静止图像编码

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静态图像压缩JPEG2000标准

4) JPEG2000能方便的实现对码流的随机存取与处理，保证位错误的鲁棒性。
5) 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图片中的重点进行浏览。
(3)JPEG2000图片的压缩
目前有很多公司、机构提供了JPEG2000的压缩工具及编解码器。主要有LuraWave SmartCompress Freeware for Windows、Elecard Wavelet Image Compressor等。其中以LuraTech的LuraWave SmartCompress 及相应编码器生成的LuraWave（lwf）格式最有名。
2. JPEG2000标准
随着多媒体应用领域的激增，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对多媒体图像资料的要求。因此，更高压缩率以及更多新功能的新一代静态图像压缩技术 JPEG 2000 随之诞生。
JPEG2000标准同样由JPEG 组织负责制定。自1997年3月开始筹划，于2000年3月出台。其标准号为ISO 15444。
(1)JPEG标准的组成部分
JPEG标准包括基于DPCM（差分脉冲编码调制）的无损压缩编码，基于DCT（离散余弦变换）和Fuffman编码的有损压缩算法两个部分。前者不会产生失真，但压缩比很小；后一种算法进行图像压缩信息虽有损失，但压缩比可以很大，例如压缩20倍左右时，人眼基本上看不出失真。目前我们对JPEG标准的应用主要是步骤
JPEG算法操作可分成以下三个基本步骤：
1) 通过离散余弦变换（DCT）去除数据冗余。
2) 使用量化表对DCT系数进行量化，量化表是根据人类视觉系统和压缩图像类型的特点进行优化的量化系数矩阵。

静态JPEG图像压缩标准

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基于DCT的顺序编码模式
缺省的量化方式
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基于DCT的顺序编码模式
缺省的量化方式
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基于DCT的顺序编码模式
DC系数和AC系数的编码方式
DCT变换后，能量集中在左上角。由于两个相邻的8×8子块的DC系数相差很小，
采用DPCM对直流(DC)系数单独编码。其它63个元素是交流(AC)系数，采用行程编码。问题: 如何排列这63个系数？
数据压缩的分类
1、按照压缩内容分为音频数据压缩、静态图像数据压缩、视频数据压
缩和其他数据文件压缩等四种类型。 2、按照压缩方式
分为对称压缩和非对称压缩两种类型。
3、按照压缩效果分为有损压缩与无损压缩两种类型。普通数据文件，
一般采用无损压缩，对于冗余度较小的图像，需要采用有损压缩。
4、按照算法思想
• JPEG压缩是有损压缩，它利用了人的视觉系统的特性，使用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。压缩编码大致分成以下3个步骤：
1. 正向离散余弦变换(Forward Discrete Cosine Transform, FDCT) 把空间域表示的图像变换成频率域表示的图像。
处理数组（数据压缩）
存放到数组（seek、get）
原理
JPEG背景
JPEG(Joint Photographic Experts Group) 由 ISO和IEC两个组织机构联合组成的一个图像专家小组负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准
JPEG 标准该专家组开发的算法称为JPEG算法 JPEG 已经成为国际上通用图像的标准
对于YUV图像: 对于ＹＵＶ采用不同的分辨率, 对每个不同分量的可以采用不同的量化参数和熵编码表。

静止图像编码方法

述了静止图像压缩编码的特征以及其优越性。
ＪＥ里要对数据进行压缩，首先要做一次ＤＴ变换。ＰＧＣＤＴ是将图像信号在频率域上进行变换，分离出高频和低频信Ｃ
息的处理过程。然后再对图像的高频部分（即图像细节）进行
系数使用一维前值预测，即用前一个子块的ＤＣ系数预测当前子块的ＤＣ系数，而后将预测误差进行熵编码；对于其余６３个交流系数则用Ｚｉ—ｚｇ “ ” 字形扫描转换成一维序列，构ｇａ之
（化步长）行均匀量化（性量化）实现图像数据的实际量进线，压缩。ＪＥ建议中没有指定缺省的量化表。应用程序可以根ＰＧ据图像的性质、显示设备和观察条件等因素设定量化表的值。在量化之后，ＤＴ系数还要经过两种数据变换。以适应于Ｃ用熵编码进一步压缩数码率的要求，如图１所示。其中对ＤＣ
关 ■ 调：多媒体；图像编码；图像压缩；ＪＥＧ；Ｐ
ＪＥＧ－ＬＰＳ；ＪＥＧ２０Ｐ００
引言
ＪＥ（ｏｎＰｏｏｒｐｉｐｅｔｏｕ）是一个由国ＰＧＪｉｔｈｔｇａｈｃＥｘｒＧｒｐｓ
个点为一个单位处理的。所以如果原始图片的长宽不是８的倍数。都需要先补成８的倍数，以便一块块地处理。另外，Ｃ、ｒＣｂ都是２×２记录一次。所以大多数情况，是需要补成１６×

MJPEG

MJPEGMJPEG-MJPEG概述MJPEG英文全称是为\，是一种视频编码格式，通常中文可以翻译为“运动静止图像压缩技术”或者“运动图像逐帧压缩技术”。

MJPEG被广泛应用于非线性编辑领域可精确到帧编辑和多层图像处理，把运动的视频序列作为连续的静止图像来处理，这种压缩方式单独完整地压缩每一帧，在编辑过程中可随机存储每一帧，可进行精确到帧的编辑，此外M-JPEG的压缩和解压缩是对称的，可由相同的硬件和软件实现。

但M-JPEG只对帧内的空间冗余进行压缩。

不对帧间的时间冗余进行压缩，故压缩效率不高。

采用M-JPEG数字压缩格式，当压缩比7:1时，可提供相当于BetecamSP质量图像的节目。

MotionJPEG技术常用于闭合电路的电视摄像机的模拟视频信号“翻译”成视频流，并存储在硬盘上。

典型的应用如数字视频记录器等。

MJPEG不像MPEG，不使用帧间编码，因此用一个非线性编辑器就很容易编辑。

MJPEG的压缩算法与MPEG一脉相承，功能很强大，能发送高质图片，生成完全动画视频等。

但相应地，MJPEG对带宽的要求也很高，相当于T-1，MJPEG信息是存储在数字媒体中的庞然大物，需要大量的存储空间以满足如今多数用户的需求。

因此从另一个角度说，在某些条件下，MJPEG也许是效率最低的编码/解码器之一。

MJPEG-MJPEG的应用MJPEG可以压缩图像传输地带宽的要求，从而能在有限的网络资源支持下将更丰富和清晰的画面以字节信号线、的形式迅速地传送至播放端，并被良好完整的重新还原出来。

因此，MJPGE一般长被适用于公共场所或者企业的录像监控和远程监控，也被经常用于家庭或者短途距离的无线侦测。

其具体应用场合包括：1、远程宝护神、无线婴幼儿监护2、家庭、企业、银行、码头、仓库防盗3、设备智能启动、自动触发门禁4、交通、铁路等违规拍摄和记录5、教学取样、实验室数据无人值守采集6、保育、医疗、养老等护理机构和场所的监控报警M-JPEG与MPEG4比较MJPEG的主要缺点是压缩效率低，MJPEG算法是根据每一帧图像的内容进行压缩，而不是根据相邻帧图像之间的差异来进行压缩，因此造成了大量冗余信息被重复存储，存储占用的空间大到每帧8~15K字节，最好也只能做到每帧3K字节，但如果因此而采用高压缩比则视频质量会严重降低。

图像视频编码的国际标准以及每种图像和视频编码的技术特点

H.261是ITU-T针对可视电话和会议电视、窄带ISDN等要求实时编解码和低延时应用提出的一个编码标准。该标准包含的比特率为p*64Kbit/s，其中p是一个整数，取值范围为1～30，对应比特率为64Kbit/s～92Mbit/s。
6、H.261
H.261标准大体上分为两种编码模式：帧内模式和帧间模式。对于缓和运动的人头肩像，帧间编码模式将占主导位置；而对画面切换频繁或运动剧烈的序列图像，则帧间编码模式要频繁地向帧内编码模式切换。
1）输入/输出图像彩色分量之比可以是4∶2∶0，4∶2∶2，4∶4∶4。
2）输入/输出图像格式不限定。
3）可以直接对隔行扫描视频信号进行处理。
4）在空间分辨率、时间分辨率、信噪比方面的可分级性适合于不同用途的解码图像要求，并可给出传输上不同等级的优先级。
JPEG-2000另一个极其重要的优点就是感兴趣区（ROI，Region Of Interest）特性。用户在处理的图像中可以指定感兴趣区，对这些区域进行压缩时可以指定特定的压缩质量，或在恢复时指定特定的解压缩要求，这给人们带来了极大的方便。在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域采用高压缩比。在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就是感兴趣区的编码方案所采取的压缩策略。基于感兴趣区压缩方法的优点，在于它结合了接收方对压缩的主观要求，实现了交互式压缩。
JEPG对图像的压缩有很大的伸缩性，图像质量与比特率的关系如下：
a)15～20比特/像素：与原始图像基本没有区别（transparent quality）。
b)075～15比特/像素：极好（excellent quality），满足大多数应用。
c)05～075比特/像素：好至很好（good to very good quality），满足多数应用。

jpeg压缩编码标准

JPEG压缩编码标准是国际标准化组织（ISO）和CCITT联合制定的静态图像的压缩编码标准。

它主要采用预测编码、离散余弦变换以及熵编码的联合编码方式，以去除冗余的图像和彩色数据，属于有损压缩格式。

JPEG压缩编码标准是面向连续色调静止图像的压缩编码标准，具有较高的压缩比，是目前静态图像中压缩比最高的。

它能够将图像压缩在很小的储存空间，一定程度上会造成图像数据的损伤。

JPEG压缩编码标准有多种类型，包括标准JPEG格式、渐进式JPEG格式和JPEG2000格式。

其中，标准JPEG格式在网页下载时只能由上而下依序显示图像，直到图像资料全部下载完毕，才能看到图像全貌；渐进式JPEG格式在网页下载时，先呈现出图像的粗略外观后，再慢慢地呈现出完整的内容；JPEG2000格式是新一代的影像压缩法，压缩品质更高，并可改善在无线传输时，常因信号不稳造成马赛克现象及位置错乱的情况，改善传输的品质。

总之，JPEG压缩编码标准是一种广泛应用于图像处理领域的压缩编码标准，具有较高的压缩比和多种类型，能够满足不同应用场景的需求。

基于静止图像的小波图像编码

形成的各个子带的分布示意图。
２２小波图像编码特性．
论研究和应用技术Ｅ臻成熟，目前静止图像压缩新的ｌ
国际标准ＪＥ００正是考虑了小波变换的良好特ＰＧ２０
性，因此采用了小波变换来代替传统的余弦变换。
④ 低频模糊子图像具有很强的相关性，平子图水
像在水平方向相关系数大，而垂直方向小；垂直子图像在水平方向相关系数小，而垂直方向大；斜方向子示图像编码（ＭＲｗＤ，即ｍｏｐｏｏｉｌｅｒｓｎａｉｎｒｈｌｇｃｐｅｅｔｔａｒｏｏｖｌａａｆｗａｅｅｄｔ）方法。ＥＷ和ＳＩｔ与ＺＰＨＴ不同，ＥＷＺ
ＨｏｉｇｕＹｎ
李国民
ＬｉＧｕｏｉｍｎ
（安科技学院通信工程系西安７０５）西１０４
（ｅａｔｎｆｏＤｐｒｍｅｔｏｍｍｕｉｔｎＥｇｎｅｉｇＣｎｃｉｎｉｅｒ．ＸｉｎＵｎｖｒｉｆｃｅｃｎｃｎｌｇ，Ｘｉｎ７０５，ＣｉａａｏｎｉｅｓｙｏｉｎｅａｄＴｅｈｏｏｙａｔＳ，１０４ｈｎ）ａ
给出了用于信号分析和重构的Ｍａｌｔ式快速小波ｌ塔ａ
变换算法口。ｊ ’
③ 能量主要集中在低频子图像，各层的低通直流分量相等，各带通分量均为零；
所谓Ｍａｌｔｌ塔式快速小波变换算法，就是将一幅ａ图像经过二维小波变换分解为一系列不同尺度（频

基于小波变换的静止图像快速编码算法

算法如下：
＝
计算中只用到变量代换。注意。波与采样率指滤
标ｍ没有任何关系。换句话．无论从哪层尺度空间出发，法都一样。此外，算投影＋和＋分。一。一
别是低通和带通，所以和分别是低通滤波器和带
二
—ｍｊ ∑（】
＊ｉｌＶ＝
四
（７ｌ
－－
期
ＭＤＲＣＭＵＥＯＥＮＯＰＴＲ。８
维普资讯
图形图像
３熵编码
熵编码基本原理是为出现机率较高的符号指定较短的字码（ｏｅＷｏｄ．Ｃｄｒ）然后把较长的字码指定给较少出现的符号。文所使用的自适应算术编码器基本于文献【】建。为系数类型编码（３构非叶子节点和叶子节点的情况分开）和重要系数幅值编码输出的符号分别建立编码模型，每个概率模型中包括各符号的频率计数．它们表明该模型中各符号的概率分布。在编码和解码的开始。用均匀概率分布来进行初始化模型。在编解码时，先按原模型中的概率分布来进行算术编码或解码．然后将每个出现的符号所对应的模型中的频率计数加１从而得到新的模型，。同时为所有频率计数的和设置最大值，当模型更新后，如果频率计数的和超过了该最大值。则将所有的频率计数都除以２以避免由于累积值过大而导致溢出。。
表２灰度Ｂｒａａ图像嫡码时间Ｔｍｅｓｃ比较ａｂｒｉ（ｅ）

M-JPEG、MPEG4、H.264都有何区别

压缩方式是网络视频服务器和网络摄像机的核心技术，压缩方式很大程度上决定着图像的质量、压缩比、传输效率、传输速度等性能，它是评价网络视频服务器和网络摄像机性能优劣的重要一环。

随着多媒体技术的发展，相继推出了许多压缩编码标准，目前主要有JPEG/M-JPEG、H.261/H.263和MPEG等标准。

1、JPEG/M-JPEG①、JPEG是一种静止图像的压缩标准，它是一种标准的帧内压缩编码方式。

当硬件处理速度足够快时，JPEG能用于实时动图像的视频压缩。

在画面变动较小的情况下能提供相当不错的图像质量，传输速度快，缺点是数据量较大。

②、M-JPEG源于JPEG压缩技术，是一种简单的帧内JPEG压缩，压缩图像质量较好，在画面变动情况下无马赛克，但是由于这种压缩本身技术限制，无法做到大比例压缩，录像时每小时约1-2GB空间，网络传输时需要2M带宽，所以无论录像或网络发送传输，都将耗费大量的硬盘容量和带宽，不适合长时间连续录像的需求，不大实用于视频图像的网络传输。

2、H.261/H.263①、H.261标准通常称为P*64，H.261对全色彩、实时传输动图像可以达到较高的压缩比，算法由帧内压缩加前后帧间压缩编码组合而成，以提供视频压缩和解压缩的快速处理。

由于在帧间压缩算法中只预测到后1帧，所以在延续时间上比较有优势，但图像质量难以做到很高的清晰度，无法实现大压缩比和变速率录像等。

②、H.263的基本编码方法与H.261是相同的，均为混合编码方法，但H.263为适应极低码率的传输，在编码的各个环节上作了改进，如以省码字来提高编码图像的质量，此外，H.263还吸取了MPEG的双向运动预测等措施，进一步提高帧间编码的预测精度，一般说，在低码率时，采用H.263只要一半的速率可获得和H.261相当的图像质量。

3、MPEGMPEG是压缩运动图像及其伴音的视音频编码标准，它采用了帧间压缩，仅存储连续帧之间有差别的地方，从而达到较大的压缩比。

静止图像编码器的实现结构研究

静止图像编码器的实现结构研究静止图像编码器的实现结构研究摘要：随着图像处理技术的不断发展，静止图像的编码和解码成为一项重要的研究领域。

本文对静止图像编码器的实现结构进行了探讨和研究。

首先，介绍了静止图像编码器的概念和作用。

接着，对编码器的基本原理进行了阐述。

然后，详细讨论了三种常用的静止图像编码技术，包括JPEG、PNG和GIF。

最后，通过实验证明了静止图像编码器在提高图像传输速度和减少存储空间方面的有效性。

1. 引言静止图像编码器是一种将数字图像转换为可用于传输和存储的编码格式的系统。

它的功能是将图像数据压缩，并在解码时恢复原始图像。

图像编码是数字图像处理的重要分支，被广泛应用于数字图像媒体和通信领域。

静止图像编码技术的研究旨在提高图像的传输速率和减少存储空间。

本文将对静止图像编码器的实现结构进行研究，探讨其基本原理和常用的编码技术。

2. 图像编码器的原理静止图像编码器的基本原理是通过对图像进行压缩，减少图像数据的维度，从而降低数据量。

常用的压缩算法有有损压缩和无损压缩两种。

有损压缩可以有效地减小图像的数据量，但会损失一定的图像信息；而无损压缩则能够完整地保留原始图像的所有信息，但相对而言压缩率较低。

静止图像编码器通常使用有损压缩算法。

3. 常用的编码技术3.1 JPEG编码JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种常用的静止图像编码技术。

它在保持相对较高的图像质量的同时，能够将图像的数据量大幅压缩。

JPEG编码的基本原理是通过离散余弦变换（DCT）将图像划分为不同的频率区域，并对各个区域进行量化和编码。

JPEG编码技术以其高压缩率和良好的图像质量在图像传输和存储方面得到广泛应用。

3.2 PNG编码PNG（Portable Network Graphics）是一种无损的静止图像编码技术。

它采用了无损压缩算法，在保持原始图像的质量的同时，可以显著地减小图像数据的大小。

静止图像压缩编码简介

静止图像压缩编码简介随着信息技术的发展，静止图像压缩编码技术在信息领域的应用越来越广泛。

如果某种图像编码算法既能够保证质量，又能够存储时占用空间小、传输时占用带宽小，那么该编码算法则越优秀。

JPEG压缩算法就是这样一种既可以避免失真，又能够实现令人满意的压缩比例的算法。

标签：图像编码静止图像压缩JPEG標准多媒体和互联网的发展，图像的存储和传输问题变得越来越突出，要求存储、传输对网络资源的开销尽量低，同时又不能降低存储和传输过程中图像的质量。

因此需要对图像采用合适的方法进行压缩和编码，方便图像存储及传输。

常用的图像文件格式中JPEG以占用空间小，图像质量高等特点而广为用户采用。

上世纪80年代ISO和CCITT 两大标准组织共同推出JPEG压缩算法，它定义了连续色调、多级灰度、静止图像的数字图像压缩算法，是国际上彩色、灰度、静止图像的第一个国际标准。

离散余弦（DCT）则是最小均方误差条件下得出的最佳正交变换，作为多项图像编码国际标准的核心算法而得到广泛应用。

其中最著名的算法即为JPEG图像压缩算法。

DCT算法变换核是余弦函数，计算速度较快，质量劣化程度低，满足图像压缩和其他处理的要求。

按照灰度层次，图像可分为两类：第一类为有灰度层次图像；第二类成为二值图像，即仅黑白层次图像。

电视图像、照片传真、静止图像属于有灰度图像。

而文件传真、二值静止图像则属于二值图像范畴。

经过几十年人们对图像压缩技术的不断研究，并且随着软硬件技术的不断发展，人们已经能够实现大量的图像压缩算法。

早期的图像编码主要基于信息论的理论基础，压缩效果不理想。

最近几年随着相关领域科学的发展，人们的研究重点已经转向视觉生理学和景物分析新的方向上，实现了图像编码技术由第一代向第三代的跨越，实现了非常高的压缩比，极限情况下能达到千分之一。

以最小的代价实现特定质量的图像的传输是图像编码的核心，又称为图像压缩，广泛应用于图像的存储、传输和交换。

在相关过程中对图像信号中存在的冗余都进行压缩编码，能够最大程度实现图像编码的本质。

目前主流的几种数字视频压缩编解码标准（转载）

⽬前主流的⼏种数字视频压缩编解码标准（转载）上⼀篇主要讲了H.264，接下来我们看⼀下其他编解码标准。

参看：参看：参看：JPEG联合图⽚专家组（JPEG，Joint Photographic Experts Group）是作为国际标准化组织（ISO）与电报电话国际协会（CCITT，国际电信联盟ITU的前⾝）的联合⼯作委员会于1987年成⽴的，于1988年成⽴JBIG（Joint Bi-level Image Experts Group），现在同属ISO/IECJTC1/SC29 WG1(ITU-T SG8)，专门致⼒于静⽌图⽚（still images）压缩。

JPEG已开发三个图像标准。

第⼀个直接称为JPEG标准，正式名称叫“连续⾊调静⽌图像的数字压缩编码”（Digital Compression and Coding of Continuous-tone still Images）, 1992年正式通过。

JPEG开发的第⼆个标准是JPEG-LS（ISO/IEC 14495, 1999）。

JPEG-LS仍然是静⽌图像⽆损编码，能提供接近有损压缩压缩率。

JPEG 的最新标准是JPEG 2000（ISO/IEC 15444, 等同的ITU-T编号T.800），于1999年3⽉形成⼯作草案，2000年底成为正式标准（第⼀部分）。

根据JPEG专家组的⽬标，该标准将不仅能提⾼对图像的压缩质量，尤其是低码率时的压缩质量，⽽且还将得到许多新功能，包括根据图像质量，视觉感受和分辨率进⾏渐进传输，对码流的随机存取和处理，开放结构，向下兼容等。

JPEG标准制定了四种⼯作模式：（1）顺序的基于DCT（Sequential DCT-based ）模式,由DCT（离散余弦变换）系数的形成、量化和熵编码三步组成。

从左到右，从上到下扫描信号，为每个图像编码。

（2）累进的基于DCT（Progressive DCT-based）模式,⽣成DCT系数和量化中的关键步骤与基本顺序编码解码器相同。

常见的视频编码技术和标准123

78基础知识讲座2006 NO.9&10 记录媒体技术随着我国具有自主知识产权的视频编码国家标准AVS 的发布，视频编码技术和标准引起了行业内人士的极大兴趣和关注。

光盘行业比较熟悉的视频编码国际标准是MPEG 系列编码标准，这是因为MPEG-1标准成功地推动了VCD 产业，而MPEG-2标准带动了DVD 及数字电视等多种消费电子产业的快速发展。

随着视频编码技术的广泛应用和迅速发展，更多的视频编码技术和标准展现在我们面前。

目前，最为重要的视频编码国际标准包括国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)关于静止图像的编码标准JPEG ，国际电信联盟(ITU-T)关于可视电话和电视会议的视频编码标准H.261、H.263、H.264，以及国际标准化组织的运动图像专家组的系列标准MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4。

此外，在互联网上被广泛应用的还有Real-Networks 公司的RealVideo 、微软公司的WMV 、Apple 公司的QuickTime 等格式。

这些视频编码技术融合了各种性能优良的图像编码算法，代表了目前图像编码的发展水平。

下面就光盘相关的视频编码技术和标准进行简要的评述。

一、H.261、H.263、H.264系列标准ITU-T 与ISO/IEC 是制定视频编码标准的两大国际组织，其中ITU-T 制定的标准包括H.261、H.263、H.264，主要应用于实时视频通信领域，如视频会议；MPEG 系列标准是由ISO/IEC 制定的，主要应用于视频存储、广播电视、因特网或无线网络的流媒体等。

两个组织也共同制定了一些标准，H.262标准等同于MPEG-2的视频编码标准，而最新的H.264标准则被纳入MPEG-4的第10部分。

1. H.261H.261又称为P*64，其中P 为64kb/s 的取值范围，是1到30的可变参数，它最初是针对在ISDN 上实现电话会议(特别是面对面的可视电话和视频会议)而设计常见的视频编码技术和标准(I)◇祖晟的。

基于HVS的静止彩色图像小波压缩编码

ＡｂｔａｔＡｎＨＶＳ（ｕｎＶｉｕｌｙｔｍ）ｍｏｅｔａａｅｕｅｎｉｅｒｎｐｌａｉｎｓｄｓｒｂｄｓｒｃＨｍａｓａｓｅＳｄｌｈｔｃｎｂｓｄｉｅｇｎｅｉｇａｐｉｔｏｓｉｅｃｉｅｎｃ
Ｃｏｐｒｄｗｉｈｏｔｅｖｌｔｂｓｄｃｌｍａｏｄｎｇｍｅｈｓ，ｔｉｌｒｔｍａｅｔｈｒｗａｅｅ — ａｅｏｏｒｉｇｅｃｉｔｏｄｈｓａｇｏｉｈｍｅｕｒｓｓｍｐｌｆａｔｅｉｅ，ｈｉｏｇｈｃｄ—
中采用的ＥＣＢＯＴ［算法虽然既能压缩灰度图像又能压３缩彩色图像，与前两种方法一样主要注重编码效率，但在基于人类视觉的主观质量上没有得到提高。
间和ＨＶＳ处理彩色信息机理的基础上，用合适的彩色选空间，合彩色ＣＦ采用亮／结Ｓ，色非对称的压缩方法对静
ｃｌｒＣＳ（ｏｔａｔＳｎｉｉｉｕｃｉｎｓｉｂｅｆｒｃｍｐｅｓｏｒｍｐａｉａｌｉｃｓｅ．ＣｏｓｄｒｎｏｏＦＣｎｒｓｅｓｔｖｔＦｎｔ）ｕｔｌｏｏｒｓｉｎａｅｅｈｔｃｌｄｓｕｓｄｙｏａｙｎｉｅｉｇｔｅｃｌｒｉｇｒｃｓｉｇｃａａｔｒｓｉｓｏＶＳ。ａｓｉｏｏｍａｅｗａｅｅｏｉｇｍｅｈｄｉｐｅｅｔｄｈｏｏｍａｅｐｏｅｓｎｈｒｃｅｉｔｃｆＨｔｌｃｌｒｉｇｖｌｔｃｄｎｔｏｓｒｓｎｅ．ｌ

JPEG2000中的图像编码方法

JPEG2000中的图像编码方法摘要:JPEG2000作为新一代的静态图像压缩标准，其克服了JPEG标准在高压缩比时重建图像的方块效应，并且实现了许多新的功能，如渐进编解码、从有损压缩到无损压缩以及感兴趣区域编码等。

本文简单介绍了JPEG2000的新特征以及应用领域，重点讲述了JPEG2000 的基本框架及其编解码流程。

关键字: JPEG2000，图像压缩，编码1.引言JPEG（Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组）标准是ISO/IEC联合专家组制定的静止图像压缩标准，是适用于连续色调（包括灰度和彩色）静止图像算法的国际标准。

JPEG算法共有四种运行模式：一种是基于空间预测（DPCM）的无损压缩算法，另外三种是基于DCT的有损压缩算法。

随着计算机多媒体技术和网络通讯技术的不断发展，人们需要具有压缩效果更好、支持更多图像格式，能够提供更多新特性的静态图像压缩标准。

基于以上考虑，联合图像专家组从1977年3月开始着手于图像压缩标准的制定，并将其命名为JPEG2000（ISO15444）。

这一标准不仅是对现有JPEG标准的补充，更在于它放弃了JPEG标准中所采用的以离散余弦变换（DCT）为主的区块编码方法，而采用小波变换（Wavelet Transform）为主的多分辨率编码方式。

小波变换理论是近年来应用数学和工程科学中一个迅速发展的新领域，它是继傅立叶变换之后数学上的一项重大突破。

虽然小波变换和傅立叶变换都是线性变换，但是由于小波变换具有时域和频域的双重局域性的特性，使得小波变换比傅立叶变换更灵活，更有利于信号的时频分析。

本文简要介绍了JPEG2000的新特性，重点阐述了该标准的算法流程及其实现步骤。

2.JPEG2000标准简介由于JPEG本身的缺陷，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对多媒体图像资料的要求[1]。

因此，更高压缩率以及更多新功能的新一代静态图像压缩技术JPEG2000就诞生了。

视频图像压缩标准主要有哪些

隔行扫描的特点，MPEG-2专门设置了“按帧编码”和“按场编码”两种模式，并相应地对运动补偿和DCT方法进行了扩展，从而显著提高了压缩编码的效率。考虑到标准的通用性，增大了重要的参数值，允许有更大的画面格式、比特率和运动矢量长度。 MPEG-2视频是一系列的系统，每一个系统具有安排好的共性和兼容程度。它允许对四种源格式或者级别进行编码，从简单清晰度(CIF格式)到完全的高清晰度电视HDTV(High Definition Television)。除了源格式的这种灵活性外，MPEG-2还规定了分辨率从低到高的4级5类共11 种单独的技术规范，同一种类不同级别间的图像分辨率和编码速率相差甚远。表2给出了MPEG-2允许的级别和类的组合。 5、MPEG-4 1992年11月，MPEG专家组决定开发新的适应于极低码率的音频/视频（AV，Audio-Visual）编码的国际标准，即MPEG-4。对于学术界来说，极低码率（即小于64Kbit/s）是视频编码标准的最后一个比特率范围。 MPEG-4专家组深入分析了AV领域中电视(television)、计算机 (computer)、通信(communication)以及其交叉融合的发展趋势后，认为MPEG-4应该提供用于通信的新方式，其核心是基于内容contentbased)的AV信息存储、处理与操作，支持交互性、高压缩比以及通用存储性等功能。同时在其结构上应具有适应性与可扩展性，以适应硬、软件技术的不断发展，便于及时融合新的技术。相对于MPEG的前两个压缩标准，MPEG-4已不再是一个单纯的视频音频编解码标准，它将内容与交互性作为核心，从而为多媒体提供了一个更为广阔的平台。它更多定义的是一种格式和框架，而不是具体的算法，这样人们可以在系统中加入许多新的算法。除了一些压缩工具和算法外，各种各样的多媒体技术如图像分析与合成、计算机视觉、语音合成等也可以充分应用于编码中。 H.261是ITU-T针对可视电话和会议电视、窄带ISDN等要求实时编解码和低延时应用提出的一个编码标准。该标准包含的比特率为 p*64Kbit/s，其中p是一个整数，取值范围为1～30，对应比特率为 64Kbit/s～92Mbit/s。 6、H.261 H.261标准大体上分为两种编码模式：帧内模式和帧间模式。对于缓和运动的人头肩像，帧间编码模式将占主导位置；而对画面切换频繁或运动剧烈的序列图像，则帧间编码模式要频繁地向帧内编码模式切换。为了减少信道误码，采用一种叫做BCH（511，493）的纠错编码方式。这种纠错码可以在493比特中自动纠正2比特的错误。按H261规定，源编码器必须具备纠错编码的功能，而纠错编码是选用的。

基于小波变换的静止图像编码探讨

占据空间是巨大的。为了对图像数据进行有效地处
少信息冗余的最直接方式就是对信源的压缩编码，用
较少的比特流去描述图像所含有的全部信息；这一理论构成了今天熵编码的基础。除了信息论中的数据相关性外，人们还发现，般情况下图像的接受者均一为人眼视觉系统 ¨２， ’ 因此可以在人眼能够接受的范Ｊ
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第６卷第１９期２００６年１０月１７ —８９２０）９３６ —７６１１１（０６１— １２０
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学
技
术
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ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｎｉｅｒｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｇｎｅｉｎ
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数据而不引入任何失真，但无损压缩效率受数据统计冗余度的理论限制。无损压缩的代表方法有预测编码、ｕｆａＨｆｎ编码、程编码、Ｚ编码和算术编码ｍ游Ｌｗ
围内压缩或削减部分人眼认为无关紧要的部分；这构成了图像压缩的另一个重要原因。
理、储和传输，须对其进行压缩处理，存必因此数字图
像信息压缩编码就成为信息处理中的关键技术。
１静止图像编码研究
１１静止图像编码的研究现状．
人们对静止图像压缩编码理论与技术的研究已

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§2.2 可逆编码
图1 可逆编解码过程
§2.3 不可逆编码
图2 不可逆编解码过程
第3章静止图像编码的国际标准
§3.1 JPEG标准
1．JPEG 算法的主要计算步骤
(1)颜色转换。 (2)正向离散余弦变换(FDCT )。 (3)量化(quantization )。 (4)“Z”字形编码(zigzag scan )。 (5)使用差分脉冲编码调制(DPCM )对直流系数(DC )进行编码。 (6) 使用行程长度编码(run—length encoding，RLE)对交流系数(AC )进行编码。 (7)熵编码(entropy coding )。
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意义
随着多媒体技术的发展，图像压缩技术不但要求有较高的压缩性能，而且还要求有新的特征来满足一些特殊的要求。连续色调图像静止图像的压缩编码的3个国际标准已经应用于广泛的领域中，包括因特网、数码相机、打印机和扫描设备等。图像压缩在现代多媒体通信中处于核心地位，并且压缩的图像可证明为代表当今因特网通信量中的主导资源。
第2章.静止图像编码方法分类
§2.1 静止图像编码方法分类
按照技术原理、应用背景、功能以及用户的要求不同图像数据压缩的方法可以大致分为两大类：可逆编码和不可逆编码。可逆编码有时也被称为信息非丢失型编码，同样，不可逆编码有时也被称为信息丢失型编码。所谓可逆编码是指编码后的数据在解码以后可以完全的复原为原图像，而不可逆编码的编码后的数据，在解码以后所复原的图像与原图像有一定的可以被容忍的误差。
I1=dct2(I)；％对I进行二维DCT，返回的I1包含DCT系数 I2=idct2(I1)；％求二维DCF逆变换，重构图像 subplot(2，2，1)；imshow(I)；
subplot(2，2，2)；imshow(I2)；
subplot(2，2，3)；imshow(I1)； subplot(2，2，4)；imshow(abs(I-I2))；
2．JPEG图像压缩编码图
图3
JPEG图像压缩国际标准编码器基本系统框图
§3.2 JPEG2000标准
1.JPEG2000的编码过程：
<1>把原图像分解成各个成分（亮度信号和色度信号）。 <2>把图像和它的各个成分分解成矩形图像片。图像片是原始图像和重建图像的基本处理单元。 <3>对每个图像片实施小波变换。 <4>对分解后的小波系数进行量化并组成矩形的编码块（codeblock）。 <5>对在编码块中的系数“位平面”熵编码。 <6>为使码流具有容错性，在码流中添加相应的标识符（Maker）。 <7>可选的文件格式用来描述图像和它的各个成分的意义。
论文的结构和主要内容第一部分：绪论第二部分：静止图像编码方法分类第三部分：静止图像编码的国际标准第四部分：静止图像编码的MATLAB实现第五部分：总结
第1章.绪论
图像编码的发展至今已走过了半个多世纪的历程，迄今为止，国际标准化组织和国际电联已经制定了适用于不同类型图像的压缩编码标准。例如对于简单的二值图像压缩标准，由早期用于三类传真机G3和四类传真机G4,发展到新的JBIG、JBG2标准等；对于数字视频的压缩标准有H.261、H.263、 H.264、MPEG-1/2/3/4等对于连续色调静止图像压缩标准有JPEG、JPEG-LS、JPEG2000等，这些国际标准和建议的制定满足了不同类型数字图像传输的应用要求。
2.
JPEG2000图像压缩编码图
图4
JPEG2000基本编码模块组成
第4章静止图像编码的MATLAB实现 §4.1 JPEG图像压缩编码算法的MATLAB 实现
该方法出发点是对整幅图像进行DCT变换,主要应用 MATLAB的图像处理工具箱中的基于FFT的有大量输入的快速算法进行处理的dct2函数。具体程序实现： RGB=imread(‘NBA.tif’)；％从内存中读取TIF格式的真彩色图像 I=rgb2gray(RGB); ％将真彩色图像RGB转换为灰度级亮度图像I I= im2double(I)；％将I变换为双精度格式
静止图像编码的背景及意义

背景
静止图像编码作为重要的信息处理技术已经从理论层面走向了应用，许多应用场合均采用了静止图像编码技术。随着应用的急切需要，静止图像编码技术也不断地更新，成为研究热点之一。当前的研究主要方向包括对编码理论的研究以期获得更优秀的算法，以及对如何设计实现满足应用要求的高效编码器等方面。由此可见，静止图像编码己不仅仅停留在理论方法的研究，同时也针对具体地实现技术进行深入研究。
结论
本文通过对静止图像的编码方法进行分类与介绍可知可逆编码一般是基于信息熵原理的。不可逆编码的技术原理是多样的，有基于线性预测原理的预测编码，有基于正交变换原理的正交变换编码，有基于向量量化原理的向量量化编码，有基于分层处理的分层编码，有基于频带分割处理原理的频带分割编码，还有基于知识的结构分析编码。而对于静止图像编码的国际标准中的JPEG标准和JPEG2000标准，在一些低复杂程度的应用中，JPEG2000不可能代替JPEG，因为JPEG2000的算法复杂度不能满足这些领域的要求。但是，对于有较好的图像质量、较低的比特率或者是一些特性的要求(渐进传输和感兴趣区域编码等)时JPEG2000将是最好的选择。