普通摄像头的数据输出格式YUV与mjpeg之间联系、DCT离散余弦变换去噪跟压缩

A、一般的摄像头是有三种数据输出模式分别为：

1、我们的普通摄像头一般只有两种图像数据输出，分别是YUV（原始数据）、MJPEG两者格式，其中当设置YUV格式，对于大分辨率时，其输出帧率很低，例如自己用amcap输出1080p高清分辨率的帧率只有4、5帧，但是当设置为mjpeg格式时，输出的帧率可以达到30帧左右为什么会有这种差别呢？

  这是因为YUYV的数据量较大，影响了摄像头的读取，占用的带宽很大（对于数据的传输来说，带宽指的是传输数据量的多少，即bps，指每秒可以传输的位数）。带宽在不同领域的定义：

      而对于mjpeg格式的图像，其数据量就很少，其中mipeg格式的图像其像素格式是Ycrcb（其是YUV的一种延伸叫法，其是两者都是相等的），那为什么一样的格式

而其还会比YUV格式的小呢？

   因为mipeg的图像是在转换为Ycrcb后进行了一些量化、编码的操作，最后生成了一个码表，供解码时使用（其实跟bmp格式的图像存储差不多），其中的量化操作是导致图像质量下降的原因，这也是为什么mipeg格式的图像比YUV图像的质量差的原因。

其mjpeg格式的定义：

其编码过程如下：

2、DCT离散余弦变换

    DCT的变换过程是很耗时的，去在一个使用了SSE指令集优化后的程序装换时间是400~500ms之间，而没有优化的MATLAB函数dct2()函数，耗时是12s多。DCT在图像上的应用主要有：图像去噪、图像压缩编码；

  a、图像去噪：其是主要由于人眼对高频成分不敏感，所以在DCT变换后，去除高频分量，然后在装换到时域。其结果如下:

对于一个矩阵
 

对其离散余弦变换后并舍位取最接近的整数，得

     可以看到矩阵每个元素的绝对值是从左上角到右下角越来越小的，其中左上角称为DC系数，是整个矩阵的平均值。其余的称为AC系数。越靠近右下角，其对应的频率越高。那么根据人眼对低频敏感对高频敏感这个原理，省掉右下部分的一些值的话，对人眼来说，看起来实际上是没什么区别的。

b、图像编码：其在DCT变换后，然后对其进行量化，

离散余弦变换在数据压缩中的意义：满足

Passevel

定理：保持能量不变，去相

关：可以减少冗余，得到数据的极限熵，达到更高的压缩倍数。能量重新分配与集

中：在质量允许下可以舍弃能量较小者，或者在编码时给其分配较少的位数，提高

编码的效率，从而提高压缩效率。

离散余弦变换在数据压缩中的意义：满足

Passevel

定理：保持能量不变，去相

关：可以减少冗余，得到数据的极限熵，达到更高的压缩倍数。能量重新分配与集

中：在质量允许下可以舍弃能量较小者，或者在编码时给其分配较少的位数，提高

编码的效率，从而提高压缩效率。

离散余弦变换在数据压缩中的意义：满足Passevel定理：保持能量不变，去相关：可以减少冗余，得到数据的极限熵，达到更高的压缩倍数。能量重新分配与集中：在质量允许下可以舍弃能量较小者，或者在编码时给其分配较少的位数，提高编码的效率，从而提高压缩效率。

其结果如下：

然后采用Z字形编码，对变换矩阵进行编码，得出来少数来的左上的少部分数据就可以代表图像信息。

静态压缩算法文字的链接

DCT变换和量化