JPEG算法的研究与实现
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摘要
本文通过对JPEG压缩技术中多种压缩算法进行分析，改进了JPEG压缩过程中的部分算法。其中，在DCT变换中通过使用DCT查询标的方式代替DCT常规变化，达到减少计算机乘除运算次数的目的；量化过程中通过使用矢量量化代替标量量化，达到在保证最小失真度的前提下提高压缩比，并因此省略了JPEG压缩中的熵编码过程，简化了压缩过程，同时获得最佳压缩效率。通过VC++编程对改进后的算法进行了实验分析和验证，实验结果表明，与JPEG常规算法相比，采用固定的DCT查询可以降低计算机的处理复杂度；量化过程采用矢量量化，将压缩比提高了百分之三十。这种改进后的压缩算法形成的压缩系统具有一定的稳定性，是一种能达到高压缩比的压缩系统。
By investigating all arithmetic of JPEG,form a new compression system ameliorating some arithmetic. In the thesis,using DCT table substitute DCT calculate,realize to reduce operation times of compute' arithmetic. As well as,using vector operation substitute Scale operation in order to improve compression rate condition on keeping on distortion. By tool of VC++ simulate the result of research. Finally,compared with JPEG,we can draw on a condition:using DCT table substitute DCT calculate and using vector operation substitute Scale operation which can attain that is high compression rate and steady distortion. So this compression system is a method that can optimize JPEG.
By investigating all arithmetic of JPEG,form a new compression system ameliorating some arithmetic. In the thesis,using DCT table substitute DCT calculate,realize to reduce operation times of compute' arithmetic. As well as,using vector operation substitute Scale operation in order to improve compression rate condition on keeping on distortion. By tool of VC++ simulate the result of research. Finally,compared with JPEG,we can draw on a condition:using DCT table substitute DCT calculate and using vector operation substitute Scale operation which can attain that is high compression rate and steady distortion. So this compression system is a method that can optimize JPEG.
引文
1 程乾生．信号数字处理的数学原理．北京：石油工业出版社．1979年
2 郑君里等．信号与系统．人民教育出版社．1981年
3 RW汉明著．朱雪龙译．编码利信息理论．科学出版社．1984年
4 徐澄昕．自适应二进制算术编码器的软件实现及性能改进．CCSO’92会议论文集，1992年
5 李树青．多媒体计算机系统数据压缩技术．中国计算机用户 1993．7年
6 毕厚杰．静止图像编码．通信学报．1993年，14(2)：48～54
7 高文．多媒体数据压缩技术．人民邮电出版社．1994年
8 徐光佑．多媒体个人计算机．人民邮电出版社．1995年
9 钟玉琢．多媒体计算机与数据压缩．北京理工大学出版社．1996年
10 王士元．C高级实用程序设计．清华大学出版社．1996年
11 周炯磐．信源编码原理．人民邮电出版社．1996年
12 马小虎等．多媒体数据压缩标准及实现．清华大学出版社．1996年
13 郑成义、张颖豪．计算机辅助设计与图形学报．1997年7月第9卷第4期
14 徐松煜．现代图像信息压缩技术．科学出版社．1998年
15 晶辰工作室．图像格式实用参考手册．电子工业出版社．1998年
16 杨长生．图像与声音压缩技术．浙江大学出版社．1999年
17 阮秋菊．数字图像处理学．电子工业出版社．2000年
18 钟玉琢等．多媒体计算机技术基础及应用．高等教育出版社．2000年
19 张志学．Vistual C++项目开发指南．清华大学出版社．2000年
20 蔡安妮等．多媒体通信技术基础．电子工业出版社．2000年
21 吴乐南．数据压缩．电子工业出版社．2000年
22 黄贤武等．数字图像处理与压缩编码技术．电子科技大学出版社2000年
23 傅祖芸．信息论—基础理论与应用．北京：电子工业出版社．2001年
24 吴伟煜．多媒体技术开发指南．大连理工大学出版社．1994年
25 吴成柯．图像通信．西安电子科技大学出版社．1990年
26 孙仲康．快速傅立叶变换及其应用．人民邮电出版社．1983年
27 戴善荣．数据压缩．西安电子科技大学出版社．1990年
28 吴镇扬．数字信号处理的原理和实现．东南大学出版社．1997年
29 A．W．Rose 著．钟义信等译．信息与通信理论．人民邮电出版社．1979年
30 朱晓艳．不同环境下的图像处理编程．计算机辅助设计与图形学报143期
31 [美]冈萨雷斯 RC 等．数字图像处理．李叔梁泽．北京：科学出版社．1981年
32 [美]阿罕麦德 N 等．数字信号处理中的正交变换．胡正民译．北京：人民邮电出版社．1979年
33 胡小峰．多媒体系统原理与应用．北京：人民邮电出版社．1995年
34 Jerry D．Gibson．朱山风等译．多媒体数字压缩原理与标准．电子工业出版社．2000年
35 Netravali A N, Haskell B G. Digital Picture Processing. Second ED. New York Academic Press. 1982年
36 Haque M A. Two-Dimensional Fast Cosine Transform. IEEE Trans on Acoustics Speech and signal Processing. 1985年. Assp-33(6)
37 Ahmed N. Discrete Cosine Transform. IEEE Tram Computers. 1974. C-23(1): 90～93
38 Clarke, R.J,: Transform Coding of Images. Academic Press. 1985年
39 Aizawa K, Harashima H,Miyakawa H, Adapative Vector Quantization of Picture Sinals in Discrete Cosine Transform Domain(in Japanese).IECE s. Japan. 1986Y. J69-B(3): 228～236
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26 孙仲康．快速傅立叶变换及其应用．人民邮电出版社．1983年
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29 A．W．Rose 著．钟义信等译．信息与通信理论．人民邮电出版社．1979年
30 朱晓艳．不同环境下的图像处理编程．计算机辅助设计与图形学报143期
31 [美]冈萨雷斯 RC 等．数字图像处理．李叔梁泽．北京：科学出版社．1981年
32 [美]阿罕麦德 N 等．数字信号处理中的正交变换．胡正民译．北京：人民邮电出版社．1979年
33 胡小峰．多媒体系统原理与应用．北京：人民邮电出版社．1995年
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37 Ahmed N. Discrete Cosine Transform. IEEE Tram Computers. 1974. C-23(1): 90～93
38 Clarke, R.J,: Transform Coding of Images. Academic Press. 1985年
39 Aizawa K, Harashima H,Miyakawa H, Adapative Vector Quantization of Picture Sinals in Discrete Cosine Transform Domain(in Japanese).IECE s. Japan. 1986Y. J69-B(3): 228～236