JPEG标准压缩编码算法及其实现技术PPT课件.ppt

4.6.2 JPEG4.6.2 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。1.一.无失真的预测编码 无失真编码器原图象数据预测器熵编码器压缩图象数据表说明2.(1).预测器 x是预测值 x是该点的实际值 c b a x 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 1、2、3是一维预测4、5、6、7是二维预测2：1的压缩3.(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。4.二.基于DCT 的有失真压缩编码有两种不同性能的层次基本系统Baseline System 增强系统Extended System5.Progressive方式自适应算法编码框图如下:DCT变换量化器压缩图象数据表说明表说明原图象数据熵编码器8*8块6.这两个图表示同一单分量 Y U V R G B压缩图象数据熵解码器量化器IDTC恢复图象数据表说明表说明7.1.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)pP-1P-1P-1P-1p8.8*8 FDCT 和 IDCT表达式如下:9.量化均衡量化器 其量化间隔是等长的非均衡量化器 其量化间隔是不等长的自适应量化器 其量化间隔是随传送数据而变 为了达到压缩的目的，对DCT系数进行量化处理，JPEG利用线性均匀量化器,多到一的映射产生误差。F (u,v)=Integer Round(F(u,v)/Q(u,v)Q(u,v)是量化器步长，随位量和彩色分量不同。F (u,v)=F (u,v)*Q (u,v)QQQ10.量化特性11.亮度量化表12.色度量化表13.差分DC编码14.AC系数“Z”字顺序15.帧间编码16.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：w 符号1，行程，尺寸(分组)w 符号2，幅值17.(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）18.19.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)w 查表4.13(P312页)得4；w 查亮度DC系数表4.15(P314页)得 101w 而12为1100 所以得到编码1011100 ZZ(0)=12例:设某亮度子块的序列如下zz(k)20.(2).对AC系数ZZ(1)=5，落入(-7-4,47)w 查表4.13(P312页)得3；w 因为与ZZ(0)间无0个数,所以NNNN=0用 0/3 查亮度AC系数表4.17(P315页)得 100w 而ZZ(1)=5为101 所以得到编码100101 ZZ(1)=521.(3).对AC系数ZZ(2)=-2，落入(-3-2,2-2)w 查表4.13(P312页)得2；w 因为与ZZ(2)间无0个数,所以NNNN=0用 0/2 查亮度AC系数表4.17(P315页)得 01w 而ZZ(2)=-2为01 所以得到编码0101 ZZ(2)=-222.(4).对AC系数ZZ(3)=0 ZZ(4)=2 中间有一个0 ZZ(4)=2w 查表4.13(P312页)得2；w 因为与ZZ(3)间 有1个0,所以NNNN=1用 1/2 查亮度AC系数表4.17(P315页)得 11011w 而ZZ(4)=2为10所以得到 ZZ(3)-ZZ(4)编码110111023.(5).对AC系数ZZ(5)-ZZ(7)=0 ZZ(8)=1 中间有3个0 ZZ(8)=1w 查表4.13(P312页)得1；w 因为与ZZ(5)间 有3个0,所以NNNN=3用 3/1 查亮度AC系数表4.17(P315页)得 111010w 而ZZ(8)=1为1所以得到 ZZ(5)-ZZ(8)编码111010124.(6).ZZ(9)-ZZ(30)=0 ZZ(31)=-1 0的个数：30-9+1=22 15 所以先编一个 F/0 ZRL 查表4.17 得到编码11111111001 22-16=6个零 6/11111011 -1 0 编码1111011025.(7).ZZ(32)-ZZ(63)=0 用EOB结束（查表4.17），0/0101026.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符号227.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。28.