《基于jpeg xr编解码算法的水印技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于jpeg xr编解码算法的水印技术研究（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目录前言第一章 JPEG XR的历史现状和将来 1.1 JPEG XR的历史现状 1.2 JPEG XR定义 1.3 JPEG XR简介 1.4 JPEG XR的新特性 1.5 JPEG XR的优点 1.6 JPEG XR的将来第二章 JPEG XR的编解码算法和成图原理 2.1 JPEG XR的图像技术 2.2 JPEG XR的压缩编码算法的主要计算步骤 2.3 JPEG XR 的分层结构 2.4 编码/解码流程 2.5 空域频率变换 2.6 JPEG XR的编码技术 2.7 JPEG XR的改进算法第三章 数字水印技术 3.1 为什么要引入数字水印技术（引言） 3.2 数字水印的定义 3.
2、3 数字水印技术的基本原理3.4 数字水印的实现 3.5 数字水印的应用和发展第四章 JPEG XR数字水印技术4.1 数字水印在JPEG XR中的应用4.2 JPEG XR数字水印的实现 4.3 试验结果分析第五章 JPEG XR数字水印技术展望5.1 JPEG XR的特点和优势5.2 JPEG XR的展望参考文献前言人类的进步得益于科学研究的突破、生产力的发展和社会的进步。计算机、通信、半导体科学技术的突破，形成了巨大的新型生产力。数字化的生活方式席卷全球。农业革命、工业革命、信息革命成为人类历史生产力发展的三座丰碑。古老的中华大地，也正在以信息化带动工业化的国策下焕发着青春。电子政务、电
3、子商务的各种信息化应用之花，在华夏沃土上竞相开放，炎黄子孙们在经历了几百年的苦难历程后，在国家崛起中又迎来了一个运用勤劳和智慧富国强民的新契机。 科学规律的掌握，非一朝一夕之功。治水、训火、利用核能都曾经经历了非常漫长的岁月。不掌握好科学技术造福人类的一面，就会不经意地释放出它危害人类的一面。 生产力的发展，为社会创造出许多新的使用价值。但是，工具的不完善，会限制这些使用价值的真正发挥。信息化工具也和农业革命、工业革命中人们曾创造的许多工具一样，由于人类认识真理和实践真理的客观局限性而存在许多不完善的地方，从而形成信息系统的漏洞，造成系统的脆弱性，在人们驾驭技能不足的情况下损害着人们自身的利益
4、。 世界未到大同时，社会上和国际间存在着竞争、斗争、战争和犯罪。传统社会存在的不文明、暴力，在信息空间也同样存在。在这个空间频频发生的和被有些人利用系统存在的脆弱性运用其“暴智”来散布计算机病毒，制造拒绝服务的事端，甚至侵入他人的系统，盗窃资源、资产，以达到其贪婪的目的。人类运用智慧开拓的信息疆土正在被这些暴行蚕食破坏着。 随着信息化的发展，信息安全成为全社会的需求，信息安全保障成为国际社会关注的焦点。因为信息安全不但关系国家的政治安全、经济安全、军事安全、社会稳定，也关系到社会中每一个人的数字化生存的质量。 信息革命给人类带来的高效率和高效益是否真正实现，取决于信息安全是否得以保障。什么是信
5、息安全？怎样才能保障信息安全？这些问题都是严肃的科学和技术问题。面对人机结合和非线性、智能化的复杂信息巨系统，我们还有许多科学技术问题需要认真研究。我们不能在研究尚处肤浅的时候，就盲目乐观地向世人宣称，我们拥有了全面的解决方案；我们也不能因为面对各种麻烦，就灰头土脸，自暴自弃，我们需要的是革命的乐观主义精神、忍坚不拔的奋勇攀登科学技术高峰的坚定信念。 第一章 JPEG XR的历史现状和将来1、 JPEG XR的历史现状在拉斯维加斯Photo Marketing Association（PMA）2007国际会议上，微软正式高调发布了HD Photo，微软的终极目标是让它成为数字相片的标准格式。这
6、种全新的下一代数字影像格式为图象编辑、存储提供更好的解决方案，释放了硬件设备，应用程序和服务数字成像的潜能。微软将此技术标准提交给“联合图像专家组织”（Joint Photographic Expert Group），并被接纳为行业标准，同时，这种图像标准的名称也更名为JPEG XR，并于2007年11月中旬通过标准化组织认定。JPEG XR格式比JPEG更为先进，完全可能取代JPEG格式成为新的数字图像标准。 2、JPEG XR定义JPEG XR（前身为Windows媒体照片和高清照片）是一个静止图像压缩标准和文件格式的照片图像连续色调的基础上，开发和技术最初由微软的专利作为Windows媒
7、体系列的一部分。它同时支持有损和无损压缩，是的Ecma - 388开放式XML纸张规范文档的首选图像格式。对于文件格式的支持是可以作为Windows图像处理组件的一部分。NET框架（3.0或更新版本）的Windows Vista / WindowsJPEG XR是国际JPEG委员会的一项最新计划，其中XR的意思是“extended range”（扩展范围），这一计划中的图片格式标准将会拥有比上一代标准更丰富的色彩数和更好的表现力。HD Photo本来叫做Windows Media Photo， 3、 JPEG XR简介1.1、 JPEG XR的前身是微软开发的一种静止图像文件格式HD Phot
8、o。在2007 年7 月的JPEG大会上,被提案成为国际标准,并成立专门的工作小组,代号为JPEG XR1.2、 HD Photo 压缩标准除了具有高效的压缩性能和出众的压缩质量外,还具有计算复杂度低和内存消耗少的特性,非常适合在嵌入式设备, 比如数码相机上的应用4、JPEG XR的新特性1.1、高效的，利于嵌入式设备的压缩方法 1.1.1、需要的内存开销很小 1.1.2、简单的，基于整数的操作1.2、有损和无损压缩使用相同的算法1.3、支持单色、RGB、CMYK、甚至支持16 位无符号整数或者32 位定点或者浮点数表示的多通道彩色1.4、先进的压缩技术，储存与JPEG格式同等画质的影像，所占
9、的文件空间可减半1.5、支持感兴趣区域压缩，以及渐进解码5、JPEG XR的优点据微软公司介绍，JPEG XR图像格式具备以下优点： （1）JPEG XR 的动态范围较高，相对于现行的JPEG 编码，它保有了影像小的优势，但又得到较高的动态范围。(2) 色域( Color gamut )更广，因此，影像色彩会更丰富，在影像转移设备的过程中，也可以保存得更好、而且有较小的失真。(3) 适用于大影像，压缩的影像档大小不超过32GB下，可以达到68.6兆像素。(4) 更强的压缩技术，在储存与目前JPEG格式同等品质的影像，档案的大小可以减半。另外，微软的JPEG XR 格式编码演算法，能以lossl
10、ess压缩技术，保存所有的像素细节。6、 JPEG XR的将来JPEG也是常见的一种图像格式，它由联合照片专家组(Joint Photographic Experts Group)开发并以命名为ISO 10918-1，JPEG仅仅是一种代称。JPEG文件的扩展名为.jpg或.jpeg，由于JPEG优异的品质和杰出的表现，它的应用也非常广泛，特别是在网络和光盘读物上，肯定都能找到它的影子。但是，再经典的东西也会随着时代的发展而被后来者取代，近日，微软公司正式推出一款名为HD Photo/Windows Media Photo的JPEG XR 影像格式，现已经送交联合影像专家组织进行审核，并预计在
11、今年11月进行投票，一旦通过并获得各大影像厂商的支持，JPEG XR将成为替代JPEG的影像格式新标准。第二章 JPEG XR的编解码算法和成图原理1、JPEG XR的图像技术JPEG XR是微软创立的图像格式,微软承诺前者比JPEG有诸多优点。目前,JPEG XR已经清除了标准化的核心障碍。 联合图像专家组(Joint Photographic Experts Group,最初创立JPEG格式标准的组织),在1月的一次会议表决中表示,“我们希望JPEG XR国际标准将在今年晚些时候发布。”XR是“扩展范围(extended range)”的缩写,意味着其提供了更好的动态范围跨度在图像中最明亮
12、处和最黑暗处之间。 JPEG使用8位元编码,实现了256色。JPEG XR则能使用16位元或更多,提供了更好的效果和更多的编辑灵活性。 JPEG XR的另一个优点是,其使用更加高效率的压缩算法,与JPEG文件同等大小的情况下,图像质量是后者的两倍,或同等质量只需一半的体积。并且与JPEG不同,JPEG XR的最高质量压缩不丢失任何信息。 JPEG XR可以将图像分成每小部分来解码,使图像的放大更加迅速。微软不仅通过软件使用该格式,还将该技术嵌入到相机图像处理器电路中。 微软希望JPEG XR能够广泛采用,但是替代仍然大行其道的JPEG格式面临很大挑战。虽然国际JPEG委员会已经通过了微软HD
13、Photo成为JPEG XR新标准的申请，但是这还只是一个开始，国际JPEG委员会这个月底将会在日本举行另外一次会议，商讨具体的标准指定细节，而微软目前已经提供了大部分HD Photo的技术细节以及相关的开发工具，但是HD Photo要成为国际标准仍然还有一段艰难的路要走，预计要到2008年年底，HD Photo才能真正成为新的JPEG XR标准，而微软在此之前要做的事情，就是要让HD Photo在兼容性和易用性上更加完善。2、JPEG XR的压缩编码算法的主要计算步骤JPEG的压缩编码算法的主要计算步骤如下：1.1 正向离散余弦变换(FDCT)。JPEG(Joint Photographic
14、 Experts Group) 是一个由 ISO和IEC两个组织机构联合组成的一个专家组，负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准，这个专家组开发的算法称为JPEG算法，并且成为国际上通用的标准，因此又称为JPEG标准。JPEG是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准，既可用于灰度图像又可用于彩色图像。JPEG专家组开发了两种基本的压缩算法，一种是采用以离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，DCT)为基础的有损压缩算法，另一种是采用以预测技术为基础的无损压缩算法。使用有损压缩算法时，在压缩比为25:1的情况下，压缩后还原得到的图像与原始图像相比较，非图像专家难于找出它
15、们之间的区别，因此得到了广泛的应用。例如，在V-CD和DVD-Video电视图像压缩技术中，就使用JPEG的有损压缩算法来取消空间方向上的冗余数据。为了在保证图像质量的前提下进一步提高压缩比，近年来JPEG专家组正在制定JPEG 2000(简称JP 2000)标准，这个标准中将采用小波变换(wavelet)算法。 1.2 量化(quantization)。 量化是对经过FDCT变换后的频率系数进行量化。量化的目的是减小非“0”系数的幅度以及增加“0”值系数的数目。量化是图像质量下降的最主要原因。对于有损压缩算法，JPEG算法使用均匀量化器进行量化，量化步距是按照系数所在的位置和每种颜色分量的色调值来确定。因为人眼对亮度信号比对色差信号更敏感，因此使用了两种量化表：亮度量化值和色差量化值。此外，由于人眼对低频分量的图像比对高频分量的图像更敏感，因此图中的左上角的量化步
