關于靜態圖像壓縮（JEPG）系列標準

靜態圖像壓縮標準，其中最著名的被國際標準化組織所接受的是JEPG。JEPG是由ISO/IEC下設的一個專家組--聯合圖像專家組（JPEG，Joint Photographic Experts Group）制定的，稱為JPEG系列標準，被ISO/IEC批準成為國際標準。目前JEPG已制定了兩套系列標準JEPG與JEPG2000，下面分別作以簡要介紹。

一、JEPG標準

1992年9月18日JPEG推出了第一套國標靜態圖像壓縮標準，即連續色調靜態圖像的數字壓縮與編碼（Digital compression and coding of continuous-tone still images），簡稱為JPEG標準，適用于灰度圖與真彩圖的靜態圖像的壓縮，被ISO命名為ISO/IEC 10918標準，被ITU-T命名為T.81。由于JPEG優良的品質，使得它在短短的幾年內就獲得極大的成功，目前網站上百分之八十的圖像都是采用JPEG的壓縮標準。

JPEG專家組開發了兩種基本的壓縮算法，一種是采用以離散余弦變換（DCT，Discrete Cosine Transform）為基礎的有損壓縮算法，另一種是采用以預測技術為基礎的無損壓縮算法。

在JPEG標準中定義了四種編碼模式：無損模式、基準模式、遞進模式和層次模式，具體詳見下表1。

表1：JPEG標準定義的四種編碼模式 

JPEG標準主要使用DCT有損壓縮算法。在使用DCT有損壓縮算法時，圖像的壓縮比與質量的關系詳見下表2。由表可知，JPEG在使用DCT進行有損壓縮時，壓縮比可調整，在壓縮10~30倍后，圖像效果仍然不錯，壓縮后還原得到的圖像與原始圖像相比較，非圖像專家難于找出它們之間的區別，因此得到了廣泛的應用，例如，在V-CD和DVD-Video電視圖象壓縮技術中，就使用JPEG的有損壓縮算法來取消空間冗余數據。

表2：JPEG圖像的壓縮比與質量的關系 

JPEG在制定JPEG標準時，雖然定義了許多標記(marker)用來區分和識別圖像數據及其相關信息，但并沒有具體定義明確的JPEG文件格式。C-Cube Microsystems公司的Eric Hamilton于1992.9.1所定義的JFIF(JPEG File Interchange Format JPEG文件交換格式)1.02成為JPEG文件(*.JPG)的事實標準。

二、JEPG2000標準

2000年12月JPEG在聯合二值圖像專家組（JBIG，Joint Bi-level Image experts Group，ISO下設的另一個專家小組）的幫助下又推出了比JPEG標準的壓縮率更高、性能更優越的JPEG 2000標準，被ISO命名為ISO/IEC 15444，被ITU-T命名為T.800（2002年8月)。適用于二值圖、灰度圖、偽彩圖和真彩圖的靜態圖像壓縮。JPEG 2000 與傳統JPEG最大的不同，在于它放棄了JPEG所采用的以離散余弦轉換(DCT)為主的區塊編碼方式，而改采以小波轉換(Wavelet transform)為主的多解析編碼方式。小波轉換的主要目的是要將圖像的頻率成分抽取出來。小波轉換的簡單原理圖可以參考下圖1。

圖1：小波轉換的簡單原理圖 

JPEG2000的優點表現為：一是JPEG2000作為JPEG升級版，高壓縮（低碼率）是其目標，其壓縮率比JPEG高約30%左右。二是JPEG2000同時支持有損和無損壓縮，而 JPEG 只能支持有損壓縮。因此它適合保存重要圖片。三是JPEG2000能實現漸進傳輸，這是JPEG2000的一個極其重要的特征。這也就是我們對 GIF 格式圖像常說的“漸現”特性。它先傳輸圖像的輪廓，然后逐步傳輸數據，不斷提高圖像質量，讓圖像由朦朧到清晰顯示，而不必是像現在的 JPEG 一樣，由上到下慢慢顯示。四是JPEG2000支持所謂的“感興趣區域”特性，你可以任意指定圖像上你感興趣區域的壓縮質量，還可以選擇指定的部份先解壓縮。這樣我們就可以很方便的突出重點了。