第8章DCT与JPEG编码幻灯片资料.ppt

第8章DCT与JPEG编码8.1DCTFourier级数与余弦变换余弦级数一维离散余弦变换将f(x)平移-1/2，区间的半径l=N：

再以2N为周期进行周期延拓，可得：为了使IDCT中的a0能写入和式，引入函数

为了使正反变换对称，将
拆开后分别乘在正反变换中，并改记an为F(n)、n为u、x为i，则前式变为：二维离散余弦变换8.2JPEG编码JPEG标准的组成部分JPEG采用的压缩算法与编码模式JPEG四种编码模式的关系图JPEG图像的压缩比与质量一、JPEG压缩的算法概要JPEG编码步骤JPEG压缩编码-解压缩算法框图二、JPEG压缩编码算法的主要计算步骤1.FDCT(2)DCT变换使用下式计算，

其中

，f(i,j)=v(i,j)–128

并称 为直流

系数DC，其他F(u,v)为交流系数AC逆变换IDCT使用下式计算：

(3)在计算两维的DCT变换时，可使用下面的计算式把两维的DCT变换变成两次一维的DCT变换两维DCT变换方法2.量化量化表色度量化值 亮度量化值量化结果的计算3.Z字形编排量化DCT系数的序号4.直流系数的编码5.交流系数的编码6.熵编码DC码表符号举例JPEG标准提供的亮度DC系数差的Huffman编码表JPEG标准提供的色差DC系数差的Huffman编码表JPEG标准提供的亮度AC系数的Huffman编码表的开始部分JPEG标准提供的色差AC系数的Huffman编码表的开始部分7.组成位数据流三、应用JPEG算法举例量化表 标准量化系数解标准量化系数 重构图像数据8.3JPEG文件格式一.图像准备二.文件格式框架即：
<图象开始标记>
<应用0标记段>
<[应用n标记段]...>
<[量化表定义段]...>
<帧参数段>
<[Huffman表定义段]>
<扫描参数段>
<压缩数据>
<图象结束标记>三.文件格式内容略图水平象素数(Xthumbnail)：1B
略图垂直象素数(Ythumbnail)：1B
[略图(thumbnail)]：3*Xthumbnail*YthumbnailB（若Xthumbnail=Ythumbnail=0则无略图）
[应用n标记段]：（可选，可若干段）
应用n标记：0xff,APPn(0xen)(n=0~15)
段长度：2B（无符号整数）
段内容：(段长度-2)B
[量化表定义段]：（可选，可若干段）
定义量化表标记：0xff,DQT(0xdb)
段长度：2B（无符号整数）
量化表说明：（可若干个，一般只一个）
量化表精度与序号：1B
精度Pm：高4位，=0(8b),1(16b),Baseline=0
序号Nm：低4位，=0,1,2,3
量化表：64*(Pm+1)B（Z字形排序）帧参数段：（对Baseline，一幅图象只有一个帧）
帧开始标记：0xff,SOF0(0xc0)(BaselineDCT帧)
段长度：2B（无符号整数）
数据精度：1B（位数/象素/颜色分量，为输入数据的位数，Baseline=8）
图象高：2B（无符号整数，光栅行数，不包含为得整数个MCU而对底边的复制行，若=0则行数由第一个扫描(scan)末尾的DNL标记(0xff,0xdc)确定）
图象宽：2B（无符号整数，光栅行内的象素数，不包含为得整数个MCU而对最右列的复制列）
颜色分量说明：
分量数NC：1B
第k个分量：（k=1~NC,共NC个）
标识：1B
相对亚采样率：1B(高4位=水平采样率Hk;低4位=垂直采样率Vk;都可=0,1,2,3)
量化表序号Qk：1B(DCT=0,1,2,3;DPCM=0)(如对缺省YCbCr：NC=3,Y：ID1=0,(H1,V1)=0x22,Q1=0;Cb：ID2=1,(H2,V2)=0x11,Q2=1;Cr：ID3=2,(H3,V3)=0x11,Q3=1)[Huffman表定义段]：（可选）
定义Huffman表标记：0xff,DHT(0xc4)
段长度：2B（无符号整数）
Huffman表说明：（可若干个）
表类型与序号：1B（类型：高4位,=0(DC),1(AC);序号：低4位,=0,1,2,3,Baseline只允许取0,1）
位表：16B（L1~L16,Lk=长度为k位的Huffman码字的个数）
值表：∑LkB（V[k,i]=第i个长度为k位的码值）
扫描参数段：（对Baseline，一帧只有一个扫描段）
扫描开始标记：0xff,SOS(0xda)
段长度：2B（无符号整数）
扫描分量说明：
分量数NS：1B（≤NC）
第k个分量：（k=1~NS,共NS个）
标识：1B（∈帧参数段的{IDk}）
Huffman表序号：1B（DC：高4位,=0,1,2,3;AC：低4位,=0,1,2