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🛸 JPEG-圖片壓縮

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:

    https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20211227/20097001MSQ26PMFjJ.png

  • 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 https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20211227/200970019vPA7n4Dsl.png

Discrete Cosine Transform (DCT)​

  • 離散餘弦變換 (DCT)：

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20211227/20097001lNW5clsLm4.png

  • 逆離散餘弦變換 (IDCT)：

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20211227/20097001f7aEMztwNy.png

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​

https://ithelp.ithome.com.tw/upload/images/20211227/20097001M79dlEYboZ.png

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