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JPEG  

2008-12-28 20:57:14|  分类: 多媒体原理与技术 |  标签: |举报 |字号 订阅

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JPEG是Joint Photographic Experts Group(联合图像专家组)的缩写,文件后辍名为".jpg"或".jpeg",是最常用的图像文件格式,由一个软件开发联合会组织制定,是一种有损压缩格式,能够将图像压缩在很小的储存空间,图像中重复或不重要的资料会被丢失,因此容易造成图像数据的损伤。尤其是使用过高的压缩比例,将使最终解压缩后恢复的图像质量明显降低,如果追求高品质图像,不宜采用过高压缩比例。但是JPEG压缩技术十分先进,它用有损压缩方式去除冗余的图像数据,在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像,换句话说,就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。而且 JPEG是一种很灵活的格式,具有调节图像质量的功能,允许用不同的压缩比例对文件进行压缩,支持多种压缩级别,压缩比率通常在10:1到40:1之间,压缩比越大,品质就越低;相反地,压缩比越小,品质就越好。比如可以把1.37Mb的BMP位图文件压缩至20.3KB。当然也可以在图像质量和文件尺寸之间找到平衡点。JPEG格式压缩的主要是高频信息,对色彩的信息保留较好,适合应用于互联网,可减少图像的传输时间,可以支持24bit真彩色,也普遍应用于需要连续色调的图像。

  JPEG格式是目前网络上最流行的图像格式,是可以把文件压缩到最小的格式,在 Photoshop软件中以JPEG格式储存时,提供11级压缩级别,以0—10级表示。其中0级压缩比最高,图像品质最差。即使采用细节几乎无损的10 级质量保存时,压缩比也可达 5:1。以BMP格式保存时得到4.28MB图像文件,在采用JPG格式保存时,其文件仅为178KB,压缩比达到24:1。经过多次比较,采用第8级压缩为存储空间与图像质量兼得的最佳比例。

  JPEG格式的应用非常广泛,特别是在网络和光盘读物上,都能找到它的身影。目前各类浏览器均支持JPEG这种图像格式,因为JPEG格式的文件尺寸较小,下载速度快。

  JPEG2000作为JPEG的升级版,其压缩率比JPEG高约30%左右,同时支持有损和无损压缩。JPEG2000格式有一个极其重要的特征在于它能实现渐进传输,即先传输图像的轮廓,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。此外,JPEG2000还支持所谓的"感兴趣区域" 特性,可以任意指定影像上感兴趣区域的压缩质量,还可以选择指定的部分先解压缩。在有些情况下,图像中只有一小块区域对用户是有用的,对这些区域,采用低压缩比,而感兴趣区 域之外采用高压缩比,在保证不丢失重要信息的同时,又能有效地压缩数据量,这就是基于感兴 趣区域的编码方案所采取的压缩策略。其优点在 于它结合了接收方对压缩的主观需求,实现了交互式压缩。而接收方随着观察,常常会有新的要求,可能对新的区域感兴趣,也可能希望某一区域更清晰些。

  JPEG2000和JPEG相比优势明显,从无损压缩到有损压缩可以兼容,而JPEG不行,JPEG的有损压缩和无损压缩是完全不同的两种方法。JPEG2000即可应用于传统的JPEG市场,如扫描仪、数码相机等,又可应用于新兴领域,如网路传输、无线通讯等等。

  JPEG(Joint Photographic Experts Group)是在国际标准化组织(ISO)领导之下制定静态图像压缩标准的委员会,第一套国际静态图像压缩标准ISO 10918-1(JPEG)就是该委员会制定的。由于JPEG优良的品质,使他在短短几年内获得了极大的成功,被广泛应用于互联网和数码相机领域,网站上80%的图像都采用了JPEG压缩标准。然而,目前的JPEG静止图像压缩标准,具有中端和高端比特速率上的良好的速率畸变特性,但在低比特率范围内,将会出现很明显的方块效应,其质量变得不可接受。JPEG不能在单一码流中提供有损和无损压缩,并且不能支持大于64×64 K的图像压缩。同时,尽管当前的JPEG标准具有重新启动间隔的规定,但当碰到比特差错时图像质量将受到严重的损坏。

  针对这些问题,自1997年3月起,JPEG图像压缩标准委员会开始着手制定新一代的图像压缩标准以解决上述问题。2000年3月的东京会议,确定了彩色静态图像的新一代编码方式JPEG2000图像压缩标准的编码算法。

  JPEG2000系统分为下列7个部分:

  ①JPEG2000图像编码系统;

  ②扩充(给①的核心定义添加更多的特征和完善度);

  ③运动JPEG2000;

  ④一致性;

  ⑤参考软件(目前包含Java和C实现);

  ⑥复合图像文件格式(用于文件扫描和传真应用程序);

  ⑦对①的最小支持(技术报告)。

  ①为完全被认可的ISO标准,定义了核心压缩技术和最小文件格式,②~⑥定义压缩和文件格式的扩充。其中,①已经制定完成,其余部分还在制定过程中。

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