写一个基于matlab的图像压缩代码, 代码要求1.图片格式为JPEG 2.原图像显示和压缩后图像显示 3.使用有损压缩,尽可能提供高压缩比例 4.显示压缩比例 5.把压缩原理解释清楚
时间: 2024-03-10 19:48:20 浏览: 19
好的,我将为您解答。首先,我们需要了解JPEG图像压缩的原理。JPEG是一种有损压缩技术,其压缩原理是基于离散余弦变换(DCT)和量化。
JPEG压缩的过程如下:
1. 将RGB图像转换为YCbCr图像空间。
2. 将图像分成8x8的小块,对每个小块进行DCT变换。
3. 对DCT系数进行量化。通常情况下,高频部分的系数会被强制置为0,以实现压缩。
4. 将量化后的系数按照顺序排列,并使用霍夫曼编码进行压缩。霍夫曼编码是一种变长编码技术,将出现频率高的符号用短码表示,出现频率低的符号用长码表示,以达到压缩的目的。
现在,让我们来编写基于matlab的图像压缩代码。以下是一个简单的实现:
```matlab
% 加载原始图像
img = imread('image.jpg');
% 将RGB图像转换为YCbCr图像空间
img_ycbcr = rgb2ycbcr(img);
% 对每个8x8小块进行DCT变换
dct_img = blockproc(img_ycbcr, [8 8], @(block_struct) dct2(block_struct.data));
% 定义量化矩阵
quant = [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];
% 对DCT系数进行量化
quant_img = blockproc(dct_img, [8 8], @(block_struct) round(block_struct.data ./ quant));
% 对量化后的系数进行霍夫曼编码压缩
[huff_img, huff_table] = huffmandict(0:255, hist(quant_img(:), 0:255));
huff_code = huffmanenco(quant_img(:), huff_table);
% 计算压缩比例
original_size = size(img, 1) * size(img, 2) * 3; % 原始图像大小(RGB三通道)
compressed_size = numel(huff_code); % 压缩后图像大小
compression_ratio = original_size / compressed_size;
% 将压缩后的编码解码,并反量化和反DCT变换
decoded_quant_img = huffmandeco(huff_code, huff_table);
decoded_quant_img = reshape(decoded_quant_img, size(quant_img));
decoded_dct_img = blockproc(decoded_quant_img, [8 8], @(block_struct) block_struct.data .* quant);
decoded_img_ycbcr = blockproc(decoded_dct_img, [8 8], @(block_struct) idct2(block_struct.data));
decoded_img = ycbcr2rgb(decoded_img_ycbcr);
% 显示原始图像和压缩后的图像
subplot(1, 2, 1);
imshow(img);
title('Original Image');
subplot(1, 2, 2);
imshow(decoded_img);
title('Compressed Image');
% 显示压缩比例
fprintf('Compression Ratio: %f\n', compression_ratio);
```
这段代码首先加载原始图像,将其转换为YCbCr图像空间,并对其进行DCT变换。接着,我们定义了一个量化矩阵,并对DCT系数进行了量化。然后,我们使用霍夫曼编码进行压缩,并计算压缩比例。最后,我们将压缩后的编码解码,并反量化和反DCT变换,以得到压缩后的图像。最后,我们显示原始图像和压缩后的图像,并显示压缩比例。
希望这个例子可以帮助您了解JPEG图像压缩的实现过程。