源图像

被数字图像编辑访问的原始图像

源图像（Source video）即被数字图像编辑和压缩应用程序访问的原始图像。源图像可以是录像带，激光盘，或动态脚本，也可以是现有的数字图像文件。

源图像数据

单分量源图像数据

在单分量源图像数据中，认为源图像数据是仅具有灰度的单分量数据。源图像经采集数字化后就可以产生源图像数据。在有失真的基于DCT的编码中，每次取8×8个样本进行处理，而在无失真一维线性预测编码中，每次取一个样本进行处理。将一次处理的数据叫做一个数据单元（或数据单位）。

在单一分量的源图像数据的编码中，编码过程是一个数据单元接一个数据单元顺序进行的。

多分量源图像数据

除了单分量源图像数据外，今后遇到更多的是多分量源图像数据，其中彩色图像数据是最常见的一种，因此，JPEG的专家们更注重多分量源图像数据。JPEG规定了多分量源图像处理的两种方式：非交插方式和交插方式。

（1）非交插方式

假定源图像由三个分量A、B、C组成，如右图1所示。

非交插方式处理就是先将A分量的所有数据处理（在这里就是JPEG编码）完后，再处理B分量的所有数据，最后再处理C分量。其处理顺序是。

用非交插方式处理彩色图像并不好，因为在恢复图像时会使某一彩色先恢复，从而产生强的彩色。

（2）交插方式

交插方式是对构成图像的各分量在处理过程中穿插进行处理。例如，处理完A分量的一个数据单元后，就去处理B分量的一个数据单元，再去处理C分量的一个数据单元。处理过程交插进行，右图所示的三个分量源图像数据的交插处理顺序是：。

在交插处理不同分量的数据时，要调用不同的量化表和哈夫曼表。例如，处理亮度时，要调用亮度相对应的表，而当处理色差时，又需要调用色差所对应的表。

另外，在交插处理不同分量时，有可能遇到源图像各分量大小不同的情况。例如，在上图中，若分量B和分量C只有分量A的一半，也就是说A有n个数据单元，B和C只有n/2个数据单元，此时的交插处理可以按如下顺序进行：。

源图像数据的精度

JPEG规定，对于基本的DCT编码过程，每个数据样本的精度为8位(bit)；对于扩展的DCT编码过程，数据样本的精度为8位或12位。很显然，采用12位数据精度进行编码必然要花费更多的处理时间。

对于无失真编码，JPEG标准规定，数据样本的精度为2位到16位。由用户根据自己的应用需要进行选择。

源图像的预处理

矩形片划分

对源图像进行矩形片划分可参照如右图2所示的坐标系进行，该坐

标系是一个高分辨率的矩形栅格，称为参考格(reference grid)，其原点为(0，0)。图像区域的左上角坐标为(XOsiz，YOsiz)，右下角坐标为(Xsiz-1，Ysiz-1)。矩形片的划分如下图所示。

第一个矩形片(标号为)的左上角坐标为(XTOsiz，YTOsiz)，此参数通常称为矩形片相对于原点的坐标偏移，参数XTOsiz和YTOsiz需满足

O≤XTosiz≤XOsiz，O≤YTOsiz≤YOsiz

除了源图像边界处的矩形片外，位于源图像内部的矩形片均具有相同的尺寸XTsiz X YTsiz，参数XTsiz和YTsiz需满足

XTsiz+XTOsiz>XOsiz，YTsiz十YTOsiz YOsiz

如右图3可见，所有的矩形片在坐标系中以光栅扫描顺序排列，这种位置分布便于对压缩域的图像进行某些空域操作，例如，若对右图所示的图像进行裁剪，由矩形片构成目标图像，则无需对这些矩形片进行重新编码，只需将图像的左上角坐标改为矩形片的左上角坐标，即将(XTOsiz+XTsiz，YTOsiz+YTsiz)的值赋予(XOsiz，YOsiz)，将图像的右下角坐标改为矩形片的右下角坐标，即将(XT0siz+4×XTsiz，YTOsiz+3×YTsiz)的值赋予(Xsiz-1，Ysiz-1)，将矩形片的坐标偏移改为矩形片的左上角坐标，即将(XTOsiz+XTsiz，YTOsiz+YTsiz)的值赋予(XTOsiz，YTOsiz)即可。这种坐标系统通常称为画布坐标系统。

矩形片的大小可由用户任意确定，但尺寸过小通常会影响图像的压缩效果，尤其在低码率时，重建图像会出现较为严重的片边界效应，故矩形片尺寸一般不小于128×128。

DC平移

一幅源图像可以包含一个或多个分量，例如灰度图像只有一个亮度分量，而RGB彩色图像具有红、绿、蓝三个分量。JPEG 2000允许一幅源图像最多可以包含个分量。所有的分量在源图像中具有相同的空间范围，但是代表不同的光谱或辅助信息不同的分量可以具有不同的分辨率(如用亮度一色度空间来表示一幅图像时，亮度分量通常比色度分量的取样率要高)，分量的样值可以是无符号整数，也可以是有符号整数，其位深(取样精度)为1比特～38比特。若图像样值的位深为B，对于无符号整数表示，其动态范围为(0，)；对于有符号整数表示，其动态范围为()。

类似于JPEG，对于分量的无符号样值，预处理时需要对其进行DC平移。设样值位深为B，DC平移时则将该分量中的所有样值均减去。编码时，各分量样值的符号特性(有/无符号)和位深，由压缩码流SIZ标记段中的一个8比特参数Ssiz表示。对于第个分量，相应参数的最高位表示样值有/无符号(0表示无符号，1表示有符号)；的低7位表示样值的位深。在解码端进行反向电平平移时，设第个分量为无符号整数表示，则将该分量中的所有样值均加上。

分量变换

用于RGB图像的两种分量变换:可逆的分量变换(RCT)和不可逆的分量变换(ICT)。这里可逆与不可逆主要针对有无精度损失而言：可逆分量变换是整赞到整数的有限精度计算，该过程不会有精度损失；不可逆分量变换是实数到实数的变换.运算过程中会有精度损失。因此，不可逆分量变换只可用于有损压缩，而可逆分量变换既可用于有损压缩，也可用于无损压缩。

如右图4所示，是RCT和ICT的正反变换公式。

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