体数据压缩编码标准.ppt

第4讲 多媒体数据压缩编码标准
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静态图像压缩标准 JPEG
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JPEG标准的主要内容
ISO/IEC 10918号标准“多灰度连续色调静态图像压缩编码”3
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表1 亮度量化表
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表2 色度量化表
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量化的作用是在一定主观保真度图像质量前提下，丢掉那些对视觉影响不大的信息，通过量化可调节数据压缩比。
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DC系数的编码
64个变换系数经量化后， 坐标u=v=0的F(0， 0)称DC系数(直流分量)， 它即64个空域图像采样值的平均值。
相邻8×8块之间DC系数有强相关性。JPEG对量化后的DC系数采用DPCM 编码， 即对DIFF= DCi-DCi-1编码。
…
blocki-1
blocki
DCi-1
DCi
DC系数差分编码
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AC系数的行程编码
其余63个交流系数(AC)采用行程编码。
从左上方AC0，1开始沿对角线方向“Z”字形扫描直到AC7，7扫描结束， 这样可增加行程中连续0的个数。
AC系数编码的码字用两个字节表示，如图所示：
图5 Z字形扫描
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图6 AC系数行程编码码字
两个非0值间
连续0的个数
表示下一个
非0值需要的bit数
下一个非0实际值
7
4
3
0
字节1
字节2
例子：对“…，3，0，0，0，0，0，12，0，0，…”编码
…，(5，4)，(12)，….
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熵编码
为了进一步压缩数据，需对DC码和AC行程编码的码字再做基于统计特性的熵编码。
JPEG建议的熵编码是Huffman编码和自适应二进制算术编码。
熵编码可分成两步进行：
把DC码和AC行程码转换为中间符号序列
给这些符号赋以变长码字
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AC系数熵编码的中间格式
熵编码的中间格式由两个符号组成：
符号1： (行程，尺寸)
符号2： (幅值)
第一个信息参数“行程”表示前后两个非0的AC系数之间连续0的个数。
第二个信息参数“尺寸”是后一个非0的AC系数幅值编码所需比特数。
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行程取值范围为1～15， 超过15时用扩展符号1 (15， 0)来扩充， 63个AC系数最多增加3个扩展符号1。编码结束时用(0，0)表示。
“尺寸”取值范围为0～10。
“幅值”用以表示非0的AC系数的值， 范围为［-210， 210-1］(最长10bit)， 结构形式如下表所示。
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1 -1，1
2 -3..-2，2..3
3 -7..-4，4..7
4 -15..-8，8..15
6
7 ……
8
9 -511..-256，256…511
10 -1023..-512，512…1023
表3 符号2结构
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DC系数的熵编码
对于直流分量DC也有类似于AC系数的编码格式
符号1：(尺寸)
符号2：(幅值)
“尺寸”表示DC差值的幅值编码所需的比特数， 而“幅值”表示DC差值的幅值， 范围为［-211，211-1］。可在表3中多加一级， 幅值尺寸以1到11比特表示。
将63个AC系数表示成为符号1和符号2序列，其中连续0的长度超过1