…一…一。。．—．。．．．—．———。—．——————Ｊ！二———．—————————．．．．．．．＝＝ｊ■■●‘：。

文章编号：ｌ００２—８６９２（２００９）Ｓ１—００５５－０３

Ｄ硝｜ａＪ

ｌ协ｏ｜

Ｉ

ＪＰＥＧ标准下图像压缩算法的研究与实现

于晓宇，傅志中，唐学怡

（电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都６１００５４）

【摘

特性。

技术分析

要】介绍了基于ＤＣＴ变换的ＪＰＥｃ图像压缩编码算法，提出了一种对ＤＣＴ系数分级的方法，从而实现了ＪＰＥＧ码流的分级

【关键词】图像压缩；ＪＰＥＧ；分级压缩【中图分类号】ＴＮ９４１．１

【文献标识码】Ｂ

ＲｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＩｍａｇｅＣｏｍｐｒｅ蟠ｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈＩＩＩｉｃ

ＹＵ

Ｘｉａｏ—ｙｕ，ＦＵＺｈｉ—ｚｈｏｎｇ，ＴＡＮＧ

Ｘｕｅ—ｙｉ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ锄ｄ

（＆‰ｆ

【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａｎ

ｉｍａｇｅｉｓ

Ｂａ靶ｄ佃ＪＰＥＧ

０，ｃＤＭＭ，如疵如ｎ

ｍｄ蜘ｒ７，斌ｉ∽西痧，ｌｅｅ＾，强ｕ嬲７’ｃ’ｃｋｎｇｄ“６知ｎｗ，傩ｉＭ）

ａ

ｕ“ｚｅｄ

ｗｉｄｅｌｙ黯ｔｈｅｃａ而ｅｒｏｆｉｎｆ０珊ａｔｉｏｎ，ｂｕｔｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｄａｔａｉｎ

Ｉｎｔｌｌｉｓ

ｔｅｘｔ，

ｄｉ西ｔａｌｉｍａｇｅｉｓ

ｔｏｏ

ｈｕｇｅ，ｓｏｍｅｔｈｏｄｏｆ

ｉｔ咖ｓｔ

ｇｍｄｉｎｇ

ｂｅ

ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄｂｅｆｏｒｅ

ｓｔｏｒｅｄａｎｄｔｍｎｓｍｉｔｔｅｄ．

ａｌｇｏ订ｔｈｍｉｃｏｆ

ｃａｎ

ＪＰＥＧｂａｓｅｄ

ｇｒａｄｅｄ．

ｏｎ

ＤＣＴｉｓ

ｉｎ咖ｄｕｃｅｄ，ａ

ｏｆＤＣＴ

ｃｏｅｍｃｉｅｎｔｉｓｒａｉｓｅｄ，ｓｏｔｈａｔｍｅｂ“ｓｔｒｅａｍｏｆＪＰＥＧｃｏｄｉｎｇ

ｃｏｍｐｒｅｓｓｊｏｎ

ｂｅ

【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ｉｍａｇｅｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；ＪＰＥＧ；ｇｍｄｅｄ

１

引言

ＪＰＥＧ是国际上静止彩色图像和灰度图像的第一个

２．２ＪＰＥＧ顺序型编码

在ＪＰＥＧ应用中，最常用的工作模式是顺序编码的基本工作模式。实际上．许多硬件ＪＰＥＧ编码器和商用ＪＰＥＧ软件，仅支持这种丁作模式。ＪＰＥＧ基本工作模式下．编码器和解码器的方框图如图１所示。

国际标准。不仅适于静止图像的压缩，电视图像序列的帧内图像的压缩编码也常采用ＪＰＥＧ压缩标准。作为一个通用的国际标准，ＪＰＥＧ的制定满足以下几个原则：首先要反映当时先进的图像压缩算法的水平：其次要在压缩比、图像质量、运算复杂性及软硬件实现的结构有效性等方面做出折中，还要满足通用性原则，一方面要适应各种图像类型，如人脸、建筑、自然景物及医学成像等．另一方面要适应各种彩色卒间、图像维和分辨力等；标准还应该提供各种工作模式，以适应不同的应用要求，如有失真、无失真、顺序工作方式、渐进方式及多种分辨力方式等。２

２．１

（ａ）编码器

ＪＰＥＧ图像压缩算法

ＪＰＥＧ标准的工作模式

为了使用于单色或彩色图像，ＪＰＥＧ对每一个图像分量单独编码。对于单色图像，它只有一个分量，反映图像的亮度。对于彩色图像ＪＰＥＧ对每个不同的图像分量可以采用不同的量化参数和熵编码的码表．ＪＰＥＧ本身并不进行分量间的转换【ｌ】。

对于一个图像分量，ＪＰＥＧ提供４种工作模式阁：１）顺序编码，单遍扫描完成一个图像分量的编码，扫描次序从左到右、从上到下；２）渐进编码，通过多遍扫描完成一个图像分量的编码，各遍扫描使图像质量更好；当传输信道非常慢时，它提供一个由粗到精的渐进码流结构；３）无失真编码，通过预测编码方式，提供一个无失真的编码模式；４）分层编码，提供多分辨力的码流结构。

图１

ＪＰＥＧ编码器和解码器框图（ｂ）

解码器

为了降低ＤＣＴ运算时的内部精度要求，需要进行中心偏移。通过减去２７－１２８将０。２５５之间的无符号样值变成在一１２８～＋１２７之间的带符号整数【３１。ＪＰＥＧ采用的是８×８大小子块的二维离散余弦变换（ＤＣＴ）。在编码器的输入端．把原始图像顺序地分割成一系列８×８的子块，顺序依次对８×８的数据块进行ＤＣＴ变换。ＤＣＴ变换和反变换

万方数据