第八章__JPEG2000压缩标准简介
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JPEG2000图像压缩算法标准摘要:JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。
本文介绍了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述,介绍了这一新标准的特点及应用场合,并对其性能进行了分析。
关键词:JPEG2000;图像压缩;基本原理;感兴趣区域引言随着多媒体技术的不断运用,图像压缩要求更高的性能和新的特征。
为了满足静止图像在特殊领域编码的需求,JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。
它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能,而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。
这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。
所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复,或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。
1.JPEG2000的基本介绍及优势相信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉,在我们日常所接触的图像中,绝大多数都是JPEG格式的。
JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group,它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会,它制定出了第一套国际静态图像压缩标准:ISO 10918-1,俗称JPEG。
由于相对于BMP等格式而言,品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多,无论是传送还是保存都非常方便,因此JPEG格式在推出后大受欢迎。
随着网络的发展,JPEG的应用更加广泛,目前网站上80%的图像都采用JPEG格式。
但是,随着多媒体应用领域的快速增长,传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求:网上JPEG图像只能一行一行地下载,直到全部下载完毕,才可以看到整个图像,如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理;JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大;JPEG格式属于有损压缩,当被压缩的图像上有大片近似颜色时,会出现马赛克现象;同样由于有损压缩的原因,许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任。
JPEG2000图像压缩算法标准摘要:JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。
本文介绍了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述,介绍了这一新标准的特点及应用场合,并对其性能进行了分析。
关键词:JPEG2000;图像压缩;基本原理;感兴趣区域引言随着多媒体技术的不断运用,图像压缩要求更高的性能和新的特征。
为了满足静止图像在特殊领域编码的需求,JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。
它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能,而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。
这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。
所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复,或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。
1.JPEG2000的基本介绍及优势相信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉,在我们日常所接触的图像中,绝大多数都是JPEG格式的。
JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group,它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会,它制定出了第一套国际静态图像压缩标准:ISO 10918-1,俗称JPEG。
由于相对于BMP等格式而言,品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多,无论是传送还是保存都非常方便,因此JPEG格式在推出后大受欢迎。
随着网络的发展,JPEG的应用更加广泛,目前网站上80%的图像都采用JPEG格式。
但是,随着多媒体应用领域的快速增长,传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求:网上JPEG图像只能一行一行地下载,直到全部下载完毕,才可以看到整个图像,如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理;JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大;JPEG格式属于有损压缩,当被压缩的图像上有大片近似颜色时,会出现马赛克现象;同样由于有损压缩的原因,许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任。
JPEG2000图像压缩算法标准摘要:JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。
本文介绍了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述,介绍了这一新标准的特点及应用场合,并对其性能进行了分析。
关键词:JPEG2000;图像压缩;基本原理;感兴趣区域引言随着多媒体技术的不断运用,图像压缩要求更高的性能和新的特征。
为了满足静止图像在特殊领域编码的需求,JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。
它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能,而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。
这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。
所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复,或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。
1.JPEG2000的基本介绍及优势相信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉,在我们日常所接触的图像中,绝大多数都是JPEG格式的。
JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group,它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会,它制定出了第一套国际静态图像压缩标准:ISO 10918-1,俗称JPEG。
由于相对于BMP等格式而言,品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多,无论是传送还是保存都非常方便,因此JPEG格式在推出后大受欢迎。
随着网络的发展,JPEG的应用更加广泛,目前网站上80%的图像都采用JPEG格式。
但是,随着多媒体应用领域的快速增长,传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求:网上JPEG图像只能一行一行地下载,直到全部下载完毕,才可以看到整个图像,如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理;JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大;JPEG格式属于有损压缩,当被压缩的图像上有大片近似颜色时,会出现马赛克现象;同样由于有损压缩的原因,许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任。
《多媒体应用技术》专题报告论文题目:多媒体图像压缩编码——JPEG编码姓名:王华志学号:1049721201432学院班级:计算机学院1211班2013年7月1日摘要:图像压缩是图像处理的重要技术,本文就图像压缩技术的现状及JPEG2000压缩技术进行了分析和总结。
关键字:图像处理、JPEG2000、小波变换、嵌入式Abstract:Image compression is an important technology of image processing,and in this paper, the present situation of image compression technology andJPEG2000compression upon technology are analyzed and summarized.Keywords:imageprocessing,JPEG2000,WT,Embedded1. 引言随着科技的不断发展,信息存储和传递的方式也越来越丰富,信息保真度要求也越来越高。
在开发多媒体应用系统时,遇到的最大障碍是对多媒体信息巨大数据量所进行的采集、存储、处理和传输。
其中,数据量最大的是数字视频数据。
例如,1幅640*480中等分辨率的彩色图像,其数据量大约为0.92MB。
这么大的图像,传输速度以平均4k/s估算,完整地传输这幅图需要230s,也就是接近4rain。
假设是可视电话,或者数字广播电视,以每秒播放30帧计算,一张光盘里只能存放24s的视频信息,更不用说在网络上传输的效果了。
同时大数据量的图像信息也会给存储器的存储容量,通信干线信道的带宽,以及计算机的处理速度增加极大的压力。
单纯靠增加存储器容量,提高信道带宽以及计算机的处理速度等方法来解决这个问题是不现实的。
因此,图像压缩方法的研究非常有必要。
2.图像压缩技术的现状图像压缩已研究了几十年,提出了诸如DPCM、DCT、VQ等压缩方法,并已出台了基于DCT等技术的国际压缩标准,如JPEG、MPEG、H.261等。
JPEG2000是新一代静止图像压缩国际标准,具有优越的图像压缩性能和高的图像质量,不仅克服了传统J PEG静止图像压缩标准在高压缩时出现方块效应的缺点,还提供了图像渐进传输、图像质量可伸缩及感兴趣区域编码等特性,可以应用于数码相机、医疗图像、网络传输等方面。
2 JPEG2000标准基本原理2.1 JPEG2000编解码框架JPEG2000编码器编码主要有预处理、小波变换、量化和熵编码等步骤,相对于编码过程,该系统的解码过程比较简单[1]。
JPEG2000编解码器框图如图1和图2所示。
图1 JPEG2000编码器框图图2 JPEG2000解码器框图2.2 JPEG2000编码的核心算法1)DWT变换通过离散小波变换多级小波分解,小波系数既能表示图像片中局部区域的高频信息也能表示图像片中的低频信息。
这样,即使在低比特率的情况下,也能保持较多的图像细节,另外,下一级分解得到的系数所表示图像在水平和垂直方向的分辨率只有上一级小波系数所表示的图像的一半,所以通过对图像的不同级进行解码,就可以得到具有不同空间分辨率的图像。
2)EBCOT算法EBCOT算法的基本思想是将小波变换以后的子带划分为大小固定的码块,对码块系数量化,按照二进制位分层的方法,从高有效位平面开始,依次对每个位平面上的所有小波系数位进行三个通道扫描建模(重要性传播编码通道、幅度精炼编码通道、清除编码通道),即位平面编码,生成上下文和0、1符号对,然后对这些上下文和符号对进行上下文算术编码,形成码块码流,完成第一阶段编码块编码;最后根据一定参数指标如码率、失真度,按率失真最优原则在每个独立码块码流中截取合适的位流组装成最终的图像压缩码流,完成第二阶段码流组装过程[2]。
2.3 EBCOT算法中块编码算法的改进研究及实现在JPEG2000编解码系统中,EBCOT算法是其重要的组成部分。
而EBCOT算法中的第一阶段块编码又是整个算法的核心,它占用了大量的编码时间,无论是无损压缩还是有损压缩,EBCOT算法中的位平面编码时间都占到整个编码耗时的50%以上[3][4]。
jpeg2000原理JPEG2000是一种用于图像压缩和编码的标准,它采用了一种先进的压缩算法,能够在保持高质量图像的同时,显著减小文件的大小。
JPEG2000的原理基于离散小波变换和熵编码。
本文将详细介绍JPEG2000的原理和工作流程。
JPEG2000使用离散小波变换(DWT)来将图像转换为一组频域系数。
通过将图像分解为不同的频带,DWT能够捕捉到图像中的不同尺度和方向的细节。
这种分解过程是通过将图像分解为低频和高频子带来实现的。
低频子带包含图像的整体结构和大部分能量,而高频子带则包含图像的细节信息。
这种分解过程使得JPEG2000能够对图像进行局部处理,从而提高压缩效率。
接下来,JPEG2000使用基于小波系数的量化和编码过程来减小图像的大小。
在量化过程中,JPEG2000根据不同子带的特性对小波系数进行量化。
由于人眼对图像的敏感度不同,JPEG2000能够根据不同频带的重要性进行自适应量化,从而保留图像的重要细节。
量化后,JPEG2000使用无损熵编码来进一步减小图像的大小。
无损熵编码技术能够通过统计和建模来找出图像中的冗余信息,并将其移除。
这种编码方法能够显著减小文件的大小,同时保持图像的高质量。
JPEG2000还具有一些其他的特性和优势。
首先,JPEG2000支持无损和有损压缩。
无损压缩能够完全还原原始图像,适用于对图像质量要求较高的应用,如医学影像。
而有损压缩则能够在一定程度上牺牲图像质量,但能够进一步减小文件的大小,适用于对图像质量要求较低的应用,如互联网传输。
其次,JPEG2000还支持渐进传输和隔行扫描。
渐进传输允许图像从低分辨率逐渐提高到高分辨率,使得用户能够在传输过程中逐步查看图像。
隔行扫描则能够将图像的奇偶行分别编码,从而提高图像的显示效果。
在实际应用中,JPEG2000被广泛应用于许多领域,如卫星图像、数字摄影、医学影像等。
由于其高压缩比和保持图像质量的能力,JPEG2000能够减少存储和传输的成本,并提高图像的可视化效果。
J PEG2000压缩编码标准介绍刘建华Ξ 张昌年(桂林航天工业高等专科学校 广西桂林 541004)摘 要 静态数字图像处理是当前信息技术(尤其是多媒体技术)的一个重要组成部分,随着多媒体应用的不断增长,对多媒体应用技术上的要求也在不断提升。
静态数字图像压缩在需要实现新的功能的同时,需要较高的性能。
于是,新的编码压缩标准J PEG2000应运而生。
J PEG2000是目前国际上最新的静态图像压缩编码标准,介绍了J PEG2000的应用背景,对该标准的新特性,包括ROI编码、随机访问技术、渐进传输等进行了探讨。
对J PEG2000与静态图像压缩编码的现有标准进行了分析和比较。
关键词 J PEG2000标准;渐进;重要区域中图分类号:TP311.561 引言J PEG2000压缩编码标准为许多领域,例如远程教育和医疗、管道监控、无线网络应用等,提供了新的解决方案。
111 远程教育和医疗应用目前的远程应用主要集中在远程教育和远程控制等领域,远程医疗(例如远程控制的外科手术等)是在远程控制领域的一个重要分支。
在网络教学和远程医疗应用的图像传输中,对网络的传输速度和图像的精度要求都很高。
而传输速度与需要传输的图像的大小一直是一对不可调和的矛盾,这是网络教学和远程医疗应用所面临的首要技术问题。
J PEG2000中提供了一种全新的功能:ROI(Re2 gion of Interest重要区域)编码。
这种功能非常适合解决远程应用的图像传输问题。
在远程应用的图像中,有一部分图像区域在图像或其组成成分特别重要(ROI),例如在外科手术中病人的被操作部位,对这部分区域的精度要求相对比较高,剩余的部分是背景区域(Back G round),这部分区域相对而言不是很重要。
在J PEG2000中,用户(例如医生)可以随时指定ROI区域,在ROI编码中,图像的一部分(ROI)与背景相比可以被更高质量地编码。
在传输带宽受限制的情况下,只对ROI进行编码可以大大地减少传输时间。
jpeg2000 标准JPEG2000 标准。
JPEG2000 是一种用于压缩图像的标准,它是由国际标准化组织(ISO)于2000年制定的。
与传统的JPEG标准相比,JPEG2000 在图像压缩方面有着显著的优势,能够提供更高的压缩比和更好的图像质量,同时还支持透明度和多分辨率。
首先,JPEG2000 使用了一种称为小波变换的新的压缩算法,相比于JPEG的离散余弦变换(DCT),小波变换在压缩时能够更好地保留图像的细节和轮廓,因此能够产生更高质量的压缩图像。
此外,JPEG2000 还支持无损压缩,这意味着用户可以在不损失图像质量的情况下对图像进行压缩,这对于一些对图像质量要求较高的应用来说非常重要。
其次,JPEG2000 支持透明度的压缩。
传统的JPEG标准并不支持透明度的压缩,这意味着在JPEG图像中,无法将某些区域设置为透明。
而在JPEG2000 中,可以轻松地实现对图像透明度的压缩,这为图像合成和叠加提供了更多的可能性。
另外,JPEG2000 还支持多分辨率的压缩。
这意味着可以将图像压缩成多个分辨率的版本,用户可以根据需要选择不同分辨率的图像进行传输和显示,这对于网络传输和移动设备的显示来说非常有用。
除了上述优点之外,JPEG2000 还具有良好的渐进式传输特性,能够在图像传输过程中逐渐提高图像质量,这对于网络环境下的图像传输非常有利。
此外,JPEG2000 还具有较好的容错性,能够在一定程度上抵抗传输过程中的误码和丢包,保证图像质量的稳定性。
总的来说,JPEG2000 是一种优秀的图像压缩标准,它在图像质量、压缩比、透明度和多分辨率支持等方面都有着显著的优势,适用于各种对图像质量要求较高的应用场景,如医学影像、卫星图像、艺术品数字化等领域。
相信随着技术的不断进步,JPEG2000 在未来会有更广泛的应用前景。