JPEG标准主要采用了基于块的DCT变换编码，同时综合应用了游程编码和霍夫曼编码等。其有损压缩算法编码的大致流程如下：第一步，对图像块（把整个图像分成多个 ( 8 imes 8 ) 子块）进行DCT变换，得到DCT系数；第二步，根据量化表对DCT系数进行量化；第三步，对DCT系数中的直流（DC）系数进行差分预测，对交流（AC）系数按Zig-Zig顺序重新排序；第四步，对第三步得到的系数进行霍夫曼编码。
图1 JPEG基本系统框图
1. FDCT和IDCT：JPEG基本系统以DCT变换为基础，采用固定的 ( 8 imes 8 ) 子块。其表达式如下：
egin{equation}
F(u,v)=C(u)C(v)sum_{i=0}^{7}sum_{j=0}^{7}f(i,j)
cos{left [ frac{(2i+1)upi }{16}
ight ] }
cos{left [ frac{(2j+1)vpi }{16}
ight ] }
end{equation}
egin{equation}
f(i,j)=sum_{i=0}^{7}sum_{j=0}^{7}F(u,v)C(u)C(v)
cos{left [ frac{(2i+1)upi }{16}
ight ] }
cos{left [ frac{(2j+1)vpi }{16}
ight ] }
end{equation}
egin{equation}
C(u),C(v)=left{egin{matrix}
1/ sqrt{2} & u,v=0 \
1 & other
end{matrix}
ight.
end{equation}
在JPEG基本系统中，( f(x,y) ) 为8bit 像素，即取值范围为 ( 0sim 255 ) ，由DCT变换可求得DC系数 ( F(0,0) ) 的取值范围为 ( 0 sim 2040 ) ,实际上，同样可以求出 ( F(0,0) ) 是图像均值的8倍，除 ( F(0,0) ) 外的其他系数为AC系数。
2. 量化与逆量化：对低频系数缩小，对高频系数放大，是大部分幅值较小的系数在量化后变为0，然后只剩下一小部分系数需要存储，从而大大压缩了数据量。量化的过程就是每个DCT系数除以各自的量化步长并取整，然后得到量化后的系数：
egin{equation}
ilde{F}(u,v)=INTleft [ frac{F(u,v)}{S(u,v)} pm 0.5
ight ]
end{equation}
人眼视觉系统的频率频率响应，随着空间频率的增加而下降，且对于色度分量的下降比亮度分量要快。为此，JPEG为亮度分量和色度分量分别推荐了量化表如下：
亮度量化表：
| 16 | 11 | 10 | 16 | 24 | 40 | 51 | 61 |
| 12 | 12 | 14 | 19 | 26 | 58 | 60 | 55 |
| 14 | 13 | 16 | 24 | 40 | 57 | 69 | 56 |
| 14 | 17 | 22 | 29 | 51 | 87 | 80 | 62 |
| 18 | 22 | 37 | 56 | 68 | 109 | 103 | 77 |
| 24 | 35 | 55 | 64 | 81 | 104 | 113 | 92 |
| 49 | 64 | 78 | 87 | 103 | 121 | 120 | 101 |
| 72 | 92 | 95 | 98 | 112 | 100 | 103 | 99 |
色度量化表
| 17 | 18 | 24 | 47 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 18 | 21 | 26 | 66 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 24 | 26 | 56 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 47 | 66 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
| 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 | 99 |
egin{tabular}{|c|c|c|c|c|c|c|} hline multirow{2}{*}{Method}& multicolumn{3}{c|}{C}&multicolumn{3}{c|}{ D}crcline{2-7} &Precision&Recall&F1-Measure&Precision&Recall&F1-Measurecr hline hline A&0.7324&0.7388&0.7301&0.6371&0.6462&0.6568crhline B&0.7321&0.7385&0.7323&0.6363&0.6462&0.6559crhline C&0.7321&0.7222&0.7311&0.6243&0.6227&0.6570crhline D&0.7654&0.7716&0.7699&0.6695&0.6684&0.6642crhline E&0.7435&0.7317&0.7343&0.6386&0.6488&0.6435crhline F&0.7667&0.7644&0.7646&0.6609&0.6687&0.6574crhline G&{f 0.8189}&{f 0.8139}&{f 0.8146}&{f 0.6971}&{f 0.6904}&{f 0.6935}cr hline end{tabular}
3. 对量化系数编码：对于由量化器输出的量化系数，JPEG采用定长和变长相结合的编码方法，具体如下：
（1）直流（DC）系数，由于图像中相邻的两个图像块的DC系数一般很接近，所以JPEG对量化后的系数采用无失真DPCM编码，即对当前块的DC系数 ( F_i(0,0) ) 和已编码的相邻块DC系数( F_{i-1}(0,0) ) 的差值进行编码。
egin{equation}
Delta F(0,0)=F_i(0,0)-F_{i-1}(0,0)
end{equation}
按照其取值范围，JPEG将差值分为12类。编码时，将DC系数差值表示为“符号1 符号2”的形式，其中符号1为从表中查得的类别，实际上就是用自然二进制码表示DC系数差值所需的最少比特数，符号2为实际的差值。对符号1，即DC系数差值的类别，采用霍夫曼编码。由于亮度和色度分量的DC系数差值统计特性差别较大，所以JPEG为两者分别推荐了霍夫曼表。对符号2，采用二进制码，负数用整数的反码表示。例如：差值为2，用于“10”表示；差值为-2，用“01”表示。
| 类别 | 取值 | 类别 | 取值 |
| 0 | 0 | 6 | -63~-32,32~63 |
| 1 | -1,1 | 7 | -127~-64,64~127 |
| 2 | -3，-2,2,3 | 8 | -255~-128,128~255 |
| 3 | -7~-4,4~7 | 9 | -511~-256,256~511 |
| 4 | -15~-8,8~15 | 10 | -1023~-512,512~1023 |
| 5 | -31~-16,16~31 | 11 | -2047~-1024,1024~2047 |
2.交流（AC）系数：Z型扫描（系数的重新排列）：因为经过量化以后，AC系数中出现较多的0，所以JPEG采用对0系数的游程长度编码，即将所有AC系数表示为 ( 00cdots 0X,00cdots 0X,cdots ,00cdots 0X,cdots )，其中，X表示非0值。若干个0和一个非0值X组成一个编码的基本单位，连续零的个数越多，编码效率就越高。因此，根据DCT系数量化后的分布特点，对DCT系数采取如图所示的Z型扫描方式，以使大多数出现在右下角的0能够连起来，出现更多的连0。熵编码：对于连0，可以用其游程即个数表示。同DC系数差值编码类似JPEG