變換編碼與JPEG標準.ppt

《變換編碼與JPEG標準.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、變換編碼與JPEG標準變換編碼的思想JPEG的變換編碼與壓縮思想變換編碼思想：映射變換：函數(shù)變換，常用的又稱為正交變換。例如FourierHotellingDCT:DiscreteCosineTransform量化編碼例子：單一頻率的正弦波在時域中：采樣、量化、編碼在頻域中：頻率、波幅、初相角Fourier,DCT都是利用正交變換將一個函數(shù)從時域描寫變成頻域描寫，突顯函數(shù)的某些特征，使量化與編碼簡化。例2：X(t)為模擬輸入信號，取樣后成為樣本序列{Xk}現(xiàn)在以n=8為例，即對（x0,…,x7)進行正交變換，可得到YL的8個輸出值（y0,…,y8).在該坐標系中，信息集中在y0,y

2、1,y2三個值上。正交變換的討論相鄰的n個信號樣本看作在n維線性空間中的一個列向量變化壓縮物理本質(zhì)多位坐標系適當?shù)男D與變換。散布在各坐標軸上的變化幅度較大的數(shù)據(jù)，在新的坐標系中，集中在幾個少數(shù)的坐標軸上。對變化較小、對圖像顯示、視覺影響不大的軸上的分量分配較少的編碼位。關鍵：如何找A矩陣。一維向量正交變換矩陣例如，以{x(m)}表示M個其值有限的史書信號序列的集合，m=0,1,..,M-1,擇其一維DCT矩陣A為：可以驗證，A是一個正交矩陣，根據(jù)正交矩陣的性質(zhì)有JPEG1.JPEG簡介ISO與IEC聯(lián)合成立的專家組負責制定靜態(tài)圖像（彩色與灰度圖像）的壓縮算法2.標準建議的算法要點

3、基本系統(tǒng)（baselinesystem）恢復后，圖像質(zhì)量達到“很好以上”8*8DCT變換編碼根據(jù)視覺特性設計的自適應量化器、huffman編碼擴展系統(tǒng)（extendedsystem）無損壓縮loseless：預測編碼與huffman編碼JPEG算法與壓縮編碼步驟JPEG算法：圖5-9壓縮編碼步驟（JPEG基本系統(tǒng)）FDCT使用加權函數(shù)對變換系數(shù)量化，加權函數(shù)根據(jù)人的視覺系統(tǒng)確定。編碼順序Zigzag：使系數(shù)為0的值更集中。使用DPCM對直流系數(shù)編碼使用RLE對交流系數(shù)進行編碼Huffman熵編碼。離散余弦變換DCT分塊：把整個圖像分成多個8*8的圖象塊。變換：對每個塊的64數(shù)據(jù)（為

4、簡單起見，可把圖像理解成灰度圖像，每個點只有亮度值，0-255）DCT的變換與逆變換DCT變換DCT逆變換變換系數(shù)的量化量化：從集合論的角度—多對一的映射為提高壓縮效率，希望把系數(shù)的幅值縮小Fq(u,v)=integerround（F(u,v)/Q(u,v))對于不同位置的系數(shù)，取不同的Q(u,v),見表5-6。對于低頻的系數(shù)F(u,v)，即u+v較小者，Q(u,v)較小，即幅值縮小的倍數(shù)較小。通過心理視覺試驗，對視覺效果影響不大的信息盡量丟掉高頻部分有較多的0值，即Fq(u,v)為零編碼順序Zigzag量化后，64個系數(shù)的意義與位置015624738910DC值AC01AC63D

5、C直流值的編碼DC值：量化后，坐標u=v=0時的取值。它是整個塊能量的主要部分，它有兩個特點：該值比較大相鄰的兩個圖像塊之間的DC值變化不大對ΔDCi=DCi-DCi-1進行編碼（DPCM)DCi-1DCiAC交流系數(shù)的編碼對于量化后的AC系數(shù)，它是一個稀疏矩陣：矩陣中許多位置上的值為零。采用RLE編碼用EOB(特殊的碼字表示塊的結束例如下面的量化后的亮度快，按Z字形排列：下標：0123456789—303132—63系數(shù)：125-20200010-10熵編碼—huffman編碼JPEG建議中用Huffman或自適應二進制算術編碼?；鞠到y(tǒng)中用Huffman編碼對出現(xiàn)頻率較高的符號

6、，設計較短的碼字。反之，用較長的碼字。Huffman編碼表事先定義好。對DC,AC的Huffman編碼方法不同DC系數(shù)差值幅度范圍、分類與huffman編碼表DC系數(shù)差值幅度范圍分類編碼0000-1，11010-3，-2，2，32011-7,…,-4,4,…,73100-15,…,-8,8,…,154101-31,…,-16,16,…,315110-63,…,-32,32,…,63611107111108111110911111101011111110-2047,…,-1024;1024…204711111111110DC系數(shù)差值(ZZ(0))的Huffman編碼先把DC系數(shù)差值進

7、行分類，0—11類對每一類，給出huffman編碼。編碼時，由zz(0)值找到對應的類。由類值，確定編碼，并由類值確定幅度值的位數(shù)例如，ZZ(0)=28,類為5，編碼為110，幅值28用5位二進制表示例如，ZZ(0)=-13,類為4，編碼為101，幅值-13用4位二進制表示，取-13-1（即ZZ(0)-1）補碼的后4位。量化后AC系數(shù)編碼對每一個非零ZZ(i),都表示成如下形式：“NNNN/SSSS”“SSSS”：幅值范圍所屬分類“NNNN”：當前這個非零系數(shù)與前一個