西安电子科技大学多媒体研究所：《多媒体数据处理》第七章 压缩方法小结（无损压缩）（崔江涛）

压方结无压猜) ☆基于统计的方法 ◆霍夫曼编码 ◆香农一范诺方法 ◆算术编码方法 行程编码(RLE) ☆词典编码 ◆LzsS ◆LzW

压缩方法小结（无损压缩） ❖ 基于统计的方法 ◆霍夫曼编码 ◆香农－范诺方法 ◆算术编码方法 ❖ 行程编码（RLE） ❖ 词典编码 ◆LZSS ◆LZW

压缩方结(有员压缩) 量化 ◆均匀量化 ◆非均匀量化 (自适应)预测编码 变换编码 ◆小波变换 ◆DCT变换 ◆整数变换

压缩方法小结（有损压缩） ❖ 量化 ◆均匀量化 ◆非均匀量化 ❖ （自适应）预测编码 ❖ 变换编码 ◆小波变换 ◆DCT变换 ◆整数变换

彩色图像压缩 图像编码算法 PM预洲鳊码变换编码 統计编码挣图像鳊码电视编码其它码 塥编码〕 固自固自 侮立叶 方块 帧内预测上矢量量化 离散余弦 在夫曼迳渐浮观 子带编码 定应定应 〔DcT 算术编码十逐层内插 轮廓编码 离散正弦 香农 比特平面 值图编码 DpCM十沃尔什一哈达马范诺 井动 恢间编码 △M RLE 运动估计 鲜变换 LZW 运动补偿 K一 条件补先 小波 内插 恢间预型 沉合编码

彩色图像压缩

∥EG编 算法概要 JPEG( Joint Photographic Experts Group)是一个由ISO 和CCIT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,这个专家组开发的算 法称为PEG算法,并且成为国际上通用的标准,因此又称为 JPEG标准。JPEG是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不仅适于静 止图像的压缩,电视图像的帧内图像的压缩编码,也常采用 此算法。 标准包含两种基本的压缩算法,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DPCM无损压缩算法

算法概要 JPEG(Joint Photographic Experts Group) 是一个由 ISO 和CCITT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，这个专家组开发的算 法称为JPEG算法，并且成为国际上通用的标准，因此又称为 JPEG标准。JPEG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不仅适于静 止图像的压缩，电视图像的帧内图像的压缩编码，也常采用 此算法。 标准包含两种基本的压缩算法，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DPCM无损压缩算法。 JPEG编码标准

∥EG编码标准 PEG压缩编码算法的主要计算步骤如下: 1正向离散余弦变换(FDCT)。 2量化( quantization) 3z字形编码( zigzag scar)l 4使用差分脉冲编码调制( differential pulse code modulation,DPCM〕对直流系数(DO进行编码 5使用行程长度编码( run-length encoding,RLE对 交流系数(AC进行编码 6熵编码( entropy coding)

JPEG压缩编码算法的主要计算步骤如下： 1.正向离散余弦变换(FDCT)。 2.量化(quantization)。 3.Z字形编码(zigzag scan)。 4.使用差分脉冲编码调制(differential pulse code modulation，DPCM)对直流系数(DC)进行编码。 5.使用行程长度编码(run-length encoding，RLE)对 交流系数(AC)进行编码。 6.熵编码(entropy coding)。 JPEG编码标准

∥EG编码标准 压缩编码大致分成三个步骤 1使用正向离散余弦变换 orward discrete cosine transform,FDCT把空 间域表示的图变换成频率域表示的图。 2使用加权函数对DCT系数进行量化,这个加权函数对于人的视觉系统是最佳 的 3使用霍夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。 图象块 DCT基编码器 FDCT 量化器「爝编码器下 压缩图急数据 源图象数据 量化表 爝编码表 (a)DCT基压缩编码步骤

压缩编码大致分成三个步骤： 1.使用正向离散余弦变换(forward discrete cosine transform，FDCT)把空 间域表示的图变换成频率域表示的图。 2.使用加权函数对DCT系数进行量化，这个加权函数对于人的视觉系统是最佳 的。 3.使用霍夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。 JPEG编码标准 FDCT

∥EG编码标准 译码或者叫做解压缩的过程与压缩编码过程正好相反。 DCT基解码器 熵解码器 逆量化器 IDCT 压绝图象数据 重构图象数据 爝编碼表 量化表 bDCT基解压缩步骤

译码或者叫做解压缩的过程与压缩编码过程正好相反。 IDCT JPEG编码标准

∥EG编 正向离散余弦变换 对每个单独的彩色图像分量,把整个分量图像分成8×8的图像块,如图所 示,并作为两维离散余弦变换DCT的输入。通过DCT变换,把能量集中在少 数几个系数上。 D田田 □■■■■■■■ F{, ■ DC7日 □■■■■■■■ ■■■■ ■■■國■■■ DCT变换使用下式计算 F(,)=aC)C() (,)cos(2 D)ur o(2j+1)vn 16 逆变换使用下式计算 f(,)=元C(a)C(v F(u,v) 16co8<+1)y兀 (22+1)r 16

正向离散余弦变换 对每个单独的彩色图像分量，把整个分量图像分成8×8的图像块，如图所 示，并作为两维离散余弦变换DCT的输入。通过DCT变换，把能量集中在少 数几个系数上。 DCT变换使用下式计算 逆变换使用下式计算 JPEG编码标准

FDC变纯水质 每个8×8图像采样数据块,实质上生成64点离散 信号。 令假想在一个64维的向量空间中,64点离散信号对 应一个高维数据点。 令寻找一个新的正交向量基,求取高维数据点的新 坐标 令产生二维频域的变换参数

FDCT变换本质 ❖ 每个8×8图像采样数据块，实质上生成64点离散 信号。 ❖ 假想在一个64维的向量空间中，64点离散信号对 应一个高维数据点。 ❖ 寻找一个新的正交向量基，求取高维数据点的新 坐标 ❖ 产生二维频域的变换参数

∥EG编 量化 量化系数瀚出 对于有损压缩算法,JPEG算 法使用如图所示的均匀量化器 进行量化,量化步距是按照系 DCT,数所在的位置和每种颜色分量 系数瀚入 的色调值来确定

量化 对于有损压缩算法，JPEG算 法使用如图所示的均匀量化器 进行量化，量化步距是按照系 数所在的位置和每种颜色分量 的色调值来确定。 JPEG编码标准