JPEG标准压缩编码算法及其实现技术ppt课件

4.6.2JPEG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cbax,预测方法选择位预测0非预测1a2b3c4A+B-C5A+(B-C)/2)6B+(A-C)/2)7A+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BaselineSystem,增强系统ExtendedSystem,5,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YUVRGB,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(DiscreteCosineTransform)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),p,P-1,P-1,P-1,P-1,p,8,8*8FDCT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)=IntegerRound(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),Q,Q,Q,10,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：符号1，行程，尺寸(分组)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,K0123456789-303132-63系数125-20200010-10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1011100ZZ(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)查表4.13(P312页)得3；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100而ZZ(1)=5为101所以得到编码100101ZZ(1)=5,21,(3).对AC系数ZZ(2)=-2，落入(-3-2,2-2)查表4.13(P312页)得2；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01而ZZ(2)=-2为01所以得到编码0101ZZ(2)=-2,22,(4).对AC系数ZZ(3)=0ZZ(4)=2中间有一个0ZZ(4)=2查表4.13(P312页)得2；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11011而ZZ(4)=2为10所以得到ZZ(3)-ZZ(4)编码1101110,23,(5).对AC系数ZZ(5)-ZZ(7)=0ZZ(8)=1中间有3个0ZZ(8)=1查表4.13(P312页)得1；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111010而ZZ(8)=1为1所以得到ZZ(5)-ZZ(8)编码1110101,24,(6).ZZ(9)-ZZ(30)=0ZZ(31)=-10的个数：30-9+1=2215所以先编一个F/0ZRL查表4.17得到编码1111111100122-16=6个零6/11111011-10编码11110110,25,(7).ZZ(32)-ZZ(63)=0用EOB结束（查表4.17），0/01010,26,符号2的编码规则:,正数负数例:正数符号2负数符号24100-40115101-50106110-60017111-7000,符号2,27,结论:,1