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JPEG格式详细内容科研学习 2009-05-21 11:20:09 阅读129 评论0 字号：大中小订阅 JPEG是目前静态图像中压缩比最高的，采用有损压缩，失真程度非常小，肉眼几乎无法辨认，当然也支持有损压缩，但压缩比就不能达到那么高。JPEG被广泛应用于多媒体和网络程序中，其中HTML语言中标准的图像格式之一就是JPEG文件格式，另一种是GIF文件格式。JPEG编码分为基于离散余弦变换的DCT有失真压缩和使用预测器无失真压缩。按编码顺序，又分为顺序式编码（sequential encoding）和递增式编码（progressive encoding），前者是按从左到右、从上到下，后者是分次处理，从模糊到清晰的方式。基于DCT变换的JPEG，可分为仅能接受每像素点以8位标识的基本图像处理（Baseline Process）模式和接受每个像素点8位或12位表示的扩展图像处理（Extended Process）模式。最常用的是基于DCT变换的顺序型基本图像处理模式（Baseline Process）。8*8的图像经过DCT变换后，其低频分量都集中在左上角，高频分量分布在右下角。由于低频分量包含图象的主要信息如亮度，因此，编码时我们忽略图像的高频分量，达到压缩的目的。量化是信息损失的根源，将某一个值除以量化表中对应的值，由于量化表左上角的值较小，右上角的值较大，这样就起到了保持低频分量，抑制高频分量的目的。JPEG使用的颜色系统是YCbCr系统，Y是亮度信息，CbCr是色调信息，对Y进行细量化，对CbCr粗量化，提高压缩比。JPEG文件大体分两部分：标记码（tag）和压缩数据。标记码给出了图象的所有信息，如图像的宽和高，Huffman表，量化表等。标记码的结构为：SOIDQTDRISOF0DHTSOSEOI每个标记码都有2个字节组成，高字节固定为0xFF。每个标记码之前可以填上个数不限的填充字节0xFF。1. SOI:（start of image）标记结构为：0xFF1B0xD81B2. APP0：(Application)JPEG保留给应用程序的标记码，JFIF（JPEG File Interchange Format，由C-Cube Microsystems公司制定的一种JPEG文件交换格式）将文件的相关信息定义在此标记中。标记结构字节数含义0xFF10xE01Lp2APP0标记码长度，不包括前两个字节0xFF，0xE0Identifier5JFIF识别码0x4A，0x46，0x49，0x46，0x00Version2JFIF版本号，可以是0x0101，或者0x0102Units1单位，0：未指定，1：英寸，2：厘米Xdensity2水平分辨率Ydensity2竖直分辨率Xthumbnail1水平点数Ythumbnail1竖直点数n个RGB值3*nn=水平点数*竖直点数3. DQT（Define Quantization Table）量化表定义段标记结构字节数意义0xFF10xDB1Lq2DQT标记码长度，不包括前两个字节0xFF,0xDB(Pq,Tq)1QT信息，量化表信息，低4位Tq为QT的编号0-3，高4位Pq是QT的数据精度。Pq=0时，QT为8位；Pq=1时，QT为16位。在基本系统中，Pq=0，Tq=0-1，即最多有两个量化表n个Qn1或2n个量化表的值，Pq=0时，为8位即1个字节；Pq=1时为16位即2个字节。n=64*（QT的精度Pq+1）个字节（之字形排序）4. DRI（Define Restart Interval）此标记需要用到最小编码单元（MCU，Minumum Coding Unit）。JPEG提供两种取样方式YUV411和YUV422。JPEG规定最小MCU为Hy*Vy+Hu*Vu+Hv*Vv=10。标记结构字节数意义0xFF10xDD1Lr2DRI标记码长度，不包括前两个字节0xFF,0xDD(Pq,Tq)1QT信息，量化表信息，低4位Tq为QT的编号0-3，高4位Pq是QT的数据精度。Pq=0时，QT为8位；Pq=1时，QT为16位。在基本系统中，Pq=0，Tq=0-1，即最多有两个量化表n个Qn1或2n个量化表的值，Pq=0时，为8位即1个字节；Pq=1时为16位即2个字节。N=64*（QT的精度Pq+1）个字节（之字形排序）Ri2重入间隔的MCU个数，MCU块的单元中的重新开始间隔，每n个MCU块就有一个RSTn标记。5. SOF0（帧开始start of frame） （对Baseline，一幅图象只有一个帧）标记结构字节数意义0xFF10xC01Lf2SOF标记码长度，不包括前两个字节0xFF,0xC0P1数据精度，baseline中为0x08，即8位Y2图像高度X2图像宽度Nf1帧中的成分个数，灰度图为1，真彩图为3C11成分编号1(H1,V1)1第一个水平和竖直采样因子Tq11量化表编号C21成分编号2(H2,V2)1第二个水平和竖直采样因子Tq21量化表编号Cn1成分编号n(Hn,Vn)1第n个水平和竖直采样因子Tqn1量化表编号6. DHT（Define Huffman Table）Huffman表定义段标记结构字节数意义0xFF10xC41Lh2DHT标记码长度，不包括前两个字节0xFF 0x