JPEG图像压缩算法的IP核设计

JPEG解码IP的研究与实现的开题报告一、选题背景随着数字化进程的不断深入，图片成为人们生活中不可或缺的一部分，它们应用于各个行业和领域，如广告、媒体、医学、安全监控等。

保存图片常用的格式有JPEG （Joint Photographic Experts Group）格式、PNG（Portable Network Graphics）格式、GIF（Graphics Interchange Format）格式、BMP（Bitmap）等。

其中，JPEG格式因其压缩比高、色彩丰富等特点，被广泛应用，是Web图像中最流行的格式之一。

笔者在此基础上，选择了JPEG解码IP的研究与实现作为毕业设计的选题。

二、选题意义在目前的数字图像处理中，JPEG将图像压缩成为一个“压缩码流”，以此方式缩减图像的存储空间，从而达到快速传输和存储的目的。

JPEG解码器将压缩码流解码，以还原出原始图像。

而JPEG解码IP则是实现JPEG解码算法的硬件设备，可以直接嵌入到系统中，实现高效的图像解码和处理。

通过对JPEG解码IP的研究与实现，可以提升图像处理的效率和质量。

对于数字媒体、安防监控等领域来说，这一技术的应用可以大大减少数据传输的时间和成本；对于医学图像的处理来说，则可以提高图像处理的速度和准确度，有助于医生在诊断中更快、更精准地作出判断。

三、研究内容本次毕业设计的主要研究内容是：1.研究JPEG压缩算法原理和解码算法原理；2.研究JPEG解码器的设计和实现方法；3.基于Verilog HDL设计JPEG解码IP；4.在FPGA上进行仿真和验证，对设计进行性能与功耗分析优化。

四、进度安排本次毕业设计的进度安排如下：第一周：确定选题，制定毕业设计计划；第二周至第四周：开始研究JPEG压缩算法原理和解码算法原理，并对其进行总结和归纳；第五周至第七周：开始研究JPEG解码器的设计方法，并进行初步实现；第八周至第十周：基于Verilog HDL设计JPEG解码IP，并进行仿真验证；第十一周至第十二周：对JPEG解码IP的性能进行分析和优化，探索更高效的实现方式；第十三周至第十四周：整理材料，准备毕业设计答辩。

基于DSP的JPEG图像压缩的设计与实现JPEG算法是一种数字图像压缩编码算法，具有压缩比例高、失真小的特点，并已被确定为国际标准。

该标准被广泛应用于数码相机、监视系统、手机、可视电话等等诸多方面。

它的应用与实现不仅限于PC机，更多的则是基于系统。

嵌入式系统有其体积小、成本低、牢靠性高、速度快、环境适应性强等优点。

嵌入式编码实现方式也比较多，有的采纳专用集成芯片，有的基于，有的基于，。

采纳专用芯片的方式实现容易，技术成熟牢靠，但灵便性以及可扩展性差。

基于FPGA的方式，压缩算法纯硬件实现，并行处理速度高，可实现高速处理，但因为JPEG压缩算法比较复杂，开发难度大些，费时费劲。

基于通用DSP实现方式优点是：灵便性强，能满足特别处理需求，具有很好的可扩展性、可升级性和易维护性。

二、系统硬件设计考虑到系统的二次开发性本系统采纳DSP开发计划，选用TMS320C6713芯片作为系统主处理器，该嵌入式系统能完成视频图像信号的采集、处理、压缩、编码、显示、存储等一系列功能。

本图像处理系统由底板与子板两部分组成，底板主要由DSP处理器TMS320C6713、一片256K×16bit Flash，四片4M×16bitSDRAM、外部存储器接口EMIF(External Memory Interface)和其他通用外设接口如RS-232，音频接口等组成。

子板是在底板的EMIF上扩展出来的，主要由视频解码A/D芯片、采集和显示时序控制芯片等。

（一）CCD摄像头用来采集模拟视频图像数据。

（二）视频解码A/D芯片Philips SAA7113将模拟视频电视信号（本系统PAL制）数字化。

输出为符合CCIR.601标准的数字视频码流。

（三）FIFOAL422B作为A/D与C6713DSP之间的数据缓冲，使A/D的转换速度与DSP读取A/D数据的速度匹配。

（四）TMS320C6713DSP为主处理器，实现对视频数据的压缩编码处理。

JPEG2000编码器IP核设计计划书一、应用前景数码照相机、数字监控系统、数字扫描仪，网路传输、无线通讯、医疗影像。

二、项目背景在过去的十几年来，高质量图像的应用场合越来越多。

但是数字图像的存储和传输的高额费用成为普及其发展的最大障碍。

由此对图像压缩编码的研究提出了很高等要求。

早在1991年，国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）就制定了静止图像压缩标准JPEG（Joint Photographic Experts Group）。

该标准使用离散余弦变换（DCT）作为其核心编码，在中高码率（大于0.25比特/像素）对于连续色调的静止灰度或彩色图像提供了较好的压缩性能。

目前JPEG标准广泛用于数码相机，数字扫描仪等场合，取得了巨大的成功，商用芯片也已经很成熟。

然而随着数字视频捕捉设备和数字相机的普及，以及高清晰度电视（HDTV）和可视电话的应用，对图像压缩编码的要求越来越高，再加上JPEG在低码率下严重的“方块效应”等缺点，新的标准JPEG2000应运而生。

JPEG2000是一种新的静止图像压缩标准（代号ISO15444），于2001年3月正式发布。

JPEG2000的目标是创造一个新的图像压缩系统，能够用于不同类型（双色，灰度，彩色，多基色）、不同特性（自然风景，科学图像，医学影像，遥感图像，文本，绘制图等等）的静止图像，并且在一个统一的体系下允许不同成像模型（客户端/服务器，实时传送，图像图书馆档案，缓冲与带宽受限等等）。

JPEG2000编码系统能够提供低码率条件下（码率小于0.25比特/秒）当前标准JPEG更佳的率失真性能和主观图像质量，同时不牺牲其它方性能。

JPEG2000包含下列优于JPEG的特性：1、低码率压缩：当前标准，如JPEG，在中高码率提供较好的率失真性能，但在低码率（如低于0.25比特/秒情况下的高分辨率灰度图）失真严重，主观上不可接受；2、无损与有损压缩：当前所有标准都不能在单一码流内提供无损和有损压缩；大图像：当前JPEG标准不能直接压缩规模大于64K的图像，必须进行拼接；3、单一解码架构：当前JPEG标准包含44种模式，其中很多是面向特定的应用而不被大多数JPEG解码器使用。

JPEG图像压缩原理简介JPEG（发音：[ˈdʒeɪpɛg]）是一种针对照片视频而广泛使用的有损压缩标准方法。

这个名称代表 Joint Photographic Experts Group（联合图像专家小组）。

联合图像专家小组1992年发布了JPEG的标准而在1994年获得了ISO 10918-1的认定。

JPEG与视频音频压缩标准的MPEG （Moving Picture Experts Group）很容易混淆，但两者是不同的组织及标准。

其实JPEG不是一种文件格式，它是由联合图像专家小组推出的一种图像压缩方法（类似于视频中的H.264等编解码标准）。

而JPG或者JFIF格式仅仅是一种数据的包装容器（类似于视频中MP4、MOV等封装格式）。

1. 概述JPEG编码的主要流程是：色彩空间转换 (Color Conversion)、下采样（Downsampling）、分块(Dividing Patch) 、离散余弦变换（Discrete cosine transform）、量化（Quantization）、熵编码技术（Entropy coding）。

2. 色彩空间转换(Color Conversion)我们使用传感器采集到的原始（RAW）图像使用的是RGB色彩空间来表示的。

也就是说，按照每一个像素的RGB（Red, Green, Blue）值填充到对应的像素位置。

首先，我们将RGB（红绿蓝）转换为一种称为YCrCb (YUV)的不同色彩空间。

·Y成分表示一个像素的亮度(luminance) ·U成分表示色度（饱和度）(Chrominance）·V成分表示色度（饱和度）RGB空间到YUV空间转换公式为：下图为分解开的Y、U、V的示例：3. 采样（Downsampling）下采样、也就是减少人类视觉系统不敏感的色度（U和V的成分）。

虽然减少了颜色数量，但是人眼并不会察觉到图像质量有任何的差异。

MotionJPEG视频压缩IP核的设计与实现引言随着多媒体技术及通信技术的快速发展，在嵌入式平台上实现连续图像压缩的需求已变得日益广泛。

常用的系统结构是独立处理器配和专用图像压缩芯片或者是只用一个高主频的数字信号处理器完成主要功能。

但随着大规模集成电路技术的发展及市场对产品低成本的要求不断提高，一种新的在嵌入式平台上实现连续图像压缩的系统结构正逐步成为上述两种系统结构的替代者。

这种新的结构就是Altera公司提出的基于Avalon总线的SOPC结构。

SOPC结引言随着多媒体技术及通信技术的快速发展，在嵌入式平台上实现连续图像压缩的需求已变得日益广泛。

常用的系统结构是独立处理器配和专用图像压缩芯片或者是只用一个高主频的数字信号处理器完成主要功能。

但随着大规模集成电路技术的发展及市场对产品低成本的要求不断提高，一种新的在嵌入式平台上实现连续图像压缩的系统结构正逐步成为上述两种系统结构的替代者。

这种新的结构就是Altera公司提出的基于Aval on总线的SOPC结构。

SOPC结构可以把处理器，图像压缩IP核，通讯单元及控制单元集成到一块FPGA芯片上。

较之以往的结构，不但极大地节约了系统资源和成本，更是减少了系统的复杂度。

尤其是可以用硬件电路实现软件处理极为耗时的运算功能，使得在低主频，低功耗的嵌入式平台上实现连续图像实时压缩变为可能。

连续图像压缩IP核也成为整个SOPC系统的一个关键部件。

现有的MPEG系列，H26X系列IP 核对FPGA的芯片资源及性能要求极高，难以满足系统对低成本，低功耗的要求。

所以设计一个适合低成本，低功耗的FPGA芯片的视频压缩IP核变得极为重要。

这即要求压缩算法的复杂度不能太高，又要求有适当的压缩效果，Motion JPEG算法恰好满足上述要求。

1.Motion JPEG压缩算法简介Motion JPEG是一种基于静态图像JPEG压缩标准的动态图像压缩标准，压缩时将连续图像的每一个帧视为一幅静止图像进行压缩，从而可以生成序列化运动图像。

JPEG图像压缩技术的实现与优化（共6篇）篇1：JPEG图像压缩技术的实现与优化JPEG图像压缩技术的实现与优化文章以空间监控系统为背景,深入研究了JPEG图像压缩标准的`实现方法,并基于FPGA对其进行了实现和优化.文中给出了详细的实现方法和优化过程,测试表明达到了很好的效果.作者：张宏伟孙吉福黄长宁Zhang Hongwei Sun Jifu Huang Changning 单位：北京空间机电研究所,北京,100076刊名：航天返回与遥感英文刊名：SPACECRAFT RECOVERYCb=U=(B-Y)×127/226;H.263原有的色彩空间转换算法采用浮点运算，但浮点运算会消耗较多的CPU周期。

为了加快视频处理速度，采用整形乘法和向右移位来代替浮点乘除，从而有效缩短了转换时间。

优化后的转换函数如下：Y=((R×313524)>>20)+((G×615514)>>20)×((B×119538)>>20);Cr=V=((R-Y)×743962))>>20;Cb=U=((B-Y)×589244))>>20;2.2 DCT、IDCT算法的优化二维DCT公式为：(本网网收集整理)二维IDCT公式为：上述两式中，,n取8。

通过分析得出，DCT快速算法的实现可以有两种方式。

一种方法是把已有的快速变换算法（如FFT、FHT等）映射到DCT计算中，这种方式多了一个映射环节，增加了计算的复杂度；另一种方法是从DCT变换本身寻找规律进行改进。

在H.263应用中，注意到两条规则：一是能量集中在少部分DCT 系数上；二是随着量化步长的增大，被量化为零的DCT系数增多，而且对DCT计算的精度要求降低。

于是，采用一种零系数预测策略，即根据量化步长，首先对DCT变换的输入数据分类，对于给定的量化步长，如果输入数据将要被量化为0，那么这些数据就不必做DCT运算，而直接将变换结果置为0。

淺談JPEG圖像壓縮演算法餘科亮本文僅討論靜止圖像的壓縮基本演算法，圖像壓縮的目的在於以較少的資料來表示圖像以節約存儲費用，或者傳輸時間和費用。

JPEG壓縮演算法可以用失真的壓縮方式來處理圖像，但失真的程度卻是肉眼所無法辯認的。

這也就是爲什麽JPEG會有如此滿意的壓縮比例的原因。

下面主要討論，JPEG基本壓縮法。

一.JPEG壓縮過程JPEG壓縮分四個步驟實現：1.顔色模式轉換及採樣；2.DCT變換；3.量化；4.編碼。

二.1．顔色模式轉換及採樣RGB色彩系統是我們最常用的表示顔色的方式。

JPEG採用的是YCbCr色彩系統。

想要用JPEG基本壓縮法處理全彩色圖像，得先把RGB顔色模式圖像資料，轉換爲YCbCr顔色模式的資料。

Y代表亮度，Cb和Cr則代表色度、飽和度。

通過下列計算公式可完成資料轉換。

Y=0.2990R+0.5870G+0.1140BCb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B＋128人類的眼晴對低頻的資料比對高頻的資料具有更高的敏感度，事實上，人類的眼睛對亮度的改變也比對色彩的改變要敏感得多，也就是說Y成份的資料是比較重要的。

既然Cb成份和Cr成份的資料比較相對不重要，就可以只取部分資料來處理。

以增加壓縮的比例。

JPEG通常有兩種採樣方式：YUV411和YUV422，它們所代表的意義是Y、Cb和Cr三個成份的資料取樣比例。

2.DCT變換DCT變換的全稱是離散余弦變換(Discrete Cosine Transform)，是指將一組光強資料轉換成頻率資料，以便得知強度變化的情形。

若對高頻的資料做些修飾，再轉回原來形式的資料時，顯然與原始資料有些差異，但是人類的眼睛卻是不容易辨認出來。

壓縮時，將原始圖像資料分成8*8資料單元矩陣，例如亮度值的第一個矩陣內容如下：JPEG將整個亮度矩陣與色度Cb矩陣，飽和度Cr矩陣，視爲一個基本單元稱作MCU。

图象压缩(JPEG)编码算法及压缩过程的实现摘要：JPEG小组指定了一系列实现静态图像压缩编码的方法,这些方法的选择决定于具体应用的...3.2.1量化的算法描述JPEG算法使用量化矩阵(Quantization Matrix)来实现量化.对于...关键词：算法,矩阵类别：专题技术来源：牛档搜索（）图象压缩（JPEG）编码算法及压缩过程的实现摘要本文首先介绍了静态图像压缩（JPEG）编码算法的基本原理、压缩的实现过程及其重要过程的离散余弦变换（DCT）算法的实现原理及软件实现的例程，其次着重介绍了压缩过程中的DCT、量化和编码三个重要步骤的实现原理。

关键词：图像压缩有损压缩JPEG 离散余弦变换DCT 量化第一章图像压缩编码的综述1.1 图象压缩的目的和方法图象的数字化表示使得图象信号可以高质量地传输，并便于图像的检索、分析、处理和存储。

但是数字图像的表示需要大量的数据，必须进行数据的压缩。

即使采用多种方法对数据进行了压缩，其数据量仍然巨大，对传输介质、传输方法和存储介质的要求较高。

因此图象压缩编码技术的研究显得特别有意义，也正是由于图象压缩编码技术及传输技术的不断发展、更新，推动了现代多媒体技术应用的迅速发展。

1.1.1 图象压缩的目的图象采样后，如果对之进行简单的8bit量化和PCM编码，其数据量是巨大的。

以CIF（Common Intermediate Format）格式的彩色视频信号为例，若采样速率为25帧/秒，采样样点的Y、U、V分量均为8bit量化，则一秒钟的数据量为：352×288×3×8×25＝60.83Mbit要传输或存储这样大的数据量是非常困难的，必需对其进行压缩编码，在满足实际需要的前提下，尽量减少要传输或存储的数据量。

虽然数字图象的数据量巨大，但图象数据是高度相关的。

一幅图象的内部相邻象素之间，相邻行之间的视频序列中相邻图象之间有大量冗余信息—空间相关性和时间相关性，可以使用各种方法尽量去除这些冗余信息，减少图象的数据量。

JPEG图像压缩算法及其实现⼀、JEPG压缩算法（标准）(⼀)JPEG压缩标准JPEG(Joint Photographic Experts Group)是⼀个由ISO/IEC JTC1/SC2/WG8和CCITT VIII/NIC于1986年底联合组成的⼀个专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准。

迄今为⽌，该组织已经指定了3个静⽌图像编码标准，分别为JPEG、JPEG-LS和JPEG2000。

这个专家组于1991年前后指定完毕第⼀个静⽌图像压缩标准JPEG标准，并且成为国际上通⽤的标准。

JPEG标准是⼀个适⽤范围很⼴的静态图像数据压缩标准，既可⽤于灰度图像⼜可⽤于彩⾊图像。

JPEG专家组开发了两种基本的静⽌图像压缩算法，⼀种是采⽤以离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)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。

使⽤⽆损压缩算法时，其压缩⽐⽐较低，但可保证图像不失真。

使⽤有损压缩算法时，其算法实现较为复杂，但其压缩⽐⼤，按25：1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。

JPEG有4种⼯作模式，分别为顺序编码，渐近编码，⽆失真编码和分层编码，他们有各⾃的应⽤场合，其中基于顺序编码⼯作模式的JPEG压缩系统也称为基本系统，该系统采⽤单遍扫描完成⼀个图像分量的编码，扫描次序从左到右、从上到下，基本系统要求图像像素的各个⾊彩分量都是8bit，并可通过量化线性地改变DCT系统的量化结果来调整图像质量和压缩⽐。

下⾯介绍图像压缩采⽤基于DCT的顺序模式有损压缩算法，该算法下的JPEG压缩为基本系统。

(⼆)JPEG压缩基本系统编码器JPEG压缩是有损压缩，它利⽤了⼈的视觉系统的特性，将量化和⽆损压缩编码相结合来去掉视觉的冗余信息和数据本⾝的冗余信息。

基于基本系统的JPEG压缩编码器框图如图1所⽰，该编码器是对单个图像分量的处理，对于多个分量的图像，则⾸先应将图像多分量按照⼀定顺序和⽐例组成若⼲个最⼩压缩单元（MCU），然后同样按该编码器对每个MCU各个分量进⾏独⽴编码处理，最终图像压缩数据将由多个MCU压缩数据组成。

JPEG图像压缩算法流程详解（转）JPEG是Joint Photographic Exports Group的英⽂缩写，中⽂称之为联合图像专家⼩组。

该⼩组⾪属于ISO国际标准化组织，主要负责定制静态数字图像的编码⽅法，即所谓的JPEG算法。

JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法、两种熵编码⽅法、四种编码模式。

如下所⽰：压缩算法：（1）有损的离散余弦变换DCT（Discrete Cosine Transform）（2）⽆损的预测压缩技术；熵编码⽅法：（1）Huffman编码；（2）算术编码；编码模式：（1）基于DCT的顺序模式：编码、解码通过⼀次扫描完成；（2）基于DCT的渐进模式：编码、解码需要多次扫描完成，扫描效果由粗到精，逐级递增；（3）⽆损模式：基于DPCM，保证解码后完全精确恢复到原图像采样值；（4）层次模式：图像在多个空间分辨率中进⾏编码，可以根据需要只对低分辨率数据做解码，放弃⾼分辨率信息；在实际应⽤中，JPEG图像编码算法使⽤的⼤多是离散余弦变换、Huffman编码、顺序编码模式。

这样的⽅式，被⼈们称为JPEG的基本系统。

这⾥介绍的JPEG编码算法的流程，也是针对基本系统⽽⾔。

基本系统的JPEG压缩编码算法⼀共分为11个步骤：颜⾊模式转换、采样、分块、离散余弦变换（DCT）、Zigzag 扫描排序、量化、DC系数的差分脉冲调制编码、DC系数的中间格式计算、AC系数的游程长度编码、AC系数的中间格式计算、熵编码。

下⾯，将⼀⼀介绍这11个步骤的详细原理和计算过程。

（1）颜⾊模式转换JPEG采⽤的是YCrCb颜⾊空间，⽽BMP采⽤的是RGB颜⾊空间，要想对BMP图⽚进⾏压缩，⾸先需要进⾏颜⾊空间的转换。

YCrCb 颜⾊空间中，Y代表亮度，Cr,Cb则代表⾊度和饱和度(也有⼈将Cb,Cr两者统称为⾊度)，三者通常以Y,U,V来表⽰，即⽤U代表Cb，⽤V代表Cr。

RGB和YCrCb之间的转换关系如下所⽰：Y = 0.299R+0.587G+0.114BCb = -0.1687R-0.3313G+0.5B+128Cr = 0.5R=0.418G-0.0813B+128⼀般来说，C 值 (包括 Cb Cr) 应该是⼀个有符号的数字, 但这⾥通过加上128，使其变为8位的⽆符号整数，从⽽⽅便数据的存储和计算。

JPEG/MJPEG中Huffman编解码的IP设计JPEG静态图像压缩算法因其对连续色调、多级灰度的静止图象具有优良的压缩特性,已成为目前多媒体通信中的图像压缩标准之一,开始广泛地应用于各个方面。

多媒体技术中,图像的数据压缩和解压缩实现是目前国内和国际研究的热点问题之一。

同时,随着VLSI设计技术的飞速发展,越来越多的图像和视频应用被实现成VLSI芯片系统。

Huffman编码做为一种优秀的、成熟的编码方法,目前已经被广泛使用于静止图像和运动视频的压缩方法中,本文着重研究了静态图像的JPEG 编码和解码流程及关键技术—Huffman编解码,依据JPEG标准推荐的Huffman表及生成的方法,将Huffman表按码字长度分别建立,提出了一种基于JPEG图像解码的并行Huffman解码器模块的VLSI设计思想,采用模块化方式,并对整体设计进行了进一步的划分成6个模块,对每一个小模块的具体要实现的功能作了详细的说明,并且用Verilog硬件语言对其进行时序仿真验证,最后对整体设计验证,结果证明,对码字长度较短的码字,平均每两个时钟周期,可以解出一个码字,对于码字长度较大的,平均每三到四个时钟周期,可以解出一个码字,效率要明显高于串行的解码方法。

同时,这种设计方法简单可行,易于实现。

JPEG-LS图像无损压缩的IP固核设计
韩俊萍;程永强;戴鑫
【期刊名称】《太原理工大学学报》
【年(卷),期】2010(41)6
【摘要】基于Spartan 3S500E实现了JPEG-LS的图像无损压缩标准IP核,首先对全局时钟进行了优化,保证编码器同步工作,进一步采用先进先出的缓冲技术设计了图像输入数据流水线,保证了编码的实时性;整体设计采用自顶向下的层次式设计方法,由VHDL和Verilog语言混合编写设计文件,最终形成了高效的IP核.与其他同类IP核相比占有更少的硬件资源.
【总页数】4页(P713-716)
【作者】韩俊萍;程永强;戴鑫
【作者单位】太原理工大学,信息工程学院,太原,030024;太原理工大学,信息工程学院,太原,030024;太原理工大学,信息工程学院,太原,030024
【正文语种】中文
【中图分类】TP302.1
【相关文献】
1.基于JPEG-LS标准的真彩色图像改进无损压缩方法 [J], 李刚;邵蔚;叶文宇
2.图像无损压缩算法JPEG-LS实现及性能研究 [J], 宋鸿梅;徐学庆;牟海维;赵冬岩
3.基于JPEG-LS帧间扩展的图像无损压缩算法 [J], 徐盛;曾永慧;樊士伟;张天序
4.高性能的图像无损压缩知识产权核设计 [J], 黄绪; 梁煜; 张为; 郝亚喆
5.基于JPEG-LS的遥感图像无损压缩技术 [J], 沈洪亮;刘金国
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JPEG2000编码器IP核设计计划书一、应用前景数码照相机、数字监控系统、数字扫描仪，网路传输、无线通讯、医疗影像。

二、项目背景在过去的十几年来，高质量图像的应用场合越来越多。

但是数字图像的存储和传输的高额费用成为普及其发展的最大障碍。

由此对图像压缩编码的研究提出了很高等要求。

早在1991年，国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）就制定了静止图像压缩标准JPEG（Joint Photographic Experts Group）。

该标准使用离散余弦变换（DCT）作为其核心编码，在中高码率（大于0.25比特/像素）对于连续色调的静止灰度或彩色图像提供了较好的压缩性能。

目前JPEG标准广泛用于数码相机，数字扫描仪等场合，取得了巨大的成功，商用芯片也已经很成熟。

然而随着数字视频捕捉设备和数字相机的普及，以及高清晰度电视（HDTV）和可视电话的应用，对图像压缩编码的要求越来越高，再加上JPEG在低码率下严重的“方块效应”等缺点，新的标准JPEG2000应运而生。

JPEG2000是一种新的静止图像压缩标准（代号ISO15444），于2001年3月正式发布。

JPEG2000的目标是创造一个新的图像压缩系统，能够用于不同类型（双色，灰度，彩色，多基色）、不同特性（自然风景，科学图像，医学影像，遥感图像，文本，绘制图等等）的静止图像，并且在一个统一的体系下允许不同成像模型（客户端/服务器，实时传送，图像图书馆档案，缓冲与带宽受限等等）。

JPEG2000编码系统能够提供低码率条件下（码率小于0.25比特/秒）当前标准JPEG更佳的率失真性能和主观图像质量，同时不牺牲其它方性能。

JPEG2000包含下列优于JPEG的特性：1、低码率压缩：当前标准，如JPEG，在中高码率提供较好的率失真性能，但在低码率（如低于0.25比特/秒情况下的高分辨率灰度图）失真严重，主观上不可接受；2、无损与有损压缩：当前所有标准都不能在单一码流内提供无损和有损压缩；大图像：当前JPEG标准不能直接压缩规模大于64K的图像，必须进行拼接；3、单一解码架构：当前JPEG标准包含44种模式，其中很多是面向特定的应用而不被大多数JPEG解码器使用。