基本介紹
源圖像數據,單分量源圖像數據,多分量源圖像數據,源圖像數據的精度,源圖像的預處理,矩形片劃分,DC平移,分量變換,
源圖像數據
單分量源圖像數據
在單分量源圖像數據中，認為源圖像數據是僅具有灰度的單分量數據。源圖像經採集數位化後就可以產生源圖像數據。在有失真的基於DCT的編碼中，每次取8×8個樣本進行處理，而在無失真一維線性預測編碼中，每次取一個樣本進行處理。將一次處理的數據叫做一個數據單元（或數據單位）。
在單一分量的源圖像數據的編碼中，編碼過程是一個數據單元接一個數據單元順序進行的。
多分量源圖像數據
除了單分量源圖像數據外，今後遇到更多的是多分量源圖像數據，其中彩色圖像數據是最常見的一種，因此，JPEG的專家們更注重多分量源圖像數據。JPEG規定了多分量源圖像處理的兩種方式：非交插方式和交插方式。
（1）非交插方式
假定源圖像由三個分量A、B、C組成，如右圖所示。
非交插方式處理就是先將A分量的所有數據處理（在這裡就是JPEG編碼）完後，再處理B分量的所有數據，最後再處理C分量。其處理順序是
。
用非交插方式處理彩色圖像並不好，因為在恢復圖像時會使某一彩色先恢復，從而產生強的彩色。
（2）交插方式
交插方式是對構成圖像的各分量在處理過程中穿插進行處理。例如，處理完A分量的一個數據單元後，就去處理B分量的一個數據單元，再去處理C分量的一個數據單元。處理過程交插進行，右圖所示的三個分量源圖像數據的交插處理順序是：
。
在交插處理不同分量的數據時，要調用不同的量化表和哈夫曼表。例如，處理亮度時，要調用亮度相對應的表，而當處理色差時，又需要調用色差所對應的表。
另外，在交插處理不同分量時，有可能遇到源圖像各分量大小不同的情況。例如，在上圖中，若分量B和分量C只有分量A的一半，也就是說A有n個數據單元，B和C只有n/2個數據單元，此時的交插處理可以按如下順序進行：
。
源圖像數據的精度
JPEG規定，對於基本的DCT編碼過程，每個數據樣本的精度為8位(bit)；對於擴展的DCT編碼過程，數據樣本的精度為8位或12位。很顯然，採用12位數據精度進行編碼必然要花費更多的處理時間。
對於無失真編碼，JPEG標準規定，數據樣本的精度為2位到16位。由用戶根據自己的套用需要進行選擇。
源圖像的預處理
矩形片劃分
對源圖像進行矩形片劃分可參照如右圖所示的坐標系進行，該坐
標系是一個高解析度的矩形柵格，稱為參考格(reference grid)，其原點為(0，0)。圖像區域的左上角坐標為(XOsiz，YOsiz)，右下角坐標為(Xsiz-1，Ysiz-1)。矩形片的劃分如下圖所示。
第一個矩形片(標號為
)的左上角坐標為(XTOsiz，YTOsiz)，此參數通常稱為矩形片相對於原點的坐標偏移，參數XTOsiz和YTOsiz需滿足
O≤XTosiz≤XOsiz，O≤YTOsiz≤YOsiz
除了源圖像邊界處的矩形片外，位於源圖像內部的矩形片均具有相同的尺寸XTsiz X YTsiz，參數XTsiz和YTsiz需滿足
XTsiz+XTOsiz>XOsiz，YTsiz十YTOsiz 
YOsiz
如右圖可見，所有的矩形片在坐標系中以光柵掃描順序排列，這種位置分布便於對壓縮域的圖像進行某些空域操作，例如，若對右圖所示的圖像進行裁剪，由矩形片
構成目標圖像，則無需對這些矩形片進行重新編碼，只需將圖像的左上角坐標改為矩形片
的左上角坐標，即將(XTOsiz+XTsiz，YTOsiz+YTsiz)的值賦予(XOsiz，YOsiz)，將圖像的右下角坐標改為矩形片
的右下角坐標，即將(XT0siz+4×XTsiz，YTOsiz+3×YTsiz)的值賦予(Xsiz-1，Ysiz-1)，將矩形片的坐標偏移改為矩形片
的左上角坐標，即將(XTOsiz+XTsiz，YTOsiz+YTsiz)的值賦予(XTOsiz，YTOsiz)即可。這種坐標系統通常稱為畫布坐標系統。
矩形片的大小可由用戶任意確定，但尺寸過小通常會影響圖像的壓縮效果，尤其在低碼率時，重建圖像會出現較為嚴重的片邊界效應，故矩形片尺寸一般不小於128×128。
DC平移
一幅源圖像可以包含一個或多個分量，例如灰度圖像只有一個亮度分量，而RGB彩色圖像具有紅、綠、藍三個分量。JPEG 2000允許一幅源圖像最多可以包含
個分量。所有的分量在源圖像中具有相同的空間範圍，但是代表不同的光譜或輔助信息不同的分量可以具有不同的解析度(如用亮度一色度空間來表示一幅圖像時，亮度分量通常比色度分量的取樣率要高)，分量的樣值可以是無符號整數，也可以是有符號整數，其位深(取樣精度)為1比特～38比特。若圖像樣值的位深為B，對於無符號整數表示，其動態範圍為(0，
)；對於有符號整數表示，其動態範圍為(
)。
類似於JPEG，對於分量的無符號樣值，預處理時需要對其進行DC平移。設樣值位深為B，DC平移時則將該分量中的所有樣值均減去
。編碼時，各分量樣值的符號特性(有/無符號)和位深，由壓縮碼流SIZ標記段中的一個8比特參數Ssiz表示。對於第
個分量，相應參數
的最高位表示樣值有/無符號(0表示無符號，1表示有符號)；
的低7位表示樣值的位深。在解碼端進行反向電平平移時，設第 
個分量為無符號整數表示，則將該分量中的所有樣值均加上
。
分量變換
用於RGB圖像的兩種分量變換:可逆的分量變換(RCT)和不可逆的分量變換(ICT)。這裡可逆與不可逆主要針對有無精度損失而言：可逆分量變換是整贊到整數的有限精度計算，該過程不會有精度損失；不可逆分量變換是實數到實數的變換.運算過程中會有精度損失。因此，不可逆分量變換隻可用於有損壓縮，而可逆分量變換既可用於有損壓縮，也可用於無損壓縮。
如右圖所示，是RCT和ICT的正反變換公式。
