47 图像文件格式 - 复旦大学.PPT

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * VGA支持在640X480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度，同时在320X240分辨率下可以同时显示256种颜色. * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 第4章 彩色数字图像基础 */47 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续3) JPEG标准的压缩算法大致分成三个步骤： 使用正向离散余弦变换(FDCT)把空间域表示的图变换成频率域表示的图 使用加权函数对DCT系数进行量化，加权函数对人的视觉系统是最佳的 使用霍夫曼编码器对量化系数进行编码 JPEG算法与颜色空间无关 RGB和YUV之间的变换不包含在JPEG算法中 JPEG算法处理单独的图像彩色分量，因此可压缩来自不同颜色空间的数据，如RGB, YCbCr, CMYK * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续4) 离散余弦变换(DCT) discrete cosine transform的缩写 用余弦函数的离散值构成的变换矩阵对信号的一系列样本值进行运算的数学变换 可将能量集中到频率较低的系数上 将分量图像分成8×8的图块，如图4-10所示 图4-10 离散余弦变换 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续5) DCT变换使用下式计算 逆变换使用下式计算 当u,v=0； 其他 其中， * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续6) 二维DCT的计算 将二维DCT变成一维DCT，如图4-11所示 实际的快速计算方法可参看参考文献[C. Loeffler] 当计算精度足够高时，DCT变换不会损失图像质量 图4-11 二维DCT变换方法 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续7) 量化 对FDCT变换后的(频率的)系数进行量化 量化目的是降低非“0”系数的幅度以及增加“0”值系数的数目 用图4-12所示的均匀量化器量化 量化是造成图像质量下降的最主要原因 量化用右式计算 图4-12 均匀量化器 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续8) 量化步距 按照系数所在的位置和每种颜色分量的色调值来确定的 因为人眼对亮度信号比对色差信号更敏感，因此使用两种量化表：如表4-6所示的亮度量化表和表4-7所示的色差量化表 由于人眼对低频分量的图像比对高频分量的图像更敏感，因此表中的左上角的量化步距要比右下角的量化步距小 表4-6和表4-7中的数值对CCIR 601标准电视图像已经是最佳的 如果不使用这两种表，用户也可以用自己的量化表替换它们 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续9) 16 11 10 16 24 40 51 61 12 12 14 19 26 58 60 55 14 13 16 24 40 57 69 56 14 17 22 29 51 87 80 62 18 22 37 56 68 109 103 77 24 35 55 64 81 104 113 92 49 64 78 87 103 121 120 101 72 92 95 98 112 100 103 99 17 18 24 47 99 99 99 99 18 21 26 66 99 99 99 99 24 26 56 99 99 99 99 99 47 66 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 表4-6 亮度量化表 表4-7 色差量化表 * 第4章 彩色数字图像基础 */47 4.6 JPEG压缩编码(续10) Z字形编排 为增加连续的“0”值系数的个数，即“0”的游程长度，如图4-13所示 DCT系数的序号如图4-14所示，序号小的位置表示频率较低，把一个8 ? 8的矩阵变成一个1 ? 64的矢量 图4-13 量化DCT系数的编排 图4-14 DCT系数序号 * 第4章 彩色数字图像基础 */47