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关于静态图像压缩(JEPG)系列标准

浏览:8949  来源:通信人在线  日期:2006-12-15
 

静态图像压缩标准,其中最著名的被国际标准化组织所接受的是JEPGJEPG是由ISO/IEC下设的一个专家组--联合图像专家组JPEGJoint Photographic Experts Group)制定的,称为JPEG系列标准,被ISO/IEC批准成为国际标准。目前JEPG已制定了两套系列标准JEPGJEPG2000,下面分别作以简要介绍。

一、JEPG标准

1992918JPEG推出了第一套国标静态图像压缩标准,即连续色调静态图像的数字压缩与编码(Digital compression and coding of continuous-tone still images),简称为JPEG标准,适用于灰度图与真彩图的静态图像的压缩,被ISO命名为ISO/IEC 10918标准,被ITU-T命名为T.81。由于JPEG优良的品质,使得它在短短的几年内就获得极大的成功,目前网站上百分之八十的图像都是采用JPEG的压缩标准。

JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法,一种是采用以离散余弦变换(DCTDiscrete Cosine Transform)为基础的有损压缩算法,另一种是采用以预测技术为基础的无损压缩算法。

JPEG标准中定义了四种编码模式:无损模式、基准模式、递进模式和层次模式,具体详见下表1

1JPEG标准定义的四种编码模式 

JPEG标准主要使用DCT有损压缩算法。在使用DCT有损压缩算法时,图像的压缩比与质量的关系详见下表2。由表可知,JPEG在使用DCT进行有损压缩时,压缩比可调整,在压缩10~30倍后,图像效果仍然不错,压缩后还原得到的图像与原始图像相比较,非图像专家难于找出它们之间的区别,因此得到了广泛的应用,例如,在V-CDDVD-Video电视图象压缩技术中,就使用JPEG的有损压缩算法来取消空间冗余数据。

2JPEG图像的压缩比与质量的关系 

JPEG在制定JPEG标准时,虽然定义了许多标记(marker)用来区分和识别图像数据及其相关信息,但并没有具体定义明确的JPEG文件格式。C-Cube Microsystems公司的Eric Hamilton1992.9.1所定义的JFIF(JPEG File Interchange Format JPEG文件交换格式)1.02成为JPEG文件(*.JPG)的事实标准。

二、JEPG2000标准

200012JPEG在联合二值图像专家组(JBIGJoint Bi-level Image experts GroupISO下设的另一个专家小组)的帮助下又推出了比JPEG标准的压缩率更高、性能更优越的JPEG 2000标准,被ISO命名为ISO/IEC 15444,被ITU-T命名为T.80020028)。适用于二值图、灰度图、伪彩图和真彩图的静态图像压缩。JPEG 2000 与传统JPEG最大的不同,在于它放弃了JPEG所采用的以离散余弦转换(DCT)为主的区块编码方式,而改采以小波转换(Wavelet transform)为主的多解析编码方式。小波转换的主要目的是要将图像的频率成分抽取出来。小波转换的简单原理图可以参考下图1

1小波转换的简单原理图 

JPEG2000的优点表现为:一是JPEG2000作为JPEG升级版,高压缩(低码率)是其目标,其压缩率比JPEG高约30%左右。二是JPEG2000同时支持有损和无损压缩,而 JPEG 只能支持有损压缩。因此它适合保存重要图片。三是JPEG2000能实现渐进传输,这是JPEG2000的一个极其重要的特征。这也就是我们对 GIF 格式图像常说的“渐现”特性。它先传输图像的轮廓,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,而不必是像现在的 JPEG 一样,由上到下慢慢显示。四是JPEG2000支持所谓的“感兴趣区域”特性,你可以任意指定图像上你感兴趣区域的压缩质量,还可以选择指定的部份先解压缩。这样我们就可以很方便的突出重点了。 

JPEG2000的应用:JPEG 2000的应用领域可概略分成两部分,一是传统JPEG的市场,如打印机、扫描仪、数码相机、数字电影等,二是新兴应用领域,如互联网传输、无线通讯、医疗图像、遥感和GIS等。目前对JPEG2000热情最大的是那些数字照相机厂商。JPEG2000JPEG相比优势明显,且向下兼容,取代传统的JPEG格式指日可待。

JPEGJPEG2000的国际标准详见附件

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