通信技术综合实验指导书 西南科技大学信息工程学院 1 JPEG 静态图像压缩实验指导书 一、 实验目的 1. 了解多媒体通信中图像压缩技术 2. 熟悉JPEG 图像压缩编码过程 3. 掌握二维DCT 变换算法 二、 实验原理 JPEG(Joint Photographic Ex perts Grou p) 是一个由 ISO 和ITU-T 两个组织机构联合组成的一个图像专家小组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准，这个专家组开发的算法称为JPEG 算法，并且成为国际上通用的标准。JPEG 是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准，既可用于灰度图像又可用于彩色图像。JPEG 不仅适于静止图像的压缩，电视图像的帧内图像的压缩编码，也常采用此算法。 JPEG 标准定义了多种工作模式，其中最基本的是基于8×8 块的DCT 顺序编码，将一帧图像分为8×8 的块，然后按照从左至右、自上而下的顺序，对块进行 DCT、量化和熵编码。其编、解码框图如下： 图1 基于DCT 的顺序编码框图 图2 基于DCT 的顺序解压缩框图 DCT 解码器 IDCT 逆量化器 熵解码器 量化表 熵编码表 压缩图像数重构图像数据 FDCT 熵编码器 量化表 熵编码表 压缩图像数据 源图像数据 基于DCT 的编码器 图像子块 量化器 通信技术综合实验指导书 西南科技大学信息工程学院 2 JPEG 压缩编码算法的主要计算步骤： 1) 正向离散余弦变换(FDCT)。 2) 量化(quantization)。 3) Z 字形编码(zigzag scan)。 4) 使用差分脉冲编码调制(differential pulse code modulation，DPCM)对直流系数(DC)进行编码。 5) 使用行程长度编码(run-length encoding，RLE)对交流系数(AC)进行编码。 6) 熵编码(entropy coding)。 三、 实验内容 按照上述压缩过程实现一幅图像的压缩，生成符合JPEG 标准的图像文件JPEG 图像编码流程如下： 图3 JPEG 图像编码流程 1. DCT 变换 对8×8 的图像数据块进行二维 DCT 的变换，把能量集中在少数几个系输入原图像 8×8 二维 FDCT 变换 量化 DC 系数差分编码 AC 系数游程编码 熵编码 生成JPEG 压缩文件 文件保存 输入原图像 8×8 二维 IDCT 变换 逆量化 DC 系数解码 AC 系数解码码 熵解码 读取 JEPG 文件 表说明 量化表 通信技术综合实验指导书 西南科技大学信息工程学院 3 数上，从而达到数据压缩的目的。： DCT 变换公式: DCT 反变换公式： 其中： 二维DCT 变换可以分解为行和列的一维DCT 变...
