JPEG及JPEG2000剖析
JPEGVSJPEG2000
它和 LuraTech 相比，插件也比较齐全，但无奈提供的软件体积都比较大，而且在易用性方面也有所不及，所以我也没 把拿来测试。
在大家开始比较之前我想先说说一些注意的地方，由于大家的浏览器在没补丁的情况下是不能显示 JPEG 2000 格式影 像文件的，所以，我只好把它们保存成压缩质量是 90 的普通 JPEG 格式，虽然这样对 JPEG2000 有点不公平，但也 只能好这样了。首先要测试的是在高压缩率（低比特速率）下的的影像质量。下面这幅个人物图 （宽：270 高：329） 用 JPEG 最好质量（100） 压缩后文件大小 81.215kb ，保存成 WINDOWS BMP 真彩16位格式的话，文件大小是 267.202kb。
理论说完，下面我们再来联系实际，看看 JPEG 2000 到底有没有上面说的那么好。下面我首先说说我们这次所使用的 软件：
1、Image Power JPEG 2000 Codec BETA Preview v 0.008 由于 JPEG 2000 标准刚制定不久，所以这个是我找到的第一个 JPEG2000 编码、解码软件。它在 DOS 下运行，生成 的文件扩展名是 JP2 ，感觉上比较“正统”。它只支持 BMP 文件转换成 JP2 文件，解压缩的时候，也只能把文件还原成 BMP 文件才可以用其它看图软件观看，相当麻烦。 jp2enc.jpg (20343 字节)
JPEG2000图像压缩算法标准剖析
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。
各种图片格式及其优缺点
二、 TIFF图像文件格式
TIFF (TaglmageFileFormat)图像文件是由Aldus和Microsoft公司为桌上出版系统研制开发的一种较为通用的图像文件格式。 TIFF格式灵活易变，它又定义了四类不同的格式：TIFF-B适用于二值图像：TIFF-G适用于黑白灰度图像；TIFF-P适用于带调色板的彩色图像：TIFF-R适用于RGB真彩图像。 TIFF支持多种编码方法，其中包括RGB无压缩、RLE压缩及JPEG压缩等。 TIFF是现存图像文件格式中最复杂的一种，它具有扩展性、方便性、可改性，可以提供给IBMPC等环境中运行、图像编辑程序。 TIFF图像文件由三个数据结构组成，分别为文件头、一个或多个称为IFD的包含标记指针的目录以及数据本身。 TIFF图像文件中的第一个数据结构称为图像文件头或IFH。这个结构是一个TIFF文件中唯一的、有固定位置的部分；IFD图像文件目录是一个字节长度可变的信息块，Tag标记是TIFF文件的核心部分，在图像文件目录中定义了要用的所有图像参数，目录中的每一目录条目就包含图像的一个参数。
五、PNG图像文件格式
PNG(Portable Network Graphics)的原名称为"可移植性网络图像"，是网上接受的最新图像文件格式。PNG能够提供长度比GIF小30％的无损压缩图像文件。它同时提供 24位和48位真彩色图像支持以及其他诸多技术性支持。由于PNG非常新，所以目前并不是所有的程序都可以用它来存储图像文件，但Photoshop可以处理PNG图像文件，也可以用PNG图像文件格式存储。 优点： PNG 支持高级别无损耗压缩。 PNG 支持 alpha 通道透明度。 PNG 支持伽玛校正。 PNG 支持交错。 PNG 受最新的 Web 浏览器支持。 缺点： 较旧的浏览器和程序可能不支持 PNG 文件。 作为 Internet 文件格式，与 JPEG 的有损耗压缩相比，PNG 提供的压缩量较少。 作为 Internet 文件格式，PNG 对多图像文件或动画文件不提供任何支持。GIF 格式支持多图像文 件和动画文件。
常见的图片文件格式及各自的特点
一、BMP格式BMP格式是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。
特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩。
缺点是占用磁盘空间过大。
所以，目前BMP在单机上比较流行。
二、GIF格式特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。
此外，考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式还增加了渐显方式。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件。
但GIF有个小小的缺点，即不能存储超过256色的图像。
尽管如此，这种格式仍在网络上大行其道应用，这和GIF图像文件短小、下载速度快、可用许多具有同样大小的图像文件组成动画等优势是分不开的。
三、JPEG格式JPEG文件的扩展名为.jpg或.jpeg，其压缩技术十分先进，它用有损压缩方式去除冗余的图像和彩色数据，获取得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像质量。
同时JPEG还是一种很灵活的格式，具有调节图像质量的功能，允许你用不同的压缩比例对这种文件压缩，当然我们完全可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。
它的应用也非常广泛，特别是在网络和光盘读物上，肯定都能找到它的影子。
目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式，因为JPEG格式的文件尺寸较小，下载速度快，使得Web页有可能以较短的下载时间提供大量美观的图像，JPEG同时也就顺理成章地成为网络上最受欢迎的图像格式。
四、JPEG2000格式JPEG 2000具备更高压缩率以及更多新功能的新一代静态影像压缩技术。
JPEG2000 与JPEG不同的是，JPEG2000 同时支持有损和无损压缩，而JPEG 只能支持有损压缩。
无损压缩对保存一些重要图片是十分有用的。
JPEG2000的一个极其重要的特征在于它能实现渐进传输，这一点与GIF的"渐显"有异曲同工之妙，即先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图象由朦胧到清晰显示，而不必是像现在的JPEG 一样，由上到下慢慢显示。
图片的几种格式
图片的几种格式一、BMP格式BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。
随着Windows操作系统的流行与丰富的Windows应用程序的开发，BMP位图格式理所当然地被广泛应用。
这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。
所以，目前BMP在单机上比较流行。
二、GIF格式GIF是英文Graphics Interchange Format（图形交换格式）的缩写。
顾名思义，这种格式是用来交换图片的。
事实上也是如此，上世纪80年代，美国一家著名的在线信息服务机构CompuServe针对当时网络传输带宽的限制，开发出了这种GIF图像格式。
GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。
最初的GIF只是简单地用来存储单幅静止图像（称为GIF87a），后来随着技术发展，可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画，使之成为当时支持2D动画为数不多的格式之一（称为GIF89a），而在GIF89a图像中可指定透明区域，使图像具有非同一般的显示效果，这更使GIF风光十足。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件，也称为GIF89a格式文件。
此外，考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式还增加了渐显方式，也就是说，在图像传输过程中，用户可以先看到图像的大致轮廓，然后随着传输过程的继续而逐步看清图像中的细节部分，从而适应了用户的"从朦胧到清楚"的观赏心理。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件。
但GIF有个小小的缺点，即不能存储超过256色的图像。
尽管如此，这种格式仍在网络上大行其道应用，这和GIF图像文件短小、下载速度快、可用许多具有同样大小的图像文件组成动画等优势是分不开的。
浅谈数字图像压缩之JPEG2000
浅谈数字图像压缩之JPEG2000摘要：数字图像压缩技术对于数字图像信息在网络上实现快速传输和实时处理具有重要的意义，但随着多媒体技术的不断发展，用户对高压缩效率和对压缩图像的互动性及可伸缩性要求也逐渐变高，JPEG2000应运而生。
本文就JPEG2000和传统JPG比较谈起，就其编码特征作简要概述。
关键词：JPEG2000多媒体技术的发展对信息数据的储存和传输提出了更高要求，图像传输技术限于宽带限制，无法满足用户的需求，于是，图像压缩技术应运而生。
通过对图像的压缩处理，能减轻图像数据储存和传输的负担，从而实现网络上图像的快速传输和处理。
传统的JPEG压缩虽然在中端和高端比特率上有良好的图像质量，但限于方块效应、有损压缩和压缩比的不高等原因，解压图像效果始终不佳。
JPEG2000作为全新的静止图像压缩标准，成为了各种图像的通用编码方式。
一、JEPG2000和传统JPEGJEPG2000采用以小波转换为主的多解析编码方式，摒弃了传统JPEG以离散余弦变换为主的区块编码。
在传统JPEG图像压缩中，无论是以DCT零树编码还是以层式DCT零树编码的方式来进行补救，都无法使方块效应得到完美解决。
而JEPG2000采用的小波转换将图像的频率成分抽取出来，同时将彩色静态画面的编码方式（JPEG）和二值图像的编码方式（JBIG）结合起来，实现了图像的轻松压缩。
其编码原理可以简单描述为：二、JEPG2000的优势JEPG2000标准作为新型的图像压缩技术为图像压缩提供了新的优势，这些优势对多媒体的应用和相关产品起到了较好的推动作用。
JEPG2000标准中将顺序模式、渐进模式、无损模式和分层模式融为一体，实现了在编码端的最大压缩质量和图像分辨率的最大压缩。
在解码过程中，解码端能从码流中以任意的图像质量和分辨率来进行解压，保证了图像在解码过程中的无损解码和无失真解码，在保证编码时的质量和分辨率的基础上，保证了图像传输和储存。
网页图片格式及区别
常见的图像文件格式一、BMP格式BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。
随着Windows操作系统的流行与丰富的Windows应用程序的开发，BMP位图格式理所当然地被广泛应用。
这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。
所以，目前BMP在单机上比较流行。
二、GIF格式GIF是英文Graphics Interchange Format（图形交换格式）的缩写。
顾名思义，这种格式是用来交换图片的。
事实上也是如此，上世纪80年代，美国一家著名的在线信息服务机构CompuServe针对当时网络传输带宽的限制，开发出了这种GIF图像格式。
GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。
最初的GIF只是简单地用来存储单幅静止图像（称为GIF87a），后来随着技术发展，可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画，使之成为当时支持2D动画为数不多的格式之一（称为GIF89a），而在GIF89a图像中可指定透明区域，使图像具有非同一般的显示效果，这更使GIF风光十足。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件，也称为GIF89a格式文件。
此外，考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式还增加了渐显方式，也就是说，在图像传输过程中，用户可以先看到图像的大致轮廓，然后随着传输过程的继续而逐步看清图像中的细节部分，从而适应了用户的"从朦胧到清楚"的观赏心理。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件。
但GIF有个小小的缺点，即不能存储超过256色的图像。
尽管如此，这种格式仍在网络上大行其道应用，这和GIF图像文件短小、下载速度快、可用许多具有同样大小的图像文件组成动画等优势是分不开的。
图片文件分三类
一、图片文件分三类：BMP JPG JIFBMP:有较丰富的色彩，站用空间大，一般网页上不采用。
JPG:网页上常用的，有较丰富的色彩，站用空间小。
GIF：色彩较弱，网页上常用。
二、图像格式1、BMP格式BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。
随着Windows操作系统的流行与丰富的Windows应用程序的开发，BMP位图格式理所当然地被广泛应用。
这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。
所以，目前BMP 在单机上比较流行。
2、GIF格式GIF是英文Graphics Interchange Format（图形交换格式）的缩写。
顾名思义，这种格式是用来交换图片的。
事实上也是如此，上世纪80年代，美国一家著名的在线信息服务机构CompuServe针对当时网络传输带宽的限制，开发出了这种GIF图像格式。
GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。
最初的GIF只是简单地用来存储单幅静止图像（称为GIF87a），后来随着技术发展，可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画，使之成为当时支持2D动画为数不多的格式之一（称为GIF89a），而在GIF89a图像中可指定透明区域，使图像具有非同一般的显示效果，这更使GIF风光十足。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件，也称为GIF89a格式文件。
此外，考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式还增加了渐显方式，也就是说，在图像传输过程中，用户可以先看到图像的大致轮廓，然后随着传输过程的继续而逐步看清图像中的细节部分，从而适应了用户的"从朦胧到清楚"的观赏心理。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件。
但GIF有个小小的缺点，即不能存储超过256色的图像。
JPEG及JPEG2000精讲
依次类推，可以得到这个8*8的子块经压缩后最后的数据流为01111， 1101101，000，000，000，111000，1010 （31位）
新一代静态图像压缩标准---JPEG2000
1. JPEG2000概述
JPEG编码的最后一个步骤是把各种标记代码和编码后 的图像数据组成一帧一帧的数据，这样做的目的是为 了便于传输、存储和译码器进行译码，这样组织的数 据通常称为JPEG位数据流。
举例：
1）假设量化后得到Q数组: 2） Z字形扫描后得1*64的数组 15，0，-2，-1，-1，-1，0，0，-1， 55个0
2
i0
16
图3 两维DCT变换方法
2.3 量化
为了达到压缩数据的目的，DCT系数需做量化。量化 是对经过FDCT变换后的频率系数进行量化，这是一个 多到一映射的过程。量化的目的是减小非0系数的幅度 以及增加0值系数的数目，将信号幅值由连续量变成离 散量,在一定的主观保真的前提下，丢掉那些对视觉效 果影响不大的信息。量化是图像质量下降的最主要原 因。
a .熵编码的中间符号表示 DC系数：
符号1 符号2 （尺寸）（幅值）
“尺寸”表示DC差值的幅值编码所需的比特数，由于计算 机中将负数存为反码或补码的形式，当幅值DIFF为负数时， DIFF的有效位数为（-DIFF）的有效位数。 AC系数：
符号1 符号2 （行程，尺寸）（幅值）
“行程”表示“Z”形扫描时所遇到前后两个非零AC系数之 间连续0 的个数；“尺寸”是后一个非零AC系数的幅值表示所 需要的比特数。
在计算二维的DCT变换时，也可使用下面的两个计算式进行 简化，把二维的DCT变换变成一维的DCT变换，如图3所示 为二维DCT变换方法。
各种文件格式的不同分析
JPEG/BMP/TIF/PNG四种图像格式有什么不同？一、BMP格式BMP是英文Bitmap（位图）的简写，它是Windows操作系统中的标准图像文件格式，能够被多种Windows应用程序所支持。
随着Windows操作系统的流行与丰富的Windows应用程序的开发，BMP位图格式理所当然地被广泛应用。
这种格式的特点是包含的图像信息较丰富，几乎不进行压缩，但由此导致了它与生俱生来的缺点--占用磁盘空间过大。
所以，目前BMP在单机上比较流行。
二、GIF格式GIF是英文Graphics Interchange Format（图形交换格式）的缩写。
顾名思义，这种格式是用来交换图片的。
事实上也是如此，上世纪80年代，美国一家著名的在线信息服务机构CompuServe针对当时网络传输带宽的限制，开发出了这种GIF图像格式。
GIF格式的特点是压缩比高，磁盘空间占用较少，所以这种图像格式迅速得到了广泛的应用。
最初的GIF 只是简单地用来存储单幅静止图像（称为GIF87a），后来随着技术发展，可以同时存储若干幅静止图象进而形成连续的动画，使之成为当时支持2D动画为数不多的格式之一（称为GIF89a），而在GIF89a图像中可指定透明区域，使图像具有非同一般的显示效果，这更使GIF风光十足。
目前Internet上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件，也称为GIF89a格式文件。
此外，考虑到网络传输中的实际情况，GIF图像格式还增加了渐显方式，也就是说，在图像传输过程中，用户可以先看到图像的大致轮廓，然后随着传输过程的继续而逐步看清图像中的细节部分，从而适应了用户的"从朦胧到清楚"的观赏心理。
目前Internet 上大量采用的彩色动画文件多为这种格式的文件。
但GIF有个小小的缺点，即不能存储超过256色的图像。
尽管如此，这种格式仍在网络上大行其道应用，这和GIF图像文件短小、下载速度快、可用许多具有同样大小的图像文件组成动画等优势是分不开的。
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图3 两维DCT变换方法
2.3 量化
为了达到压缩数据的目的，DCT系数需做量化。量化 是对经过FDCT变换后的频率系数进行量化，这是一个 多到一映射的过程。量化的目的是减小非0系数的幅度 以及增加0值系数的数目，将信号幅值由连续量变成离 散量,在一定的主观保真的前提下，丢掉那些对视觉效 果影响不大的信息。量化是图像质量下降的最主要原 因。 对于有损压缩算法，JPEG算法使用如图4所示的均匀 量化器进行量化，量化步距是量化表的元素，它由系 数所在的位置和每种颜色分量的色调值来确定。
注意：JPEG文件中量化表中的64个值是按z字形顺序排列的
量化的计算公式： 量化值(i,j)＝[T(i,j)／量化矩阵(i,j)] 在解码过程中，逆量化公式为： T(i,j)＝量化值(i,j)量化矩阵(i,j) 效果图
图5 经量化后，源图像（左）与IDCT运算后得到的图像 （右）会产生一定的失真，失真程度视量化等级而定。
（ 1 ） 使 用 正 向 离 散 余 弦 变 换 （ Forward Discrete Cosine （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。
Transform，FDCT）把空间域表示的图变换成频率域表示的图。
（3）使用哈夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。
尺寸分类（符号1 ） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
码长 2 3 3 3 3 3 4 5 6 7 8 9 00 010 011 100 101 110 1110 11110 111110 1111110 11111110 111111110
码字
亮度DC系数表
行程/尺寸（符号1） 0/0(EOB)
在计算二维的DCT变换时，也可使用下面的两个计算式进行 简化，把二维的DCT变换变成一维的DCT变换，如图3所示 为二维DCT变换方法。
7 1 (2i 1)u Ｆ（u, v）= C(u )[ G(i, v) cos ] 2 16 i 0 7 1 (2 j 1)v G(i, v)= C(v)[ f (i, j ) cos ] 2 16 i 0
图4 均匀量化器
因为人眼对亮度信号比对色差信号更敏感，因此使用了两 种量化表：如表1所示的色度量化值（针对Cr，Cb）和表2 所示的亮度量化值（针对Y）。此外，由于人眼对低频分 量的图像比对高频分量的图像更敏感，因此图中左上角的 量化步距要比右下角的量化步距小。
表1 色度量化值 表2 亮度量化值
2. JPEG压缩的基本原理
基于DCT编码的JPEG压缩算法可由如下的几个步骤实 现： 颜色模式转换及采样； 正向离散余弦变换（FDCT）； 量化（Quantization）； 编码： （1）Z字形编码（Zigzag Scan）； （2）使用差分脉冲编码调制（DPCM）对直流系数 （DC）进行编码； （3）使用行程长度编码（RLE）对交流系数（AC）进 行编码； （4）熵编码 译码或者叫做解压缩的过程与压缩编码过程正好相反。
2.1颜色模式转换及采样
JPEG 的图片使用的是 YCrCb 颜色模型, 而不是计算机 上最常用的 RGB. YCrCb 模型更适合图形压缩. 因为人 眼对图片上的亮度 Y 的变化远比色度 C 的变化敏感. 从RGB转换成YCrCb： Y＝0.299R+0.587G+0.114B Cr＝(0.500R-0.4187G-0.0813B)+128 Cb＝(-0.1687R-0.3313G+0.500B)+128 常用的采样格式有4：1：1和1：1：1 1：1：1采样就是保留所有的YCrCb值，相当于每个 像素点用1个Y样本、1个Cr样本、1个Cb样本表示。而 4：1：1采样是指对于一个2×2像素的数据块，取4个 亮度Y样本、1个红色差Cr样本、1个蓝色差Cb样本 。
使用有损压缩算法时，在压缩比为25:1的情况下，压缩后还原 得到的图像和原始图像相比较，非图像专家难以找到它们之 间的区别，因此得到了广泛的应用。例如在V-CD和DVDVideo电视图像压缩技术中，就使用JPEG的有损压缩算法来取 消空间方向上的冗余数据。 基于DCT的JPEG压缩算法是有损压缩，它利用了人的视角系 统的特性，使用量化和无损压缩编码相结合来去掉视角的冗 余信息和数据本身的冗余信息。JPEG算法框图如图1所示，压 缩编码大致分成三个步骤：
2.4 编码阶段
（1）DC系数编码：量化后，坐标u=v=0时的取值。它 是整个块能量的主要部分，它有两个特点： – 该值比较大 – 相邻的两个图像块之间的DC值变化不大
DCi-1
DCi
根据这个特点，JPEG算法使用了差分脉冲调制编码 （DPCM）技术，对相邻图像块之间量化DC系数的差 值进行编码 。ΔDCi=DCi -DCi-1
3）假设前一Block的DC系数为12，将系数转为
中间符号的 序列为：
（2）（3）（1，2）（-2）（0，1）（-1）（0，1）（-1）（0，1）（-1） （2，1）（-1）（0，0） 4）进行熵编码：
对于（2）（3）：2查DC亮度Huffman表得到011，3经过VLI编码为11； 对于（1，2）（-2）：（1，2）查AC亮度Huffman表得到11011，-2是2的反 码，为01； 对于（0，1）（-1）：（0，1）查AC亮度Huffman表得到00，-1是1 的反码， 为0；
（2）AC交流系数的编码 Z字形编排。对于量化后的二维数组，我们还要对其进行线 性化，然后再进行压缩加以传输。为保证低频分量先出现， 高频分量后出现，以增加行程中连续“0”的个数，63个AC系 数采用z字形排列。
AC系数开始
图6Leabharlann AC系数结束 量化DCT系数编排
（3）熵编码
为了进一步达到压缩数据的目的，需对量化后的DC系数，和 行程编码后的AC系数进行基于统计特性的熵编码。JPEG建议 两种熵编码方法：哈夫曼（Huffman）编码和自适应二进制算 术编码。熵编码可分成两步进行，首先把DC和AC系数转换成 一个中间格式的符号序列，第二步是给这些符号赋以变长码字。 a .熵编码的中间符号表示 DC系数： 符号1 符号2 （尺寸）（幅值） “尺寸”表示DC差值的幅值编码所需的比特数，由于计算 机中将负数存为反码或补码的形式，当幅值DIFF为负数时， DIFF的有效位数为（-DIFF）的有效位数。 AC系数： 符号1 符号2 （行程，尺寸）（幅值） “行程”表示“Z”形扫描时所遇到前后两个非零AC系数之 间连续0 的个数；“尺寸”是后一个非零AC系数的幅值表示所 需要的比特数。
2.性能特点
● 高压缩率 JPEG2000压缩性能比JPEG提高了30～50%，同时，使用 JPEG2000的系统稳定性好，运行平稳，抗干扰性好，易于操 作。 ● 同时支持有损和无损压缩 JPEG只支持有损压缩，而JPEG2000能支持无损压缩。在实际 应用中，诸如卫星遥感图像、医学图像、文物照片等重要的 图像都非常适合于采用JPEG2000压缩。 ● 实现了渐进传输 这是JPEG2000一个极其重要的特征，它可以先传输图像的轮 廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图像由朦胧 到清晰显示，而不必像现在的 JPEG 那样，由上到下慢慢显 示，这在网络传输中有重大意义。
RGB YCbCr
RGB
YCbCr
2.2正向离散余弦变换（FDCT）
DCT要求输入数据是一个8×8的矩阵，且每个矩阵元素具有 8bit精度。
图1 JPEG将源图像划分为若干个子块,每个子块包含8×8个像素
图2 一个8×8个像素的子块的DCT变换
如上图所示，对每个图像块做离散余弦变换。通过DCT变 换可以把能量集中在矩阵左上角少数几个系数上。 P(i,j)经DCT变换之后得到T(i,j)，其中T(0,0)是直流系数， 称为DC系数，其他为交流系数，称为AC系数。
静态图像压缩标准JPEG
1. JPEG概述
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是联合图 像专家小组的英文缩写，这个专家组开发的算法称 为JPEG算法，并且成为国际上的彩色、灰度、静止 图像的第一个国际标准，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， 不仅适用于静止图像的压缩，也常常被用于电视图 像序列的帧内图像压缩编码。目前JPEG专家组开发 了两种基本的压缩算法： 一种是采用以离散余弦变换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。
码长 4
码字 1010
0/1
0/2 0/3 0/4 0/5 0/6 0/7 0/8 0/9 0/A
2
2 3 4 5 7 8 10 16 16
00
01 100 1011 11010 1111000 11111000 1111110110 1111111110000010 1111111110000011
1/1
1/2 …
4
5 …
1100
11011 …
亮度AC系数表（部分）
2.5组成位数据流
JPEG编码的最后一个步骤是把各种标记代码和编码后 的图像数据组成一帧一帧的数据，这样做的目的是为 了便于传输、存储和译码器进行译码，这样组织的数 据通常称为JPEG位数据流。
举例：
1）假设量化后得到Q数组: 2） Z字形扫描后得1*64的数组 15，0，-2，-1，-1，-1，0，0，-1， 55个0
依次类推，可以得到这个8*8的子块经压缩后最后的数据流为01111， 1101101，000，000，000，111000，1010 （31位）