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静态图像的国际压缩标准JPEG 2005年fall 1 概述 JPEG(Joint Photographic Experts Group) 是一个由 ISO和IEC两个组织机构联合组成的一个专家组 1992年成为国际标准 JPEG是国际上彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准，也是一个适用范围广泛的通用标准。它不仅适用于静止图像的压缩，电视图像序列的帧内图像的压缩编码，也常采用JPEG压缩方法。可用于多媒体CD-ROM，彩色图像传真，图文档案管理等。 该标准制定了有损压缩和无损压缩的编码方案。 JPEG的目的是为了给出一个适用于连续色调图像的压缩方法，使之满足以下要求： 达到或接近当前压缩比与图形保真度的技术水平，能覆盖一个较宽的图形质量等级范围，能达到“很好”或“极好”的评估，与原始图像相比，人的视觉难以区分。 能适用于任何种类连续色调图像，且宽高比不受限制，同时也不受限于景物内容、图形复杂程度和统计特性。 计算的复杂性是可控制的，其软件可在各种CPU上完成，算法也可用硬件实现。 Sequential (line by line) and progressive (successive refinement of the whole image) decoding should both be possible. A lossless, hierarchical coding of the same image with different resolutions should also be possible. The user can select parameters to trade off the quality of the reproduced image, the compression processing time, the size of the compressed image. 格式 The encoded data stream has a fixed interchange format encoded image data the chosen parameters tables of the coding process. 简化的中间格式 标准的非简化格式 基本步骤 颜色模式转换及采样； DCT变换； 量化； 编码； JPEG Modes The lossy, sequential DCT-based mode (baseline process, base mode) The expanded lossy, DCT-based mode The lossless mode The hierarchical mode 压缩比 —— 10:1--100:1 (一般压缩比≯40:1) 试验表明，经压缩25倍还原后的彩色图像与原图相比 ，对非行家来说很难加以区别。 在损失某些图像信息的情况下 ，JPEG可以把图像压缩比提的更高。例如当把 30:1 的压缩比用于一个全彩色的图像帧时，要求的图像存储空间就从1000K降至33K ，而数据传输率则降至每秒1MB，这就降到了目前大多数存储设备可以处理的范围内了。 2 图像预处理 An image consists of at least one and at most N=255 components or planes. Each component is a rectangular array Xi×Yi of pixels (the samples). The resolution of the individual components may be different. Each pixel is represented by p bits with values in the range from 0 to 2 p–1. All pixels of all components of an image must have the same number of bits. The lossy modes of JPEG use a precision of either 8 or 12 bits per pixel. The lossless modes can use between 2 and 12 bits per pixel. With any other number of bits, the application must suitably transform the image. The compressed data includes: X (maximum of all Xi) Y (maximum