JPEG格式详细内容

科研学习 2009-05-21 11:20:09 阅读129 评论0 字号：大中小 订阅

JPEG是目前静态图像中压缩比最高的，采用有损压缩，失真程度非常小，肉眼几乎无法辨认，当然也支持有损压缩，但压缩比就不能达到那么高。JPEG被广泛应用于多媒体和网络程序中，其中HTML语言中标

准的图像格式之一就是JPEG文件格式，另一种是GIF文件格式。

JPEG编码分为基于离散余弦变换的DCT有失真压缩和使用预测器无失真压缩。按编码顺序，又分为顺序式编码（sequential encoding）和递增式编码（progressive encoding），前者是按从左到右、从上到下，后者是分次处理，从模糊到清晰的方式。基于DCT变换的JPEG，可分为仅能接受每像素点以8位标识的基本图像处理（Baseline Process）模式和接受每个像素点8位或12位表示的扩展图像处理（Extended Process）

模式。

最常用的是基于DCT变换的顺序型基本图像处理模式（Baseline Process）。

8*8的图像经过DCT变换后，其低频分量都集中在左上角，高频分量分布在右下角。由于低频分量包含图象的主要信息如亮度，因此，编码时我们忽略图像的高频分量，达到压缩的目的。量化是信息损失的根源，将某一个值除以量化表中对应的值，由于量化表左上角的值较小，右上角的值较大，这样就起到了保持低

频分量，抑制高频分量的目的。

JPEG使用的颜色系统是YCbCr系统，Y是亮度信息，CbCr是色调信息，对Y进行细量化，对CbCr粗量化，

提高压缩比。

JPEG文件大体分两部分：标记码（tag）和压缩数据。标记码给出了图象的所有信息，如图像的宽和高，

Huffman表，量化表等。 标记码的结构为：

SOI

DQT DRI SOF0 DHT SOS …… EOI

每个标记码都有2个字节组成，高字节固定为0xFF。每个标记码之前可以填上个数不限的填充字节0xFF。

1. SOI:（start of image）

标记结构为： 0xFF 1B 0xD8 1B

2. APP0：(Application)

JPEG保留给应用程序的标记码，JFIF（JPEG File Interchange Format，由C-Cube Microsystems公司制定的

一种JPEG文件交换格式）将文件的相关信息定义在此标记中。

标记结构 0xFF 0xE0 Lp Identifier Version 字节数 1 1 2 5 2 含义 APP0标记码长度，不包括前两个字节0xFF，0xE0 JFIF识别码0x4A，0x46，0x49，0x46，0x00 JFIF版本号，可以是0x0101，或者0x0102 Units Xdensity Ydensity Xthumbnail Ythumbnail n个RGB值 1 2 2 1 1 3*n 单位，0：未指定，1：英寸，2：厘米 水平分辨率 竖直分辨率 水平点数 竖直点数 n=水平点数*竖直点数

3. DQT（Define Quantization Table）量化表定义段

标记结构 0xFF 0xDB Lq (Pq,Tq) 字节数 1 1 2 1 意义 DQT标记码长度，不包括前两个字节0xFF,0xDB QT信息，量化表信息，低4位Tq为QT的编号0-3，高4位Pq是QT的数据精度。Pq=0时，QT为8位；Pq=1时，QT为16位。在基本系统中，Pq=0，Tq=0-1，即最多有两个量化表 n个Qn 1或2 n个量化表的值，Pq=0时，为8位即1个字节；Pq=1时为16位即2个字节。n=*（QT的精度Pq+1）个字节（之字形排序）

4. DRI（Define Restart Interval）

此标记需要用到最小编码单元（MCU，Minumum Coding Unit）。JPEG提供两种取样方式YUV411和

YUV422。JPEG规定最小MCU为Hy*Vy+Hu*Vu+Hv*Vv<=10。

标记结构 0xFF 0xDD Lr (Pq,Tq) 字节数 1 1 2 1 意义 DRI标记码长度，不包括前两个字节0xFF,0xDD QT信息，量化表信息，低4位Tq为QT的编号0-3，高4位Pq是QT的数据精度。Pq=0时，QT为8位；Pq=1时，QT为16位。在基本系统中，Pq=0，Tq=0-1，即最多有两个量化表 n个Qn Ri 1或2 2 n个量化表的值，Pq=0时，为8位即1个字节；Pq=1时为16位即2个字节。N=*（QT的精度Pq+1）个字节（之字形排序） 重入间隔的MCU个数，MCU块的单元中的重新开始间隔，每n个MCU块就有一个RSTn标记。

5. SOF0（帧开始start of frame） （对Baseline，一幅图象只有一个帧）

标记结构 0xFF 0xC0 Lf P Y X Nf C1 字节数 1 1 2 1 2 2 1 1 意义 SOF标记码长度，不包括前两个字节0xFF,0xC0 数据精度，baseline中为0x08，即8位 图像高度 图像宽度 帧中的成分个数，灰度图为1，真彩图为3 成分编号1 (H1,V1) Tq1 C2 (H2,V2) Tq2 …… Cn (Hn,Vn) Tqn 1 1 1 1 1 1 1 1 第一个水平和竖直采样因子 量化表编号 成分编号2 第二个水平和竖直采样因子 量化表编号 成分编号n 第n个水平和竖直采样因子 量化表编号

6. DHT（Define Huffman Table）Huffman表定义段 标记结构 0xFF 0xC4 Lh (Tc,Th) L1 L2 …… Ln V1 V2 …… Vt 字节数 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 意义 DHT标记码长度，不包括前两个字节0xFF 0xC4 每个n比特的Huffman码字的个数，n=1-16 每个Huffman码字对应的值，t=L1+L2+……+L16

7. SOS(start of Scan)扫描参数段

8. EOI结束标记