JPEG2000标准中压缩算法原理分析.pdf

!""#年第$!期论文选粹

!"%&(777标准中压缩算法原理分析

胡文江，徐潇潇，方磊
（重庆邮电学院通信与信息工程学院，重庆市’777FG）

摘要随着多媒体技术应用的不断增加，人们对图像压缩技术也提出了更高的要求，
!"#&(777正是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩编码标准。文
章从!"#&(777的目标和基本特征出发，阐述了!"#&(777图像编码采用的基本压缩算
法，并对这一新标准的特点及其优缺点进行了简单介绍。
关键词!"#&(777标准，小波变换，图像压缩，图像编码，感兴趣区域
()*+,-.+HACI4CI?4J?B?6=;E?DC4=K4L@AD>4CI?4C?:ID=6=>M4=K4EL6CAE?JA8NO;?=;6?4E8P?4
><?8C?<4J?E8DJ@4K=<4CI?4AE8>?4:=E;<?@@A=D4C?:ID=6=>MQ4R4D?54@CA664AE8>?4:=E;<?@@A=D4
@C8DJ8<JS4!"%$(77748J8;CAD>4C=4CI?4AD:<?8@AD>4J?B?6=;E?DC4=K4AE8>?4:=E;<?@@A=D4
8;;6A:8CA=D4:=E?@4ADC=49?AD>Q4,D4CIA@4;8;?<T44CI?498@A:4:=E;<?@@A=D486>=<ACIE4L@?J49M4
!"%$(7774AE8>?4:=JAD>4A@4?U;6=LJ?J4K<=E4CI?4BA?54=K4CI?48AE@48DJ498@A:4:I8<8:C?<4
=K4!"%$(777T48DJ4AC@48JB8DC8>?@48DJ4@I=<C:=EAD>@48<?4ADC<=JL:?JQ
/0123,4*!"%$(777，58B?6?C4C<8D@K=<E，AE8>?4:=E;<?@@A=D，AE8>?4:=JAD>，V.,

!引言"#$%&’!!!的目标与主要特征

随着多媒体技术和网络的发展，人们对数字图!"%$(777是新的图像压缩标准，其目标是在
像在质量、大小和应用上提出了更高的要求，希望能统一的集成系统中，允许使用客户/服务器、实时
够用有限的空间和带宽资源存储并传播大幅图像，传输、图像库驱动、有限缓冲和带宽资源等不同的
能根据实际需要，获得不同分辨率或质量的重构图图像模型，对具有不同特征（例如自然图像、计算机
像。这就要求图像压缩技术不仅要有良好的压缩效图形、医疗图像、遥感图像和复合文本等）、不同类
率，而且还可以灵活处理生成的压缩码。目前的型（例如二值、灰度、彩色和多分量图像）的静止图
!"#$静止图像压缩标准在中高速率上压缩效果较像进行压缩，在低比特率情况下，获得比目前标准
好，然而在低比特速率的情况下，重构图像存在严重更好的率失真性能和主观图像质量。!"%$(777具
的方块效应，不能很好地适应网络传描图像的需要。有如下特点：
尽管目前的!"%&标准有’’种操作模式，但是其中8）良好的低比特率的压缩性能：这是!"#&(777
的大部分模式是针对不同的应用提出的，不具有通最主要的特征。
用性，这给交换和传输压缩图像带来很大的麻烦。为9）无损压缩和有损压缩：!"#&(777提供无损
了弥补目前标准的不足，适应()世纪图像压缩的需和有损两种压缩方式，!"#&只支持有损压缩。在实
要，早在)**+年，,-./,0120组织下的)#34际应用中，例如卫星遥感图像、医学图像和文物图片
!03)/-3(*/5$6小组便开始着手制定新的静止图像等重要的图像都非常适合采用!"#&(777压缩。
压缩标——!"#&(777。与!"%$不同，!"%$(777基:）渐进传输：现在网络上的!"%&图像下载时
于小波变换，采用当前最新的嵌入式编码技术，在获是按“块”传输的，因此只能一行一行显示，而采用
得优于目前!"%$标准压缩效果的同时，生成的码!"%&(777格式的图像支持渐进传输（;<=><?@@AB?4
流有较强的功能，可应用于多个领域。C<8D@EA@@A=D），它是指先传图像轮廓数据，然后再逐

电信快报
网络通信
论文选粹!""#年第$!期

步传输其他数据来不断提高图像质量。互连网、打印
机和图像文档是这一特征的主要应用场合。
!）感兴趣区域压缩：用户可以任意指定图像上
感兴趣区域的压缩质量，还可以选择指定的部分先
解压缩，从而使重点突出。这种方法的优点在于它结
合了接收方对压缩的主观需求，实现了交互式压缩。
图!"#$%!&&&解码器框图
）连续色调和二值图像压缩：目前的标
"#$%&对小波系数进行量化和熵编码，最后组成标准的输
准对于自然图像具有较好的压缩性能，但是当用于
出码流（位流）。解码器是编码器的反过程，首先对码
计算机图形和二值