【正文】 JPEG基本系統(tǒng) 應(yīng)用舉例 編碼比特率的控制 靜止圖像壓縮編碼實(shí)例 靜止圖像壓縮編碼實(shí)例 JPEG基本系統(tǒng) JPEG標(biāo)準(zhǔn)主要采用了基于塊的 DCT變換編碼，綜合利用了以上談到的游程編碼、霍夫曼編碼等方法 , JPEG有損壓縮算法編碼的流程如圖所示 原始圖像數(shù)據(jù) FDCT 系數(shù)編碼 量化 量化表 碼表 圖像分割 壓縮的 圖像數(shù)據(jù) 系數(shù)編碼 逆量化 IDCT 量化表 碼表 圖像拼接 解壓的 圖像數(shù)據(jù) JPEG基本系統(tǒng)框圖 JPEG基本系統(tǒng) 不同的應(yīng)用目的，需要不同的編碼質(zhì)量或編碼比特率，另外，JPEG編碼的輸出比特率將隨圖像局部的特性而變化，而大多數(shù)的傳輸信道是固定比特率的。為此，要求能夠控制 JPEG的編碼質(zhì)量或編碼比特率，以滿足用戶或信道的需要。 編碼比特率的控制 靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 圖像壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 圖像壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介 ?用于壓縮靜止（灰度、彩色）圖像 ?用于壓縮序列（灰度、彩色）圖像 1． JPEG 1991年提出，可適用于所有連續(xù)色調(diào)的靜止圖像壓縮和存儲(chǔ) JPEG定義了三種編碼系統(tǒng)： 1） 基于 DCT的有損編碼基本系統(tǒng)，可用于絕對(duì)多數(shù)壓 縮應(yīng)用場(chǎng)合 2） 用于高壓縮比，高精確度或漸進(jìn)重建應(yīng)用的擴(kuò)展編 碼系統(tǒng) 3） 用于無(wú)失真應(yīng)用場(chǎng)合的無(wú)損系統(tǒng) 靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) Huffman 輸入 DCT 量化 熵編碼 傳送 熵解碼 逆量化 IDCT 量化表 編碼表 分塊 靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 輸 入 圖 像圖 像 被 分 割成 8 * 8 小 方 塊D C T 變 換標(biāo) 量 量 化 和D C 系 數(shù) 預(yù) 測(cè)熵編碼基 于 塊 編 碼碼 流之 字 形 掃 描 ， 游 程 編 碼JPEG編碼的總體框架 靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 2． JPEG2022 基于小波變換的壓縮技術(shù)。 JPEG2022增加了新功能， 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、電子圖書館、傳真、Inter網(wǎng)上服務(wù)和提供知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等方面的應(yīng)用。 運(yùn)用新標(biāo)準(zhǔn)不僅能提高對(duì)圖像的壓縮質(zhì)量，尤其是低碼率時(shí)的壓縮質(zhì)量，而且還將得到許多增加了的功能，包括根據(jù)圖像質(zhì)量，視覺感受和分辨率進(jìn)行漸進(jìn)傳輸，對(duì)碼流的隨機(jī)存取和處理，開放結(jié)構(gòu)，向下兼容等。 靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn) 1． () 為電視會(huì)議等應(yīng)用而定。也稱 p 64標(biāo)準(zhǔn)（ p＝ 1，2， … ， 3） ,碼流 64， 128， … ， 1920kbit/s,它允許通過 T1線路（帶寬 ）以小于 150ms的延遲傳輸運(yùn)動(dòng)視頻。它將基于 DCT的壓縮方法進(jìn)行了擴(kuò)展，并將幀間冗余的方法包含進(jìn)來(lái) 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) ?步驟： 1)對(duì)序列中的某參考幀用類似于 JPEG的 DCT壓縮，以減少幀內(nèi)冗余度 2)估計(jì)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)（通過計(jì)算當(dāng)前幀與下一幀間的相關(guān)） ,以確定如何壓縮下一幀以減少幀間冗度。 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 2． MPEG1（ 1992年） 是一種視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，主要用于數(shù)字媒體上壓縮圖像數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和提取，此標(biāo)準(zhǔn)無(wú)具體的編碼程序，而只是確定了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的編碼碼流和對(duì)應(yīng)的解碼器，允許比 T1更高的碼率和質(zhì)量 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 3． MPEG2 MPEG2是繼 MPEG1之后推出的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，是面向高質(zhì)量數(shù)字電視的壓縮標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG2可以說(shuō)是 MPEG1的擴(kuò)充，因?yàn)樗鼈兊幕揪幋a算法都相同。但 MPEG2增加了許多 MPEG1沒有的功能，例如：運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償既可以基于幀也可以基于場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)向量的精確度提高到半個(gè)像素；離散余弦變換中可選擇精度；超前預(yù)測(cè)模式；質(zhì)量伸縮性（在同一視頻流中可容忍不同質(zhì)量的圖像）；增加了隔行掃描電視的編碼等 。 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 4． MPEG4 目標(biāo)：音頻、視頻 AV：如靜止圖像、序列圖像、計(jì)算機(jī)圖形、 3D模型、動(dòng)畫、語(yǔ)言、聲音等進(jìn)行統(tǒng)一有效的編碼 MPEG－ 4建立在數(shù)字電視，交互圖形和萬(wàn)維網(wǎng) 上，為了適應(yīng)在窄帶寬（ 64kbit/s）通信線路上對(duì)動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行傳輸?shù)囊? 視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) ITU視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)名稱 制定標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)構(gòu)和時(shí)間 壓縮比 /目標(biāo)碼率 主要壓縮技術(shù) 應(yīng)用范圍 ITUT （ 1990） 比特率： p x 64 Kb/s (p:1 31) DCT 自適應(yīng)量化 ZigZag 掃描排序 前向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 整數(shù)倍采樣精度運(yùn)動(dòng)估計(jì) Huffman 編碼 誤碼回避編碼 ISDN 電視會(huì)議 ITUT (1996) 比特率： 8 Kb/s Mb/s DCT、 自適應(yīng)量化 ZigZag 掃描排序 前向、雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 半采樣精度運(yùn)動(dòng)估計(jì) 重疊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 Huffman 編碼 算術(shù)編碼 誤碼回避 POTS 可視 電話 桌面可視電話 移動(dòng)可視電話 ITUT(1996) 比特率： 8 Kb/s Mb/s DCT、 自適應(yīng)量化 ZigZag 掃描排序 前向、雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 半采樣精度運(yùn)動(dòng)估計(jì) 重疊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 Huffman 編碼 算術(shù)編碼 誤碼回避 POTS 可視電話 桌面可視電話 移動(dòng)可視電話 ITU/ISO 4x4整數(shù)變換、 自適應(yīng)量化 前向、雙向運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 多參考幀預(yù)測(cè) 1/4采樣精度運(yùn)動(dòng)估計(jì) 樹狀結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 統(tǒng)一可變長(zhǎng)編碼 自適應(yīng)算術(shù)編碼 場(chǎng) /幀自適應(yīng)編碼 環(huán)路去塊濾波 可視電話 會(huì)議電視 遠(yuǎn)程醫(yī)療 遠(yuǎn)程教學(xué) 網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播 IPTV 數(shù)字電視 數(shù)字 HDTV 數(shù)字視頻存儲(chǔ) 續(xù)上表 作業(yè) 81 試敘述壓縮算法分類？所講算法的特點(diǎn)？ 82 設(shè)某一圖像， 8 8，灰度分布如下： 4 4 4 4 4 4 4 0 4 5 5 5 5 5 4 0 4 5 6 6 6 5 4 0 4 5 6 7 6 5 4 0 4 5 6 7 6 5 4 0 4 5 5 5 5 5 4 0 4 4 4 4 4 4 4 0 4 4 4 4 4 4 4 0 進(jìn)行 huffman編碼，計(jì)算熵、平均碼字長(zhǎng)度、冗余度、編碼效率和壓縮比 83 客觀保真度準(zhǔn)則和主觀保真度準(zhǔn)則各有什么特點(diǎn)？ 84 數(shù)字圖像特點(diǎn)？ 85 圖像壓縮可通過哪兩種冗余進(jìn)行壓縮？ 86 解釋概念：熵、平均碼字長(zhǎng)度、編碼效率、冗余度、 壓縮比 87 簡(jiǎn)述行程編碼、 Huffman編碼、 DPCM、子波編碼的原理 作業(yè)