SOF0
SOF1 SOF2
0xFFC0
0xFFC1 0xFFC2
Baseline DCT
Extended sequential DCT Progressive DCT
SOF3
SOF5 SOF6 SOF7
0xFFC3
0xFFC5 0xFFC6 0xFFC7
Spatial (sequential) lossless
JPEG图像压缩编码算法
JPEG 2000简介
参考文献
§3.4.1
JPEG与JPEG图像
一、ISO/IEC JPEG (Joint Photographic Experts Group)简介 二、关于JPEG图像
A、参 考 文 献
一. 关于JPEG
• •
JPEG : Joint Photographic Experts Group 由ISO与IEC于1986年联合成立的一个专家委员会(WG1)， 其宪章(charter)是：
0xE0
0xE1 - 0xEF 0xDB 0xC0 0xC4 0xDA 0xD9
第三章 图形、图像与视频处理技术
JPEG图像格式简介 (cont.)
•
附表：JPEG定义的标记列表
Symbol (符号) Code Assignment (标记代码) Description (说明)
Start Of Frame markers, non-hierarchical Huffman coding
第三 图形、图像与视频处理技术 4
2013年9月10日
关于JPEG (cont.)
•
已经发布的标准有：
ISO/IEC 10918-1 | ITU-T Rec. T.81 : Requirements and guidelines ISO/IEC 10918-2 | ITU-T Rec. T.83 : Compliance testing
•
JPEG2000标准(草案)
ISO/IEC FCD15444-1: 2000 | ITU-T Rec. T.800
2013年9月10日
第三章 图形、图像与视频处理技术
5
二. 关于JPEG图像
•
压缩编码算法主要有：
基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transform, DCT)的有损压缩 (lossy compression)算法。该算法还包括熵编码(Entropy Coding),霍 夫曼编码(Huffman coding)等算法。 基于预测的无损数据压缩算法。
14
JPEG图像格式简介 (cont.)
•
附表：JPEG定义的标记列表(续)
Start Of Frame markers, hierarchical arithmetic coding SOF13 SOF14 SOF15 DHT 0xFFCD 0xFFCE 0xFFCF Differential sequential DCT Differential progressive DCT Differential spatial Lossless
在JFIF文件格式中，图像样本的存放顺序是从左到右和从上到下。
这就是说JFIF文件中的第一个图像样本是图像左上角的样本。
2013年9月10日
第三章 图形、图像与视频处理技术
11
RGB YCbCr
RGB
2013年9月10日 第三章 图形、图像与视频处理技术
YCbCr
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JPEG图像格式简介 (cont.)
Huffman table specification
0xFFC4 Define Huffman table(s)
arithmetic coding conditioning specification
DAC 0xFFCC Define arithmetic conditioning table
Restart interval termination RSTm 0xFFD0～0xFFD7 Restart with modulo 8 counter m

从RGB转换成YCbCr空间时，使用下面的精确的转换关系： Y = 256 × E'y Cb = 256 × [E'Cb] + 128 Cr = 256 × [E'Cr] + 128 其中亮度电平E'y和色差电平E'Cb和E'Cb分别是CCIR 601定义的参数。由于 E'y的范围是0～1，E'Cb和E'Cb的范围是-0.5～+0.5，因此Y, Cb和Cr的最大 值必须要到255。于是RGB和YCbCr之间的转换关系需要按照下面的方法 计算。
ISO/IEC 10918-3 | ITU-T Rec. T.84: Extensions
ISO/IEC 10918-4 | ITU-T Rec. T.86: Registration of JPEG Parameters, Profiles, Tags, Color Spaces, APPn Markers, Compression Types, and Registration Authorities (REGAUT) DIS 14495-1 | ITU-T Draft Rec. T.87 : Lossless and Near-Lossless Compression of Continuous-Tone Still Images – Baseline
2013年9月10日 第三章 图形、图像与视频处理技术 9
•
JPEG图像格式简介 (cont.)
•
颜色转换
从RGB转换成YCbCr
YCbCr(256级)分量可直接从用8位表示的RGB分量计算得到： Y = 0.299 R + 0.587 G + 0.114 B
Cb = - 0.1687R - 0.3313G + 0.5 B + 128
§3.4
JPEG图像编码标 准
内容提要
本节主要介绍JPEG图像压缩编码算法(DCT变 换算法)、图像数据文件格式 (JFIF，JPEG File Interchange Format)。 最后，对JPEG 2000进行一个简单的介绍。
内容提纲
3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4
JPEG标准与JPEG图像 JPEG图像格式
0xFF01 0xFF02～0xFFBF
For temporary use in arithmetic coding Reserved
2013年9月10日
第三章 图形、图像与视频处理技术
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JPEG图像格式简介 (cont.)
•
0 2 4 6 11 12 13
附表：APP0域的详细结构
偏移 长度 2 byte 2 byte 2 bytes 5 bytes 1 byte 1 byte 1 byte 内容 0xFFD8 0xFFE0 (Start of Image, SOI) APP0(JFIF application segment) length of APP0 block "JFIF"+"0" <Major version> <Minor version> <Units for the X and Y densities> 块的名称 图像开始 JFIF应用数据块 APP0块的长度 识别APP0标记 主要版本号(如版本1.02中的1) 次要版本号(如版本1.02中的02) X和Y的密度单位 units=0：无单位 units=1：点数/英寸 units=2：点数/厘米 水平方向像素密度 垂直方向像素密度 缩略图水平像素数目 缩略图垂直像素数目 缩略RGB位图(n为缩略图的像素数) 任选的JFIF扩展APP0标记段 说明
0xFFD9
0xFFDA 0xFFDB 0xFFDC 0xFFDD 0xFFDE 0xFFDF 0xFFE0～0xFFEF 0xFFF0～0xFFFD 0xFFFE
End of image
Start of scan Define quantization table(s) Define number of lines Define restart interval Define hierarchical progression Expand reference image(s) Reserved for application use Reserved for JPEG extension Comment
“Digital compression and coding of continuous-tone still
images”
• •
其中的“Joint”还有与ITU联合的意思
在过去的十几年中，该委员会制定了一系列的静态连续色 调图像压缩编码标准(如：有损、无损及接近无损等编码 标准)，并于1996年开始制定JPEG 2000标准。
Differential sequential DCT Differential progressive DCT Differential spatial lossless
Start Of Frame markers, hierarchical Huffman coding
2013年9月10日
第三章 图形、图像与视频处理技术
第三章 图形、图像与视频处理技术 6
2013年9月10日
§3.4.2
JPEG图像格式
(一) JPEG图像格式简介 (二) JFIF (JPEG File Interchange Format，即 JPEG图像文件交换格式) (三) JFIF格式图像数据分析
（一）JPEG图像格式简介