Jpeg文件格式简介(7)

Jpeg文件格式简介 

d) 写入相应数量的 0

e) 接下来写入 AC

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2005-08-27 23:32:57 -------------

1. 色彩模型

JPEG 的图片使用的是 YCrCb 颜色模型, 而不是计算机上最常用的 RGB. 关于色 彩模型, 这里不多阐述. 只是说明, YCrCb 模型更适合图形压缩. 因为人眼对图片上 的亮度 Y 的变化远比色度 C 的变化敏感. 我们完全可以每个点保存一个 8bit 的亮 度值, 每 2x2 个点保存一个 Cr Cb 值, 而图象在肉眼中的感觉不会起太大的变化. 所以, 原来用 RGB 模型, 4 个点需要 4x3=12 字节. 而现在仅需要 4+2=6 字节; 平 均每个点占 12bit. 当然 JPEG 格式里允许每个点的 C 值都记录下来; 不过 MPEG 里 都是按 12bit 一个点来存放的, 我们简写为 YUV12.

[R G B] -> [Y Cb Cr] 转换

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(R,G,B 都是 8bit unsigned)

| Y | | 0.299 0.587 0.114 | | R | | 0 |

| Cb | = |- 0.1687 - 0.3313 0.5 | * | G | + |128|

| Cr | | 0.5 - 0.4187 - 0.0813| | B | |128|

Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B (亮度)

Cb = - 0.1687*R - 0.3313*G + 0.5 *B + 128

Cr = 0.5 *R - 0.4187*G - 0.0813*B + 128

[Y,Cb,Cr] -> [R,G,B] 转换

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R = Y + 1.402 *(Cr-128)

G = Y - 0.34414*(Cb-128) - 0.71414*(Cr-128)

B = Y + 1.772 *(Cb-128)

一般, C 值 (包括 Cb Cr) 应该是一个有符号的数字, 但这里被处理过了, 方法 是加上了 128. JPEG 里的数据都是无符号 8bit 的.

2. DCT (离散余弦变换)

JPEG 里, 要对数据压缩, 先要做一次 DCT 变换. DCT 变换的原理, 涉及到数学

知识, 这里我们不必深究. 反正和傅立叶变换(学过高数的都知道) 是差不多了. 经过 这个变换, 就把图片里点和点间的规律呈现出来了, 更方便压缩.JPEG 里是对每 8x8 个点为一个单位处理的. 所以如果原始图片的长宽不是 8 的倍数, 都需要先补成 8 的倍数, 好一块块的处理. 另外, 记得刚才我说的 Cr Cb 都是 2x2 记录一次吗? 所 以大多数情况, 是要补成 16x16 的整数块.按从左到右, 从上到下的次序排列 (和我 们写字的次序一样). JPEG 里是对 Y Cr Cb 分别做 DCT 变换的. 这里进行 DCT 变换 的 Y, Cr, Cb 值的范围都是 -128~127. (Y 被减去 128)

JPEG 编码时使用的是 Forward DCT (FDCT) 解码时使用的 Inverse DCT (IDCT) 下面给出公式:

FDCT:

7 7 2*x+1 2*y+