JPEG概述

• Joint Photographic Expert Group在1992年被評為國際標準
• 適用於彩色與灰階圖片

動機

• The compression ratio of lossless methods (無損壓縮演算法)
• JPEG使用變換編碼:
  1. 大部分圖像內容在圖像轉換中是相對較慢的
  2. 與較低頻率的空間頻率分量損失相比，人類更容易接受高頻率的損失

JPEG Overview

• 編碼過程:
• DCT(Discrete Cosine Transformation) → 離散余弦變換
• DPCM(Differential Pulse Code Modulation) → 差分預測編碼調製 → DC
• Zigzag Scanning → 曲折掃描
• RLE(Run-Length Encoding) → AC
• Entropy Coding → 熵編碼
  

Discrete Cosine Transform (DCT)

• 離散餘弦變換 (DCT)：

• 逆離散餘弦變換 (IDCT)：
  

Quantization

• 量化的誤差是有損壓縮的主要來源
• 均衡量化
  • 每個F[u,v]都同除以常數N
• 非均衡量化
  • 使用量化表
  • 最終在將量化表存於table之中

Zig-zag Scan

DPCM on DC component

• 直流分量大且變化多端，但通常接近先前值

RLE on AC components

• 保留跳過和值，其中跳過是零的數量，值是下一個非零分量

Entropy Coding

• 使用Huffman Tables
• Huffman Tables是可以自行定義的