jpeg壓縮演算法c

⑴ jpeg圖片壓縮的原理（談談怎麼個壓縮法怎麼個有損法）

JPEG壓縮過程

JPEG壓縮分四個步驟實現：
1.顏色模式轉換及采樣；
2.DCT變換；
3.量化；
4.編碼。
二.
1．顏色模式轉換及采樣 RGB色彩系統是我們最常用的表示顏色的方式。JPEG採用的是YCbCr色彩系統。想要用JPEG基本壓縮法處理全彩色圖像，得先把RGB顏色模式圖像數據，轉換為YCbCr顏色模式的數據。Y代表亮度，Cb和Cr則代表色度、飽和度。通過下列計算公式可完成數據轉換。 Y=0.2990R+0.5870G+0.1140B Cb=-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128 Cr=0.5000R-0.4187G-0.0813B＋128 人類的眼晴對低頻的數據比對高頻的數據具有更高的敏感度，事實上，人類的眼睛對亮度的改變也比對色彩的改變要敏感得多，也就是說Y成份的數據是比較重要的。既然Cb成份和Cr成份的數據比較相對不重要，就可以只取部分數據來處理。以增加壓縮的比例。JPEG通常有兩種采樣方式：YUV411和YUV422，它們所代表的意義是Y、Cb和Cr三個成份的數據取樣比例。
2.DCT變換 DCT變換的全稱是離散餘弦變換(Discrete Cosine Transform)，是指將一組光強數據轉換成頻率數據，以便得知強度變化的情形。若對高頻的數據做些修飾，再轉回原來形式的數據時，顯然與原始數據有些差異，但是人類的眼睛卻是不容易辨認出來。 壓縮時，將原始圖像數據分成8*8數據單元矩陣，例如亮度值的第一個矩陣內容如下：
JPEG將整個亮度矩陣與色度Cb矩陣，飽和度Cr矩陣，視為一個基本單元稱作MCU。每個MCU所包含的矩陣數量不得超過10個。例如，行和列采樣的比例皆為4:2:2，則每個MCU將包含四個亮度矩陣，一個色度矩陣及一個飽和度矩陣。 當圖像數據分成一個8*8矩陣後，還必須將每個數值減去128，然後一一代入DCT變換公式中，即可達到DCT變換的目的。圖像數據值必須減去128，是因為DCT轉換公式所接受的數字范圍是在-128到+127之間。 DCT變換公式：
x,y代表圖像數據矩陣內某個數值的坐標位置f(x,y)代表圖像數據矩陣內的數個數值u,v代表DCT變換後矩陣內某個數值的坐標位置F(u,v)代表DCT變換後矩陣內的某個數值 u=0 且 v=0 c(u)c(v)=1/1.414 u>0 或 v>0 c(u)c(v)=1 經過DCT變換後的矩陣數據自然數為頻率系數，這些系數以F（0，0）的值最大，稱為DC，其餘的63個頻率系數則多半是一些接近於0的正負浮點數，一概稱之為AC。
3、量化 圖像數據轉換為頻率系數後，還得接受一項量化程序，才能進入編碼階段。量化階段需要兩個8*8矩陣數據，一個是專門處理亮度的頻率系數，另一個則是針對色度的頻率系數，將頻率系數除以量化矩陣的值，取得與商數最近的整數，即完成量化。 當頻率系數經過量化後，將頻率系數由浮點數轉變為整數，這才便於執行最後的編碼。不過，經過量化階段後，所有數據只保留整數近似值，也就再度損失了一些數據內容，JPEG提供的量化表如下：

4、編碼 Huffman編碼無專利權問題，成為JPEG最常用的編碼方式，Huffman編碼通常是以完整的MCU來進行的。 編碼時，每個矩陣數據的DC值與63個AC值，將分別使用不同的Huffman編碼表，而亮度與色度也需要不同的Huffman編碼表，所以一共需要四個編碼表，才能順利地完成JPEG編碼工作。 DC編碼 DC是彩採用差值脈沖編碼調制的差值編碼法，也就是在同一個圖像分量中取得每個DC值與前一個DC值的差值來編碼。DC採用差值脈沖編碼的主要原因是由於在連續色調的圖像中，其差值多半比原值小，對差值進行編碼所需的位數，會比對原值進行編碼所需的位數少許多。例如差值為5，它的二進製表示值為101，如果差值為-5，則先改為正整數5，再將其二進制轉換成1的補數即可。所謂1的補數，就是將每個Bit若值為0，便改成1；Bit為1，則變成0。差值5應保留的位數為3，下表即列出差值所應保留的Bit數與差值內容的對照。
在差值前端另外加入一些差值的霍夫曼碼值，例如亮度差值為5（101）的位數為3，則霍夫曼碼值應該是100，兩者連接在一起即為100101。下列兩份表格分別是亮度和色度DC差值的編碼表。根據這兩份表格內容，即可為DC差值加上霍夫曼碼值，完成DC的編碼工作。
AC編碼 AC編碼方式與DC略有不同，在AC編碼之前，首先得將63個AC值按Zig-zag排序，即按照下圖箭頭所指示的順序串聯起來。
63個AC值排列好的，將AC系數轉換成中間符號，中間符號表示為RRRR/SSSS，RRRR是指第非零的AC之前，其值為0的AC個數，SSSS是指AC值所需的位數，AC系數的范圍與SSSS的對應關系與DC差值Bits數與差值內容對照表相似。 如果連續為0的AC個數大於15，則用15/0來表示連續的16個0，15/0稱為ZRL（Zero Rum Length），而（0/0）稱為EOB（Enel of Block）用來表示其後所剩餘的AC系數皆等於0，以中間符號值作為索引值，從相應的AC編碼表中找出適當的霍夫曼碼值，再與AC值相連即可。 例如某一組亮度的中間符為5/3，AC值為4，首先以5/3為索引值，從亮度AC的Huffman編碼表中找到1111111110011110霍夫曼碼值，於是加上原來100（4）即是用來取[5，4]的Huffman編碼1111111110011110100，[5，4]表示AC值為4的前面有5個零。 由於亮度AC，色度AC霍夫曼編碼表比較長，在此省略去，有興趣者可參閱相關書籍。 實現上述四個步驟，即完成一幅圖像的JPEG壓縮。 參考資料[1] 林福宗 《圖像文件格式（上）——Windows 編程》，清華大學出版社， 1996年[2] 李振輝、李仁各編著，《探索圖像文件的奧秘》，清華大學出版社，1996年[3] 黎洪松、成實譯《JPEG靜止數據壓縮標准》，學苑出版社，1996年

希望有點幫助
參考資料：http://www.daima.com.cn/Info/94/Info31445/

⑵ JPEG的無損壓縮方法原理及過程。

jpeg是有損壓縮，jpeg2000才有無損壓縮。。

JPEG2000的原理：
JPEG 2000 與傳統 JPEG 最大的不同，在於它放棄了 JPEG
所採用的以離散餘弦轉換(Discrete Cosine Transform) 為主的區塊編碼方式，而改采以小波轉換(Wavelet transform)
為主的多解析編碼方式。小波轉換的主要目的是要將影像的頻率成分抽取出來。

JPEG2000的優點：

1、JPEG2000 作為JPEG升級版，高壓縮（低比特速率）是其目標，其壓縮率比 JPEG 高約 30% 左右。
2、JPEG2000
同時支持有損和無損壓縮，而 JPEG 只能支持有損壓縮。無損壓縮對保存一些重要圖片十分有用。
3、JPEG2000
能實現漸進傳輸，這是JPEG2000的一個極其重要的特徵。也就是我們對 GIF
格式影像常說的「漸現」特性。它先傳輸圖像的輪廓，然後逐步傳輸數據，不斷提高圖像質量，讓圖象由朦朧到清晰顯示，而不必是像現在的 JPEG
一樣，由上到下慢慢顯示。
4、JPEG2000
支持所謂的「感興趣區域」特性，你可以任意指定影像上你感興趣區域的壓縮質量，還可以選擇指定的部份先解壓縮。這樣我們就可以很方便的突出重點了。

⑶ 什麼用於壓縮靜止圖像

JPEG用於壓縮靜止圖像。

發展歷程：

近十年來圖像壓縮技術得到了迅速發展和廣泛應用，特別是對靜態圖像的壓縮技術，其標志是ISO和IEC制定的基DCT的靜態圖像壓縮標准JPEG。

但基於DCT編碼的JPEG有無法消除的方塊效應，隨著多媒體通信和計算機網路的發展，更高的壓縮比、更高質量的畫面和更多功能的新一代靜態圖像壓縮技判腔術JPEG2000就誕生了，與JPEG最大的不同是它採用了基於DWT為主的多解析度編碼技術。

JPEG2000是JPEG的升級版，其壓縮率比JPEG提高約30%左右。JPEG2000是國際標准化組織（ISO）和國際電子技術聯盟（0EC）2000年聯合推出的新代靜態圖像壓縮標准，將近十餘年來的數字信號處理優秀成果，小波信號分析理論以及離效靈活的數據組織方式（EBCOT）有機的組合在起，形成了一套完整的影像壓縮標准。

JPEGG2000不僅大幅度的提高了圖像壓縮率、壓縮編碼，解碼執行效率，更重要的是通過提供的幾種特殊功能，將圖像數據的組織、管理進行了高度的優化，加上該標準的開放性，在可以預見的未來，JPEG2000將全面替代現有的圖像壓縮技術。

⑷ jpeg是一個用於數字信號壓縮的國際標准壓縮對象是什麼

JPEG是一個用於數字信號壓縮的國際標准，其壓縮對象是靜態圖像。

JPEG是Joint Photographic Experts Group(聯合圖像專家組)的縮寫，文件後輟名為"．jpg"或"．jpeg"，是最常用的圖像文件格式。

它是一種有損壓縮格式，能夠將靜態圖像壓縮在很小的儲存空間，圖像中重復或不重要的資料會被丟失，因此容易造成圖像數據的損傷。尤其是使用過高的壓縮比例，將使最終解壓縮後恢復的圖像質量明顯降低，如果追求高品質圖像，不宜採用過高壓縮比例。

(4)jpeg壓縮演算法c擴展閱讀

JPEG壓縮標准：

JPEG是由國際標准組織（ISO）和國際電話電報咨詢委員會（CCITT）為靜態圖像所創建的第一個國際數字圖像壓縮標准，也是至今一直在使用的、應用最廣的圖像壓縮標准。JPEG由於可以提供有損壓縮，因此壓縮比可以達到其他傳統壓縮演算法無法比擬的程度。

JPEG的壓縮模式：

1、順序式編碼（Sequential Encoding）

一次將圖像由左到右、由上到下順序處理。

2、遞增式編碼（Progressive Encoding）

當圖像傳輸的時間較長時，可將圖像分數次處理，以從模糊到清晰的方式來傳送圖像（效果類似GIF在網路上的傳輸）。

3、無有損編碼（Lossless Encoding）

4、階梯式編碼（Hierarchical Encoding）

圖像以數種解析度來壓縮，其目的是為了讓具有高解析度的圖像也可以在較低解析度的設備上顯示。

⑸ 有誰知道,JPEG壓縮編碼演算法的主要步驟

JPEG壓縮編碼演算法的主要計算步驟如下：

1.正向離散餘弦變換(FDCT)。

2.量化(quantization)。

3.Z字形編碼(zigzag scan)。

4.使用差分脈沖編碼調制(differential pulse code molation，DPCM)對直流系數(DC)進行編碼。

5.使用行程長度編碼(run-length encoding，RLE)對交流系數(AC)進行編碼。

6.熵編碼(entropy coding)。

2. 量化

量化是對經過FDCT變換後的頻率系數進行量化。量化的目的是減小非「0」系數的幅度以及增加「0」值系數的數目。量化是圖像質量下降的最主要原因。

對於有損壓縮演算法，JPEG演算法使用均勻量化器進行量化，量化步距是按照系數所在的位置和每種顏色分量的色調值來確定。因為人眼對亮度信號比對色差信號更敏感，因此使用了兩種量化表：亮度量化值和色差量化值。此外，由於人眼對低頻分量的圖像比對高頻分量的圖像更敏感，因此圖中的左上角的量化步距要比右下角的量化步距小。

3. Z字形編排

量化後的系數要重新編排，目的是為了增加連續的「0」系數的個數，就是「0」的遊程長度，方法是按照Z字形的式樣編排，如圖5-17所示。這樣就把一個8 ? 8的矩陣變成一個1 ? 64的矢量，頻率較低的系數放在矢量的頂部。

4. 直流系數的編碼

8 ? 8圖像塊經過DCT變換之後得到的DC直流系數有兩個特點，一是系數的數值比較大，二是相鄰8 ? 8圖像塊的DC系數值變化不大。根據這個特點，JPEG演算法使用了差分脈沖調制編碼(DPCM)技術，對相鄰圖像塊之間量化DC系數的差值(Delta)進行編碼，

Delta＝DC(0, 0)k-DC(0, 0)k-1 ........ (5-5)

5. 交流系數的編碼

量化AC系數的特點是1 ? 64矢量中包含有許多「0」系數，並且許多「0」是連續的，因此使用非常簡單和直觀的遊程長度編碼(RLE)對它們進行編碼。

JPEG使用了1個位元組的高4位來表示連續「0」的個數，而使用它的低4位來表示編碼下一個非「0」系數所需要的位數，跟在它後面的是量化AC系數的數值。

6. 熵編碼

使用熵編碼還可以對DPCM編碼後的直流DC系數和RLE編碼後的交流AC系數作進一步的壓縮。

在JPEG有損壓縮演算法中，使用霍夫曼編碼器來減少熵。使用霍夫曼編碼器的理由是可以使用很簡單的查表(lookup table)方法進行編碼。壓縮數據符號時，霍夫曼編碼器對出現頻度比較高的符號分配比較短的代碼，而對出現頻度較低的符號分配比較長的代碼。這種可變長度的霍夫曼碼表可以事先進行定義。