关于静态图像压缩（JEPG）系列标准

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JEPG。JEPG是由ISO/IEC下设的一个专家组--联合图像专家组（JPEG，Joint 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JEPG与JEPG2000，下面分别作以简要介绍。

一、JEPG标准

1992年9月18日JPEG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（DCT，Discrete 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。

在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。

表1：JPEG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-CD和DVD-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。

表2：JPEG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 Hamilton于1992.9.1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

2000年12月JPEG在联合二值图像专家组（JBIG，Joint Bi-level Image experts Group，ISO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.800（2002年8月)。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。

图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。