霍夫曼编码如何从 dct 系数构造图像（jpeg）？答案

【问题标题】：How Huffman Encoding construct the image(jpeg) from dct coefficients?霍夫曼编码如何从 dct 系数构造图像（jpeg）？
【发布时间】：2012-02-23 23:23:18
【问题描述】：

我有一个 512x512 的图像，我尝试重新压缩它。这是将图像重新压缩为 jpeg 文件的步骤

    1) convert rgb to YCrCb
    2) perform down sampling on Cr and Cb
    2) convert YCrCb to DCT and Quantized according to chosen Quality
    3) perform Huffman Encoding on Quantized DCT

但在霍夫曼编码之前，我计算了 DCT 系数的数量，它是 393216。除以 64 告诉我 DCT 块 (8x8) 的数量将是 6144。

现在我尝试计算像素域的 8x8 块的数量。 512/8=64 这给了我 64 个水平块和 64 个垂直块。 64 x 64 = 4096 不等于 DCT 块数，而像素数为 512x512 = 262144

我的问题是霍夫曼编码如何神奇地将 393216 系数转换为 262144 像素并获取每个像素值，并计算压缩图像 (jpeg) 的尺寸 (512x512)。

提前谢谢你。 :D

【问题讨论】：

您是手动进行霍夫曼编码，还是使用了一些库？
我在整个压缩过程中使用了一个库

标签： image-processing jpeg huffman-code dct lossless-compression

【解决方案1】：

如果您的图像在没有颜色二次采样的情况下进行编码，则 8x8 系数块与 8x8 颜色分量块的比例为 1:1。每个 MCU（最小编码单元）将是 8x8 像素并具有 3 个 8x8 系数块。 512x512 像素 = 64x64 8x8 块 x 3（Y、Cr 和 Cb 各一个）= 12288 个系数块。

既然你说你对颜色进行了二次采样（我假设在两个方向上），那么现在每个 MCU 将有 6 个 8x8 块。在下图中，最左边的图表显示了没有对颜色进行二次抽样的情况，最右边的图表显示了两个方向的二次抽样。在这种情况下，MCU 尺寸将为 16x16 像素。每个 16x16 像素块将需要 6 个 8x8 系数块来定义它（4 Y、1 Cr、1 Cb）。如果将图像划分为 16x16 MCU，您将拥有 32x32 MCU，每个 MCU 有 6 个 8x8 块 = 6144 个系数块。因此，要回答您的问题，霍夫曼编码不是改变系数数量，而是颜色子采样。在 JPEG 图像中使用颜色子采样产生的部分压缩是利用人类视觉系统的一个特征。我们的眼睛对亮度变化比对色度变化更敏感。

【讨论】：

【解决方案2】：

霍夫曼编码不会将系数转换为像素或类似的东西。至少不是我想的霍夫曼编码。所有霍夫曼编码所做的，是它需要一个令牌列表，并根据这些令牌的频率用更少的位来表示它们。

一个例子：你有标记 a、b、c 和 d

现在，未压缩的每个令牌都需要 2 位（00、01、10 和 11）。

假设 a=00、b=01、c=10 和 d=11

aabaccda 将表示为 0000010010101100 16 位

但是使用 Huffman 编码，您可以用更少的位表示 a，因为它更常见，而您可以用更多的位表示 b 和 d，因为它们在以下范围内不太常见：

a=0, b=110, c=10, d=111 然后

aabaccda 将表示为 00110010101110 14 位

【讨论】：

【解决方案3】：

您的图片为 512x512 像素 Y 分量是 512x512，因此 262144 像素变成了 262144 DCT 系数 Cb 和 Cr 分量被 2 下采样，因此 256x256 像素分别变成 65536 个 DCT 系数。所有 DCT 系数之和为 262144+65536+65536 = 393216。霍夫曼与此无关。

【讨论】：