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四 静态图像压缩标准

　　 1. JPEG标准

　　 JPEG标准，即国际多灰度静止图像数字压缩编码标准，由JPEG专家组（Joint Photographic Experts Group）于1991年3月提出的ISO CD10918号建议草案而来，其标准号为ISO 10918-1。JPEG是一个适用于彩色和单色多灰度或连续色调静止数字图像的压缩标准。

　　 (1)JPEG标准的组成部分

　　 JPEG标准包括基于DPCM（差分脉冲编码调制）的无损压缩编码，基于DCT（离散余弦变换）和Fuffman编码的有损压缩算法两个部分。前者不会产生失真，但压缩比很小；后一种算法进行图像压缩信息虽有损失，但压缩比可以很大，例如压缩20倍左右时，人眼基本上看不出失真。目前我们对JPEG标准的应用主要是其高压缩比的有损压缩算法。

　　 (2)JPEG算法的三个基本步骤

　　 JPEG算法操作可分成以下三个基本步骤：

　　 1) 通过离散余弦变换（DCT）去除数据冗余。

　　 2) 使用量化表对DCT系数进行量化，量化表是根据人类视觉系统和压缩图像类型的特点进行优化的量化系数矩阵。

　　 3) 对量化后的DCT系数进行编码使其熵达到最小，熵编码采用Fuffman可变字长编码。

(3)JPEG的应用　　

　　 鉴于JPEG优良的品质，使得它在短短的几年内就获得极大的成功，目前绝大多数的图像都是采用JPEG的压缩标准，各类浏览器、图片浏览处理工具均支持JPEG图像格式。同时由于JPEG格式的文件尺寸较小，Web页有可能以较短的下载时间提供大量精美的图像，使得JPEG成为网络上最受欢迎的图像格式。

　　 2. JPEG2000标准

　　 随着多媒体应用领域的激增，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对多媒体图像资料的要求。因此，更高压缩率以及更多新功能的新一代静态图像压缩技术 JPEG 2000 随之诞生。

　　 JPEG2000标准同样由JPEG 组织负责制定。自1997年3月开始筹划，于2000年3月出台。其标准号为ISO 15444。

　　 (1)JPEG2000编码原理

　　 JPEG 2
000与传统 JPEG 最大的不同，在于它放弃了 JPEG 所采用的以离散馀弦转换（DCT）为主的区块编码方式，而改采用以小波转换（Wavelet transform）为主的多解析编码方式。小波转换的主要目的是要将图像的频率成分抽取出来，分别加以控制及编码。

　　 (2)JPEG2000的优点：

　　 1) JPEG2000作为JPEG升级标准，高压缩比（低码率）是其目标，其压缩率比JPEG高约 30%左右。

　　 2) JPEG2000同时支持有损和无损压缩，其无损压缩具有很好的实用价值，因此它适合保存重要图片。

　　 3) JPEG2000的一个极其重要的特征就是采用小波变换后，JPEG2000 能实现渐进传输，这也就是我们常说的"渐现"特性。它先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，让图像由朦胧到清晰显示，而不必是像现在的 JPEG 一样，由上到下慢慢显示。

　　 4) JPEG2000能方便的实现对码流的随机存取与处理，保证位错误的鲁棒性。

　　 5) JPEG2000支持所谓的"感兴趣区域"特性，你可以任意指定图像上你感兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部份先解压缩，这样我们就可以很方便的突出图片中的重点进行浏览。

　　 (3)JPEG2000图片的压缩

　　 目前有很多公司、机构提供了JPEG2000的压缩工具及编解码器。主要有LuraWave SmartCompress Freeware for Windows、Elecard Wavelet Image Compressor等。其中以LuraTech的LuraWave SmartCompress 及相应编码器生成的LuraWave（lwf）格式最有名。

　　 (4)常用软件对JPEG2000的支持

　　 鉴于JPEG2000图片不能直接通过一些常用软件显示的问题，众多厂家已经开发出了各种的插件来解决该问题。在这方面，同样以LuraTech开发的插件最有名。ACDSee 4.0以上的版本已经能够通过LuraTech的插件直接支持JPEG2000图片（lwf格式）的显示。LuraTech公司还推出了一系列让 PHOTOSHOP 、IE 等常用影像、网络软件支持JPEG2000图片的插件，较有效解决了JPEG2000图片不能直接通过一些常用软件显示的问题。