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JPEG2000图像压缩算法标准 摘要：JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述，介绍了这一新标准的特点及应用场合，并对其性能进行了分析。JPEG2000；图像压缩随着多媒体技术的不断运用，图像压缩要求更高的性能和新的特征。为了满足静止图像在特殊领域编码的需求，JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能，而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复，或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。JPEG2000作为JPEG的升级版，其压缩率比JPEG高约30%左右，同时支持有损和无损压缩。JPEG2000格式有一个极其重要的特征在于它能实现渐进传输，即先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图像由朦胧到清晰显示。此外，JPEG2000还支持所谓的感兴趣区域 特性，可以任意指定影像上感兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部分先解压缩。在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域，采用低压缩比，而感兴趣区 域之外采用高压缩比，在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就是基于感兴趣区域的编码方案所采取的压缩策略。其优点在于它结合了接收方对压缩的主观需求，实现了交互式压缩。而接收方随着观察，常常会有新的要求，可能对新的区域感兴趣，也可能希望某一区域更清晰些。 JPEG2000和JPEG相比优势明显，从无损压缩到有损压缩可以兼容，而JPEG不行，JPEG的有损压缩和无损压缩是完全不同的两种方法。JPEG2000即可应用于传统的JPEG市场， 如扫描仪、数码相机等，又可应用于新兴领域，如网路传输、无线通讯等等。JPEG2000也存在如下缺点：JPEG2000的编码计算复杂性明显高于JPEG（JPEG2000的编码时间一般是JPEG的3—4倍），这不利于JPEG2000的软件实现。对于文本图像及合成图像，JPEG2000的无损图像压缩性能明显劣与JPEG-LS。JPEG2000的上述缺点，表明它不可能彻底取代JPEG及JPEG-LS，三者之间应该是一种共存的关系。 表（1）JPEG与JPEG2000的比较 1.2 JPEG-DCT和JPEG2000的比较 JPEG2000是一种新的图像压缩算法。由iso制定。她也有有损压缩和无损压缩两种。JPEG2000是基于DWT的。比JPEG-DCT有很多优越的地方。DWT编码的时候得到的是连续的码流。这样可以避免在JPEG-DCT中的块效应。DWT 一种是基于可逆的（5，3）小波，用于无损编码，一种是基于不可逆（9，7）小波，用于有损压缩。量化系数独立于每一个不同的层。每一层都是64*64的块。每一层都做熵编码，context code 和.bit-plane编码。 我们考虑不同bit流下的两种压缩方式。在所有的情况下，DWT对图像处理后的效果都要好于DCT。比如信噪比和图像质量。信噪比一般高3－6个dB。结果由fig2可以看出。在高压缩比的情况下，DCT对图像质量的影响更为严重。在fig2中可以看出，DWT压缩后的图像比DCT压缩后的图像有更好的视觉效果。 表二 JPEG-DCT和JPEG2000的比较 1.3 JPEG2000的新特性 　　开发JPEG2000的初衷是在使用小波转换（WAVELET TRANSFORM）为主的解析编码方式的基础上，提供崭新的图象编码系统。国际标准组织（ISO）将在2000年底最终确定JPEG2000这个图象编码新标准。内容主要包括6个部分： 　　⑴ JPEG2000图象编码系统（核心部分） 　　⑵ 应用扩展（在核心上扩展更多特性） 　　⑶ 运动JPEG2000 　　⑷ 兼容性（即包容性与继承性） 　　⑸ 参考软件（目前主要为JAVA与C程序） 　　⑹ 复合图象文件格式（如传真式的服务等） 　　那么JPEG2000作为一种新型图象编码系统，跟它的前身JPEG相比，有那些优越性呢？实际上，JPEG2000的压缩优越性跟它的先进的编码技术是密切相关的。大体说来分为六个方面： 　　⑴ JPEG2000可以方便地实现渐进式传输，这是JPEG2000的重要特征之一。看到这种特性，我们就会联想到GIF格式的图像可以做到在WEB上实现渐现效果。也就是说，它先传输图像的大体轮廓，然后逐步传输其他数据，不断地提高图像质量。这样图象就由朦胧到清晰显示出来，从而节约、充分利用有限的带宽。而传统的JPEG