JPEG2000图像压缩过程及原理概述
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第 14 卷 第 10 期
2002 年 10 月
计算机辅助设计与图形学学报
JOU RNAL O F COM PU TER 2A IDED DES IGN & COM PU TER GRA PH ICS
Vol. 14,N o. 10
O ct. , 2002
JPEG
2000 图像压缩过程及原理概述
刘方敏 吴永辉 俞建新
(
南京大学计算机科学与技术系 南京 210093
)
(
南京大学计算机软件新技术国家重点实验室 南京 210093
)
摘 要 随着多媒体技术的广泛应用, 图像压缩界呼唤一种新的国际标准, 以满足用户对更高压缩效率和对压缩图
像的互动性和可伸缩性的要求,
JPEG
2000 就是在这种背景下应运而生的. 文中重点讨论
JPEG
2000
PART
1 的图像
压缩过程和对应的原理技术, 说明它的几个重要特征是如何实现的; 并对最近即将标准化的
JPEG
2000
PART
2 作
了一个简要的介绍, 通过实验数据再次说明了
JPEG
2000 的先进性.
关键词
JPEG
2000,
EBCO T
, 离散小波变换, 感兴趣区
中图法分类号
TP
391
Image Compression Process and Princ iple of JPEG
2000
L iu Fangm in
W u Yonghui
Yu Jianxin
(
D ep artm ent of Comp uter and T echnology
,
N anjing U niversity
,
N anjing
210093
)
(
S tate K ey L aboratory f or N ovel S of tw are T echnology
,
N anjing U niversity
,
N anjing
210093
)
Abstract
A s a new international standard for im age comp ression JPEG
2000
cam e into being to m eet the users
’
new est dem ands of better perfo rm ance and functionality
.
In this paper
,
the p rocess
,
fundam ental theo ries and in2
vo lved technologies of im age compression in JPEG
2000
PART
1
are presented
.
M oreover
,
the realization of some
impo rtant functions in JPEG
2000
is also illustrated
.
A t the end of this paper
,
the autho rsm ake a brief introduction to
JPEG
2000
PART
2,
w hich w ill be standardized soon
,
and verify the advancem ent of JPEG
2000
by experim ental data
.
Key words
JPEG
2000,
EBCO T
,
DW T
,
RO I
原稿收到日期: 2001207202; 修改稿收到日期: 2002205230. 刘方敏, 男, 1979 年生, 硕士研究生, 主要研究方向为多媒体技术. 吴永辉, 男,
1979 年生, 学士, 工程师, 主要研究方向为多媒体技术、数据库技术. 俞建新, 男, 1953 年生, 高级工程师, 主要研究方向为多媒体技术、计算机图
形学.
1 引 言
随着时间的推移, 人们对图像压缩处理的要求越来越高,
旧的标准
(
如
JPEG
)
难以适应最新的形势. 在这种背景下, 近
几年来
JPEG
委员会的专家们一直致力于制订出一个全新的
图形压缩国际标准, 即
JPEG
2000. 该标准共有 8 个部分, 其中
PART
1 在 2000 年 12 月份成为了国际标准, 它的目标是提供一
个最小化的无知识产权问题的
JPEG
2000 可用系统;
PART
2 目前仍处于
International Standard U nder Publication
阶
段, 与
PART
1 比较, 它采用的技术更加复杂, 性能也更加优
良, 不过其中一些技术涉及到了知识产权问题
(
IPR
)
, 并且它的
解码器并不能解码采用
PART
1 技术得到的码流; 其余 6 个部
分的标准化也在积极进行中, 重点将放到诸如移动图像, 标准的
高质量实施, 参考软件实施方案的提供, 针对扫描传真等应用的
图像格式、安全性、互动性以及传输协议、三维编码等问题上.
JPEG
2000 的优秀之处并不仅仅体现在它对图像压缩性
能提高上, 更为重要的是, 它提供了一种全新的图像再现形
式. 为了具体地理解这一点, 先看一下
JPEG
2000
PART
1 所
支持的特征:
(
1
)
改进的压缩性能;
(
2
)
有损压缩和无损压缩的能力;
(
3
)
多解析度支持;
(
4
)
可嵌入的码流;
(
5
)
感兴趣区
(
Region O f Interest
,
RO I
)
;
(
6
)
对错误的鲁棒性;
(
7
)
对码流的随机访问处理;
(
8
)
灵活的文件格式;
……
这些特征的灵活运用, 可以在达到高效压缩的同时, 满足
在移动和网络环境下对互操作和可伸缩性的要求
[1 ]
. 而它们
的成功实现则在于
JPEG
2000 采用了众多的最新技术, 如离
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