【正文】 有 JPEG、 JBIG等標(biāo)準(zhǔn)。 ? 視頻可看成是一幅幅不同但相關(guān)的靜態(tài)圖像的時(shí)間序列。 – 靜態(tài)圖像的壓縮技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)可以直接應(yīng)用于視頻的單幀圖像。 ? 介紹： – 適用于靜態(tài)圖像的 JPEG標(biāo)準(zhǔn)和 JBIG標(biāo)準(zhǔn) – 新的 JPEG2021壓縮國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 彩色與灰度圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) JPEG 1． JPEG算法與系統(tǒng) ? JPEG基本系統(tǒng) ? JPEG擴(kuò)展系統(tǒng) ? 信息保持壓縮系統(tǒng) 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 2． JPEG基本系統(tǒng) 每個(gè)單獨(dú)的彩色圖像分量的編碼算法： ? ① 將量化精度為 8位的待壓縮圖像分成若干個(gè) 8?8樣值子塊，做基于 8?8子塊的 DCT。 ? ② 根據(jù)最佳視覺(jué)特性構(gòu)造量化表，設(shè)計(jì)自適應(yīng)量化器并對(duì) DCT的頻率系數(shù)進(jìn)行量化。 ? ③ 為了增加連續(xù)的 0系數(shù)的個(gè)數(shù)，對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)行 Z字形重排。 ? ④ 用 Huffman碼作變字長(zhǎng)熵編碼器對(duì)量化系數(shù)進(jìn)行編碼，進(jìn)一步壓縮數(shù)據(jù)量。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home JPEG編 /解碼器算法框圖 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 上述算法的幾點(diǎn)說(shuō)明 ? （ 1）彩色空間轉(zhuǎn)換問(wèn)題 ? （ 2）量化 —最佳的 亮度量化表 和 色度量化表 。 ? （ 3） Z字形重排 ? （ 4） DCT系數(shù)的編碼 ? （ 5） JPEG位數(shù)據(jù)流 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 亮度量化表 16 11 10 16 24 40 51 61 12 12 14 19 26 58 60 55 14 13 16 24 40 57 69 56 14 17 22 29 51 87 80 62 18 22 37 56 68 109 103 77 24 35 55 64 81 104 113 92 49 64 78 87 103 121 120 101 72 92 95 98 112 100 103 99 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 色度量化表 17 18 24 47 99 99 99 99 18 21 26 66 99 99 99 99 24 26 56 99 99 99 99 99 47 66 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home DCT系數(shù)的 Z字形排列 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 3． JPEG的視頻應(yīng)用與硬件實(shí)現(xiàn) ? 盡管 JPEG標(biāo)準(zhǔn)是基于彩色靜止圖像壓縮而提出的，但對(duì)于壓縮視頻的幀內(nèi)圖像也十分有效。 – 每秒可處理 2700萬(wàn)個(gè)像素的單片 JPEG編 /解碼器芯片，已能實(shí)時(shí)處理常規(guī)電視圖像。 ? MJPEG（ MotionJPEG）技術(shù)即運(yùn)動(dòng)靜止圖像壓縮技術(shù)。 ? 這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于可精確到幀編輯和多層圖像處理的非線(xiàn)性編輯領(lǐng)域。 ? MJPEG的壓縮和解壓縮是對(duì)稱(chēng)的，可由相同的硬件和軟件實(shí)現(xiàn)。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 二值圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) JBIG ? 1980年 CCITT (G3)的一維編碼標(biāo)準(zhǔn) MH,作為二維編碼標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn)相對(duì)元地址指定編碼 (MR)。 ? 1994年 CCITT (G4)標(biāo)準(zhǔn)編碼方案：二次改進(jìn) Huffman編碼 ( MMR)。 ? 二值圖像通過(guò) MH， MR和 MMR等典型的編碼方法已在傳真機(jī)等圖像通信中得到廣泛應(yīng)用。將一幅二維圖像按位平面進(jìn)行分解可以得到若干個(gè)二值圖像。 ? 一幅灰度為 256級(jí)的圖像可以被分解為 8幅二值圖像。支持分層圖像傳送的編碼方法的基本思路是：首先傳送過(guò)去一幅分辨率較低的概要圖像，然后隨傳送數(shù)據(jù)的不斷到來(lái)所得到圖像質(zhì)量逐步提高。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 支持分層圖像傳送的編碼方法的基本思路 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 必須滿(mǎn)足的條件和對(duì)之進(jìn)行評(píng)價(jià)的項(xiàng)目 ? （ 1）無(wú)損編碼。 ? （ 2）即使接受端不具有幀存儲(chǔ)器，系統(tǒng)也能在順序傳送模式下正常工作。 ? （ 3）編碼和解碼操作是實(shí)時(shí)的。 ? （ 4）壓縮和恢復(fù)兩個(gè)功能在時(shí)間和復(fù)雜性方面是對(duì)稱(chēng)的。 ? （ 5）具有比 MMR更高的壓縮能力。 ? （ 6）利用同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以同時(shí)支持順序和逐層兩種壓縮傳送模式。 ? （ 7）不允許使用全幀預(yù)掃描（單路執(zhí)行算法）。 ? （ 8）在 64 Kbps傳輸速率下能夠做到解碼。 ? （ 9）魯棒性。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home JPEG2021靜態(tài)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) ? 1． JPEG2021標(biāo)準(zhǔn)制定的目的 ? JPEG2021標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)是 – 進(jìn)一步改進(jìn)目前壓縮算法的性能，以適應(yīng)低帶寬、高噪聲的環(huán)境，以及醫(yī)療圖像、電子圖書(shū)館、傳真、 Inter網(wǎng)上服務(wù)和保安等方面的應(yīng)用。 ? JPEG2021還將彩色靜態(tài)畫(huà)面采用的 JPEG編碼方式與 2值圖像采用的 JBIG編碼方式統(tǒng)一起來(lái)，成為對(duì)應(yīng)各種圖像的通用編碼方式。 ? 由于 JPEG 2021它的特性及功能顯著，且支持舊版本的標(biāo)準(zhǔn)，因此在需要有較好的圖像質(zhì)量、較低的比特率或者是一些特殊特性的要求（漸進(jìn)傳輸和感興趣區(qū)域編碼等）時(shí)，JPEG2021將是最好的選擇。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home JPEG 2021的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 可大致分成兩個(gè)方面： –一方面面向傳統(tǒng)的 JPEG市場(chǎng) ? 如打印、掃描、數(shù)字?jǐn)z像、遙感等 –另一方面面向一些新興的應(yīng)用領(lǐng)域 ? 如網(wǎng)路傳輸、彩色傳真、無(wú)線(xiàn)通訊，醫(yī)療影像、電子商務(wù)等。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 2． JPEG2021標(biāo)準(zhǔn)提供的主要特征 ? JPEG2021標(biāo)準(zhǔn)提供了一套新特征 – 這些特征對(duì)于一些新產(chǎn)品（如數(shù)碼相機(jī)）和應(yīng)用（如互聯(lián)網(wǎng)）是非常重要的。 ? 它把 JPEG的順序模式、漸進(jìn)模式、無(wú)損模式和分層模式四種模式集成在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之中。 ? JPEG 2021放棄了以 DCT為主的區(qū)塊編碼方式 – 采用以小波轉(zhuǎn)換為主的多解析編碼方式。 ? JPEG2021標(biāo)準(zhǔn)中無(wú)損壓縮和有損壓縮所采用的小波分別是 – 基于提升方案的（ 5,3）整數(shù)小波和 Daubechies（ 9,7）整數(shù)小波。 ? 編碼端以最大的壓縮質(zhì)量和最大的圖像分辨率壓縮圖像 – 在解碼端可以從碼流中以任意的圖像質(zhì)量和分辨率解壓圖像，最大可達(dá)到編碼時(shí)的圖像質(zhì)量和分辨率。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home JPEG2021的最主要的特征 ? （ 1）高壓縮率。 ? （ 2）無(wú)損壓縮和有損壓縮。 ? （ 3）漸進(jìn)傳輸。 ? （ 4）感興趣區(qū)域壓縮。 ? （ 5）碼流的隨機(jī)訪問(wèn)和處理。 ? （ 6）容錯(cuò)性。 ? （ 7）開(kāi)放的框架結(jié)構(gòu)。 ? （ 8）基于內(nèi)容的描述。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 3． JPEG2021的基本框架和實(shí)現(xiàn) ? （ 1）對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行離散小波變換（ DWT） ? （ 2）對(duì)變換后的小波系數(shù)進(jìn)行量化 ? （ 3）對(duì)量化后的數(shù)據(jù)熵編碼 ? （ 4）最后形成輸出碼流。 ? 解碼器是編碼器的逆過(guò)程。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home 本 章 小 結(jié) ? 理解和掌握 數(shù)字圖像編碼與壓縮的理論基礎(chǔ)是本章的重點(diǎn)。 ? 熟知 各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域。 ? 了解 各種編 /解碼器的原理和軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。 ? 注意 數(shù)字圖像編碼與壓縮技術(shù)的最新發(fā)展和應(yīng)用前景。 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home （ 1）數(shù)據(jù)壓縮的基本概念 –編碼冗余使圖像編碼壓縮成為可能。 ? 像素間的相關(guān)性形成的冗余 ? 視覺(jué)特性和顯示設(shè)備引起的冗余 上 一 頁(yè) 下 一 頁(yè) home （ 2）數(shù)據(jù)壓縮方法 ? 無(wú)損壓縮有 – Huffman編碼 – Shannon編碼 – 游程編碼 – 算術(shù)編碼和輪廓編碼等。 ? 有損壓縮有 – 預(yù)測(cè)編碼 – 變換編碼。 ? 混合編碼是將預(yù)測(cè)編碼與變換編碼相結(jié)合 ? 現(xiàn)代壓縮編碼方法有 – 分形編碼 – 模型基編碼等。