1 7 1 8 2 4 4 7色9 9度9 9量9 9化9 矩9 阵
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
td 0.835tH
每行的显t 示d 时0 .间8 3 5 6 3 .5 5 5 6 5 3 .0 6 9s
fs 9.045MHz
信息工程系
若设抽样频率
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5.4 JPEG标准
▪ 则 t d 时间内的抽样数N如下式所示 N f s t d 9 . 0 4 5 M H z 5 3 . 0 6 9 s 4 8 0
扫描1
DNL段
扫描2
扫描未
(表/杂项) 扫描1
ECS0
RST0
熵编码 0
(MUC1 ),(MUC2 ),厖 ..(MUCRi )
ECS未-1
RST未-1
ECS未
熵编码末 (MUCn ),(MUCn+1 ),厖 ..(MUC末)
5.4 JPEG标准
3. 熵编码器 熵编码也称无损编码或无误差编码。熵编码分为两
个步骤，其一为中间熵编码，其二是可变长度熵 编码
JPEG标准的DCT变换编码、解码过程及熵编码的 具体操作方法请见附录
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5.4 JPEG标准 4. 数据交换格式
SOI
帧
EOI
(表/杂项) 帧头
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5.4 JPEG标准
量化矩阵量化
正量化：
GQ(u,v)取整数G Q((uu,,vv))
G (u,v)
Q (u,v)
式中
为DCT系数，
反G 量'(u 化,v)：GQ(u,v) Q (u,v)
为量化步长
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5.4 JPEG标准
经Zig-Zag扫描后，把二维量化系数转换为一维数据序列， 以便进行熵编码
国际电报电话咨询委员会 CCITT(后改为国际电信联盟 ITU)。
国际电工委员会(IEC)也参加合作
1992年7月通过了标准的第一部分，后又对有关测试标准
草案(即标准的第二部分)作了进一步修改
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5.4 JPEG标准
JPEG包含两种基本压缩方法： 有损压缩：基于DCT的有损压缩，又称为基线顺序编解码
这种低频在前高频在后Zig-Zag扫描的排列方式也称带状 编码，因为它和频带由低到高呈带状一致。这和量化步长 逐步提高的方式一致，所以也称门限系数排列方式
对于直流分量DC进行差分脉冲编码
DCi
D C i-1
B i-1
Bi
D IF F = D C i-D C i-1
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数字电视国际标准
5.4 JPEG标准
JPEG的目标：
JPEG用于连续变化的静止图像
连续变化是指灰度等级和颜色两方面的连续变化
静止图像数据压缩标准 JPEG
Joint Photo-Graphic Experts Group
联合图像专家组
从1986年正式开始制订,由多个国际组织联合制定:
国际标准组织 ISO
压缩图像数据
熵解码器 去量化器 反向DCT
专用数据表 专用数据表
重建源图像
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5.4 JPEG标准
JPEG标准中的像素
以NTSC制为例，它的视频最高频率为4.2MHz， 故抽样频率可取8.4MHz至9MHz
NTSC制 行频 行周期
fH tH 59 f1H.94 635.2 2 55 55 615 s734.25H z
光栅转换或扫描转换：NTSC制一帧图像为525行，
其中包含两场，若扣除两场的场消隐360 所/4需51 78 40 行% ，
则余451行,转换到360行,则需要并行。
按
，则每10行需要并成8行，这就是
图像光栅处理中常用的光栅转换或扫描转换
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5.4 JPEG标准 JPEG压缩流程示意图
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5.4 JPEG标准
1. 基于DCT的编码器和解码器 基于DCT的JPEG编码器：
8×8方块
基于DCT的编码器
正向DCT
量化器
熵编码器 压缩图像数据
源图像数据
专用数据表 专用数据表
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5.4 JPEG标准 基于DCT的JPEG解码器：
基于DCT的解码器
(Baseline Sequential Codec)方法 无损压缩：又称预测压缩方法
JPEG编码压缩的基本算法及H.261的帧内模式相似， JPEG标准的图像压缩是在本帧内进行, 与前后帧无关
JPEG可用于活动图像压缩编码，只不过压缩方法只限于 帧内进行，不作运动补偿和帧间差运算。这种用于活动图 像的压缩技术称作：M-JPEG(Motion-JPEG), 主要用于高 质量图像压缩编码方案中，例如电视台节目编辑中
▪
抽样数N:一行中的显示区或称有效像素区中的
像素数
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5.4 JPEG标准
像素形状
又称为纵横比，按JPEG标准规定像素纵横比为1： 1，也就是像素为正方形
例如上述NTSC制中一行像素为480个，若像素纵 横比为1：1，图像尺寸纵横比为3：4，则一帧图 像应有的行数为480×3／4＝360行
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5.4 JPEG标准
2. 离散余弦变换和DCT系数量化
JPEG标准是将“二维”空间的图像数据用离散余弦 变换DCT公式变换到二维频域成为二维频率系数。 变换后的系数经量化矩阵量化
1 6 1 1 亮1 0 度1 6 量2 4 化4 0矩阵5 1 6 1
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