JPEG基线压缩原理与过程解析
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更新于2024-07-30
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"JPEG(baseline)压缩过程描述.pdf"
JPEG(Joint Photographic Experts Group)是一种广泛使用的数字图像压缩标准,尤其适用于照片和其他连续色调的图像。Baseline JPEG是JPEG标准的一个子集,是应用最广泛的JPEG编码方式。以下是JPEG Baseline压缩过程的详细描述:
1. **图像分块**:
- 在JPEG压缩前,原始图像被划分为8x8像素的块。每个块单独进行压缩处理。
2. **颜色空间转换**:
- 原始图像通常以RGB(红绿蓝)颜色空间表示,JPEG使用YCbCr颜色空间进行压缩,其中Y代表亮度,Cb和Cr代表色度。这种转换有利于对亮度信息进行更有效的压缩。
3. **离散余弦变换(DCT)**:
- 每个8x8像素的块在YCbCr颜色空间内进行离散余弦变换。DCT将空间域的数据转换到频率域,将图像中的高频细节(如边缘)转换为低振幅的系数,而低频信息(如平坦区域)则保持较高的振幅。
4. **量化**:
- DCT得到的系数进行量化处理,即将浮点数转换为整数。量化表是预先定义的,不同的系数根据其重要性被分配不同的量化级别。量化降低了数据量,但可能导致图像质量损失。
5. **熵编码**:
- 量化后的系数通过霍夫曼编码或算术编码进行熵编码,这是一种可变长度的无损编码方法,频繁出现的系数用较短的码字表示,不常见的用较长的码字表示,从而进一步压缩数据。
6. **标记符插入**:
- 在编码过程中,特定的标记符被插入到数据流中,如SOI(开始图像)、EOI(结束图像)、SOF(开始帧)、DQT(定义量化表)等,这些标记符帮助解码器理解数据流的结构。
7. **重启动间隔**:
- 使用DRI(定义重启动间隔)标记,可以设置一个间隔,使得在解码过程中即使数据丢失,也能从该间隔处恢复,提高了容错性。
8. **数据流重组**:
- 为了方便传输和存储,编码后的数据会被重组,可能包含多个扫描(Scans),每个扫描包含一组相关的系数。
9. **存储和解码**:
- 最终的压缩数据以二进制格式存储为JPEG文件。解码时,按照文件结构逆序进行,包括解码霍夫曼码、反量化、逆DCT以及颜色空间转换,最终重构原始图像。
通过以上步骤,JPEG Baseline压缩能够显著减小图像文件的大小,同时允许在不同的质量设置下调整压缩程度,从而在存储和网络传输中找到质量和带宽之间的平衡。
2022-09-19 上传
2021-07-13 上传
2022-09-20 上传
2023-05-31 上传
2023-04-06 上传
2023-03-23 上传
2023-11-07 上传
2024-07-06 上传
2023-06-07 上传
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