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4.6.2 JPEG标准压缩编码算法及其实现技术 JPEG 标准定义了两种基本压缩算法： (1). 基于DCT变换有失真的压缩算法。 (2). 基于空间预测编码DPCM的无失真 压缩算法。 一. 无失真的预测编码 无失真编码器 (1). 预测器 x是预测值 x是该点的实际值 c b a x (2). 熵编码器 x-x 差值进行无失真的熵编码 或算术编码压缩比可达2:1倍。 二. 基于DCT 的有失真压缩编码 Progressive方式 自适应算法编码框图如下: 这两个图表示同一单分量 Y U V R G B 1. 离散余弦变换(DCT) JPEG采用8*8二维离散余弦变换。 DCT(Discrete Cosine Transform) 分成8*8小块。 采样精度为p位，无符号的整数 （0，2 -1）变成有符号的整数（-2 ，2 -1）。 输入时要变成有符号的数，输出 时要变回来。(-2 ,2 -1) 变成(0,2 -1) 8*8 FDCT 和 IDCT表达式如下: 量化 熵编码 对于DC和AC行程码，再作基于统计特性的熵编码。分两步进行： 1. 首先把DC码和AC行程码转换成中间符号序列。 2. 然后对这些符号序列赋以变长的码字。 (1). 中间格式由两个符号组成： 符号1，行程，尺寸(分组) 符号2，幅值 (2). 可变长熵变码 63个AC系数表示符号1 符号2 零行程长度超过15，有多个符号1 块结束 EOB 只有符号1 （00） K 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9-30 31 32-63 系数 12 5 -2 0 2 0 0 0 1 0 -1 0 按JPEG基本系统编码给出该子块的编码。 (1). 对DC系数12，落入(-15..-8，8..15) 查表4.13(P312页) 得4； 查亮度DC系数表4.15(P314页) 得 101 而12为1100 所以得到编码1011100 ZZ(0)=12 (7). ZZ(32)-ZZ(63)=0 用EOB结束（查表4.17）， 0/0?1010 符号2的编码规则: 正数 负数 例: 正数 符号2 负数 符号2 4 100 -4 011 5 101 -5 010 6 110 -6 001 7 111 -7 000 结论: 1. 零不需编码。 2. 正数编码为原码,且高位为“1”(码长为 最高位为1)。 3. 负数为该数绝对值的反码,且高位为“0” (码长同其绝对值码长一致)。 在由程序实现时,负数的编码只须“负 数=负数-1”,然后直接取低位。 * * 原图象数据 预测器 熵编码器 压缩图象数据 表说明 ^ 预测方法 选择位 预测 0 非预测 1 a 2 b 3 c 4 A+B-C 5 A+((B-C)/2) 6 B+((A-C)/2) 7 A+B/2
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