壓縮表示法 ? PC 或 Mac 或 Unix 工作站均兼容 ?標(biāo)準(zhǔn)的顏色空間 : 一個或三個顏色分量。 ?使用加權(quán)函數(shù)對 DCT系數(shù)進(jìn)行量化，這個加權(quán)函數(shù)對于人的視覺系統(tǒng)是最佳的。 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 33 計算步驟： ① （ cont.） ? 正向離散余弦變換 (FDCT) (3) 在計算二維的 DCT 變換時，可使用的計算式把二維的 DCT 變換成一維的 DC T 變換。 ?JPEG算法使用了差分脈沖調(diào)制編碼 (DPCM)技術(shù)，對相鄰圖像塊之間量化 DC系數(shù)的差值 (Delta)進(jìn)行編碼。 Value SSS 0 0 1, 1 1 3,2, 2,3 2 7..4, 4..7 3 如果 DC的值 (Value)為 4，符號 SSS用于表達(dá)實際值所需要的位數(shù)，實際位數(shù)就等于 3。例如： – 高分辨率的設(shè)備為 2048 2048像素 – HDTV監(jiān)視器為 1024 1024像素 – 低分辨率 TV為 512 512像素等 JPEG 2022簡介 JPEG 2022 is a new image coding system that uses stateoftheart pression techniques based on wavelet technology. Its architecture should lend itself to a wide range of uses from portable digital cameras through to advanced prepress, medical imaging and other key sectors. Cited from: 167。 167。 2022年 2月 11日 第三章 圖形、圖像與視頻處理技術(shù) 70 動畫歷史 (cont.) ? 計算機(jī)動畫 ?與圖形學(xué)、數(shù)字圖像處理、運動學(xué)有密切的關(guān)系。 ? 1976年英國倫敦的系統(tǒng)仿真公司 (Systems Simulation, Ltd.)接受委托，為影片 《 異形 》 (Alien)中的登陸片段制作 CG圖形，純計算機(jī)動畫已開始在影片中使用。 由巴瑞 拉薩特研究如何改進(jìn) CG動畫技術(shù)，把它作為一種講述故事的手段，于是 1988年影片《 罐頭總動員 》 (Tin Toy)應(yīng)運而生。后來 ILM投標(biāo)勝出，制作出了傳統(tǒng)方法不能企及的驚人效果。 ILM為 《 終結(jié)者 2》 制作了超過 100個 CG素材，在影片中足足占據(jù)了五分半鐘。他們移動設(shè)備時，恐龍的動作被發(fā)送至計算機(jī)，實時地調(diào)整屏幕上的 CG恐龍模型。 ? 導(dǎo)演和編劇也開始采用這種新的手段來敘述劇情，計算機(jī)動畫技術(shù)的完善賦予了他們新的