1. 색상 모드 변환 및 샘플링;

2.DCT 변환;

3. 정량화

4. 코딩.

두 개.

1. 색상 모드 변환 및 샘플링 RGB 색상 시스템이 색상을 나타내는 가장 일반적인 방법입니다. JPEG 는 YCbCr 색상 시스템을 사용합니다. JPEG 기본 압축 방법을 사용하여 전체 색상 이미지를 처리하려면 먼저 RGB 색상 모드 이미지 데이터를 YCbCr 색상 모드 데이터로 변환해야 합니다. Y 는 밝기를 나타내고 Cb 와 Cr 은 색도와 채도를 나타냅니다. 데이터 변환은 다음 계산 공식을 통해 수행할 수 있습니다. Y = 0.2990r+0.5870g+0.1140bcb =-0.1687r-0.33/ 고주파 데이터가 더 민감합니다. 사실, 인간의 눈은 색상의 변화보다 밝기의 변화에 훨씬 민감합니다. 즉, Y 컴포넌트의 데이터가 더 중요합니다. Cb 및 Cr 컴포넌트의 데이터는 상대적으로 중요하지 않으므로 일부 데이터만 처리할 수 있습니다. 압축비를 늘리다. JPEG 에는 일반적으로 y, Cb 및 Cr 의 데이터 샘플링 속도를 나타내는 YUV4 1 1 및 YUV422 의 두 가지 샘플링 방법이 있습니다.

2.DCT 변환 DCT 변환의 전체 이름은 이산 코사인 변환으로 강도 데이터 세트를 주파수 데이터로 변환하여 강도의 변화를 알 수 있습니다. 고주파 데이터를 수정한 다음 원본 데이터로 되돌리면 원본 데이터와 분명히 다르지만 사람의 눈은 쉽게 식별할 수 없습니다. 압축 시 원본 이미지 데이터를 8×8 개의 데이터 셀 행렬로 나눕니다. 예를 들어 첫 번째 밝기 값 매트릭스의 내용은 다음과 같습니다.

JPEG 는 전체 밝기 매트릭스, 색상 Cb 매트릭스 및 채도 Cr 매트릭스를 MCU 라는 기본 단위로 사용합니다. 각 MCU 에는 10 개 이하의 매트릭스가 포함되어 있습니다. 예를 들어 행과 열 샘플의 비율이 4:2:2 인 경우 각 MCU 에는 네 개의 밝기 행렬, 색도 행렬 및 채도 행렬이 포함됩니다. 이미지 데이터를 8*8 행렬로 분할할 때 각 값은 128 을 뺀 다음 DCT 변환 공식을 대체하여 DCT 변환의 목적을 달성해야 합니다. DCT 변환 공식에 허용되는 숫자 범위가-128 과+127 사이이기 때문에 이미지 데이터 값은128 에서 빼야 합니다. DCT 변환 공식:

X, y 는 이미지 데이터 매트릭스에서 숫자 값의 좌표 위치 f(x, y), v 는 DCT 변환 후 행렬에서 숫자 값의 좌표 위치 f (u, v), v = 0c (u) c (v) =1/ 0 또는 v>0 c(u)c(v)= 1 DCT 변환 후 행렬 데이터의 자연수가 주파수 계수입니다. 이러한 계수의 최대값은 f (0 0,0) 로 DC 라고 하며, 나머지 63 개의 진동수 계수는 0 에 가까운 양수 및 음수 부동 소수점 숫자이며 모두 AC 라고 합니다.

3. 정량화된 이미지 데이터를 주파수 계수로 변환한 후 인코딩 단계에 들어가기 전에 정량화 프로세스를 거쳐야 합니다. 정량화 단계에서는 두 개의 8*8 행렬 데이터가 필요합니다. 하나는 밝기의 주파수 계수이고 다른 하나는 색도의 주파수 계수입니다. 주파수 계수를 정량화 행렬의 값으로 나누면 가장 가까운 몫의 정수를 얻을 수 있습니다. 즉, 정량화가 완료됩니다. 주파수 계수를 수량화할 때 빈도 계수는 부동 소수점 숫자에서 정수로 변환되어 최종 코딩을 용이하게 합니다. 그러나 정량화 단계 이후 모든 데이터는 정수 근사치만 유지하고 일부 데이터 내용은 다시 손실됩니다. JPEG 는 다음과 같은 정량화 테이블을 제공합니다.

4. 코드화 호프만 코드에는 특허권이 없어 JPEG 에서 가장 많이 사용되는 코드화 방식이 되었다. 호프만 코딩은 일반적으로 완전한 단일 칩 마이크로 컴퓨터로 이루어집니다. 인코딩할 때 각 매트릭스 데이터의 DC 값과 63 개의 AC 값은 서로 다른 호프만 인코딩 테이블을 사용하며 밝기와 색도에도 서로 다른 호프만 인코딩 테이블이 필요합니다. 따라서 JPEG 인코딩을 성공적으로 완료하려면 4 개의 인코딩 테이블이 필요합니다. DC 인코딩 DC 는 차등 펄스 인코딩을 사용하여 색상을 변조하는 차등 인코딩 방법입니다. 즉, 각 DC 값과 이전 DC 값의 차이를 동일한 이미지 구성요소에서 인코딩합니다. DC 가 차등 펄스 인코딩을 사용하는 주된 이유는 연속톤 이미지에서 차이가 대부분 원래 값보다 작기 때문에 차이를 인코딩하는 데 필요한 비트 수가 원래 값을 인코딩하는 데 필요한 비트 수보다 훨씬 적기 때문입니다. 예를 들어 차이가 5 인 경우 이진 표현 값은 10 1 입니다. 차이가 -5 인 경우 먼저 양의 정수 5 로 변경한 다음 이진을 1 의 보코드로 변환합니다. 소위 1 의 보코드는 각 자리의 값을 0 이면1으로 바꾸는 것이다. 비트가 1 이면 0 이 됩니다. 차이 5 를 위해 보유해야 하는 비트 수는 3 입니다. 다음 표에는 차이에 대해 유지해야 하는 자릿수와 차이 내용 간의 비교가 나와 있습니다.

차이 전에 약간의 형편없는 호프만 코드값을 더하다. 예를 들어 밝기 차이가 5( 10 1) 인 자릿수가 3 인 경우 호프만 코드 값은 100 이어야 하며, 이 두 값은 함께 연결되어100/입니다. 다음 두 테이블은 각각 밝기와 색도의 DC 차이에 대한 코딩 테이블입니다. 이 두 테이블의 내용에 따라 호프만 코드 값을 DC 차이에 추가하여 DC 인코딩을 완료할 수 있습니다.

AC 코딩 AC 코딩 방법은 DC 와 약간 다릅니다. AC 코드를 인코딩하기 전에 63 개의 AC 값을 지그재그로 정렬해야 합니다. 즉, 아래 그림 화살표에 표시된 순서대로 연결해야 합니다.

63 개의 AC 값을 배열할 경우 AC 계수를 중간 기호로 변환하여 RRRR/SSSS 로, RRRR 은 0 이 아닌 AC 이전 값이 0 인 AC 수를, SSSS 는 AC 값에 필요한 자릿수를 나타냅니다. AC 계수의 범위는 SSSS 와 일치하며 DC 차이 자릿수 및 차이 내용의 비교표와 유사합니다. 연속 0 인 AC 의 수가 15 보다 크면 16 개의 소액 15/0 은 ZRL (제로 럼 길이), (0/0) 이라고 합니다 예를 들어 밝기 중간 문자 세트는 5/3 이고 AC 값은 4 입니다. 먼저 5/3 을 인덱스 값으로 사용합니다. 밝기 AC 의 호프만 코드표에서1111111/Kloc 을 찾습니다. 호프만 코드111111/kloc-0 밝기 AC 와 색도 AC 호프만 코드표가 길기 때문에 여기서 생략합니다. 관심 있는 사람은 관련 서적을 참고할 수 있다. 위의 네 단계를 구현하면 이미지의 JPEG 압축을 완료할 수 있습니다.

도움이 되었으면 합니다.