图像处理及JPEG压缩分析实验报告

计算机多媒体实验报告

题目：图像处理及JPEG压缩分析

【实验题目】实验一使用ACDSee做图像处理

【实验日期】 2014.10.18

【实验目的及要求】

使用ACDSee 10简体中文版做如下要求的图像处理。

（1）设置图像深度。

（2）更改RGB值和HSL值。

（3）图像格式转换。

【实验环境】ACDSee 10简体中文版

【实验步骤】1.设置图像深度

可以在“查看器”（可以通过选中图像，右击，在弹出的快捷菜单中选择“查看”命令来打开）中修改图像的色深。色深是指图像所包含的颜色范围。通过选择点击【修改】→【更改色深】命令，然后在弹出的级联菜单中选择一个命令，如图2所示。

图2 色深设置

提示：图像设置不同的色深决定了图像中像点显示颜色的精度，通常颜色越多，图像越生动、逼真，但是数据量也就越大。

2.更改RGB值和HSL值

可以调整图像的红色、绿色以及蓝色（RGB）的颜色值。这些选项可以保存为预设值以便日后使用。具体操作步骤如下：

（1）在图像上右击，在弹出的快捷菜单中点击【编辑】→【使用编辑器打开】，打开“编辑面板”，如图3所示。

图3 编辑面板

（2）在“编辑面板”中选择【颜色】选项，左侧弹出如图4所示的面板，通过对应颜

色的修改实现图像的颜色设置。

4.图像格式转换：可以将图像转换成 ACDSee 支持的任何文件格式。可以单独为每个格式设置选项，指定如何处理多页图像，并自动应用默认转换操作。具体操作步骤如下：

（1）在“浏览器”中，选择一个或多个图像，然后选择【修改】→【转换文件格式】命令，打开如图5所示的“批量转换文件格式”对话框。

图5 “批量转换文件格式”对话框

（2）在“批量转换文件格式”对话框中设置输出选项，如图6所示。

图6 批量转换设置输出选项

（3）设置多页选项。并通过【开始转换】按钮完成格式转换，如图7所示。

图7 批量转换设置多页选项

【实验二】使用UltraEdit分析图像文件压缩原理

【实验日期】 2014.09.27

【实验目的及要求】通过实践全面理解已学的相关声音处理方式，主流的发展方向。通过本实验内容，可以理解多媒体技术中声音、图像、视频在计算机中如何存储和处理的，以及Android手机应用程序的设计。

【实验环境】UltraEdit分析图像文件

【实验步骤】

先来制作一个简单的8×8大小的像素图，然后把它存成JPEG格式（属性见图1）。方法是用windows的画图工具，定义一个8×8大小的图，用一些色块填充进去，然后另存为JPEG 格式，如test.jpg，在这里创建了2个相同大小的图像，如图1所示。其中图1（a）为数码相机拍摄的自然真彩色图像（色彩比较丰富），图1（b）来源于画笔的制作（颜色较单一），虽然具有相同的尺寸，但是左侧的图像大小为11.5KB，右侧的图像大小为669个字节，不难看出具有连续和相同色彩的图像JPEG压缩效果更佳。

图1 图像存储属性设置

（a）真彩色图像（b）画笔制作的图像

图1 8×8图像

保存成的文件后缀为jpg，但按标准来说，它是一种JFIF格式标准的文件，里面的图像的压缩方式是JPEG。JFIF是一个文件格式标准，JPEG是一个压缩标准，总体来说它们不是一个概念。JFIF是JPEG File Interchange Format的缩写，也即JPEG文件交换格式。JFIF是一个图片文件格式标准，它是一种使用JPEG图像压缩技术存储摄影图像的方法。JFIF代表了

一种“通用语言”文件格式，它是专门为方便用户在不同的计算机和应用程序间传输JPEG 图像而设计的语言。JFIF文件格式（见表1）定义了一些内容是JPEG压缩标准未定义的，如resolution/aspect ratio，color space等。

表1 JPEG段格式

可以用UltraEdit打开刚才保存的JPEG文件查看里面的内容，即可看到上面的各个标记段，如图2所示。

图2 JPEG文件二进制存储形式

在图2上，把刚刚保存的JPEG文件用二进制形式打开后，标注出各种标记如下：

①在起始地址为00000000h的头部有FFD8标记表示图像的开始；

②在起始地址为00000000h的中间有FF E0标记用于识别JPG文件采用JFIF规格；

③在地址为00000010h和00000050h段中有FF DB标记表示两个量化表；

④在地址为00000090h段中有FF C0标记用来表示图像大小的信息；

⑤在地址为000000b0h、000000d0h、00000180h和000001a0h段中有FF C4标记用来表示后面有霍夫曼表。一般一个JPG文件里会有两类霍夫曼表：一个用于DC，一个用于AC，也即实际有4个表，亮度的DC，AC两个，色度的DC，AC两个；

⑥在地址为00000260h段中有FF DA标记用来表示图像数据段；

⑦在地址为00000290h段中最后位置有FFD9标记用来表示图像的结束。

我们再来看看各个标记的细部，具体分析一下各个部分的含义。

1、图片的识别信息

图片的识别信息首先是分析JPEG 的段格式见表2。

号，说明这是一个JPEG 压缩的文件。然后是主/次版本号码。下一个为XY 像素的单位，这里为1，表示单位为点数/英寸。然后是XY 方向的像素密度，这里是96DPI ，最后是缩略图有关信息，这里为0。

图3 JPEG 图片的结构信息

2、量化表（QT ）的实例

图片文件的量化表结构见表3。

表3 JPEG 量化表结构

信息，占一个字节；这里是0，表示这个QT 表编号为0，并且精度是8bit 。然后后面就是64个8×8的QT 表的各个系数值了，也即第一个量化表的十进制表示内容，如图5所示，这个表即为JPEG 亮度量化表。