python语句现实下列功能1、循环将后缀为.b m p灰度图像分割成8X8的小块, 2、并对每个像素值减去128 3、对每个小块进行DCT正向变换其中每个小块的第一个系数为直流系数,其余63个系数为交流系数 4、使用量化矩阵对每个小块进行量化。 5、对量化后的小块进行Z字形重排序编码 6、将编码后的数据保存为abc.my 7、对编码后的数据进行解码反Z字形排序 8、对解码后的小块进行反量化,可以使用量化矩阵实现。 9、对反量化后的小块进行IDCT反向变换, 10、使用循环将反变换后的小块合并成原始图像。 11、最后计算PSNR要大于30 要求详细的代码注释

时间: 2023-03-29 16:04:16 浏览: 89
以下是实现上述功能的Python代码,代码中包含详细的注释: ```python import numpy as np import cv2 # 定义量化矩阵 Q = np.array([[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]]) # 定义Z字形重排序矩阵 zigzag = np.array([[, 1, 5, 6, 14, 15, 27, 28], [2, 4, 7, 13, 16, 26, 29, 42], [3, 8, 12, 17, 25, 30, 41, 43], [9, 11, 18, 24, 31, 40, 44, 53], [10, 19, 23, 32, 39, 45, 52, 54], [20, 22, 33, 38, 46, 51, 55, 60], [21, 34, 37, 47, 50, 56, 59, 61], [35, 36, 48, 49, 57, 58, 62, 63]]) # 定义DCT变换矩阵 def dct_matrix(N): dct_mat = np.zeros((N, N)) for i in range(N): for j in range(N): if i == : dct_mat[i, j] = 1 / np.sqrt(N) else: dct_mat[i, j] = np.sqrt(2 / N) * np.cos((2 * j + 1) * i * np.pi / (2 * N)) return dct_mat # 定义IDCT变换矩阵 def idct_matrix(N): idct_mat = np.zeros((N, N)) for i in range(N): for j in range(N): if i == : idct_mat[i, j] = 1 / np.sqrt(N) else: idct_mat[i, j] = np.sqrt(2 / N) * np.cos((2 * i + 1) * j * np.pi / (2 * N)) return idct_mat # 定义Z字形重排序函数 def zigzag_scan(block): return np.array([block[zigzag[i, j]] for i in range(8) for j in range(8)]) # 定义反Z字形重排序函数 def inverse_zigzag_scan(block): inverse_zigzag = np.zeros((8, 8), dtype=int) for i in range(8): for j in range(8): inverse_zigzag[zigzag[i, j] // 8, zigzag[i, j] % 8] = i * 8 + j return np.array([block[inverse_zigzag[i, j]] for i in range(8) for j in range(8)]) # 定义量化函数 def quantize(block): return np.round(block / Q) # 定义反量化函数 def dequantize(block): return block * Q # 定义PSNR计算函数 def psnr(img1, img2): mse = np.mean((img1 - img2) ** 2) if mse == : return float('inf') else: return 10 * np.log10(255 ** 2 / mse) # 读取灰度图像 img = cv2.imread('test.bmp', cv2.IMREAD_GRAYSCALE) # 将图像分割成8x8的小块,并对每个像素值减去128 blocks = np.array([img[i:i+8, j:j+8] - 128 for i in range(, img.shape[], 8) for j in range(, img.shape[1], 8)]) # 对每个小块进行DCT正向变换,并量化 dct_mat = dct_matrix(8) quantized_blocks = np.array([quantize(dct_mat @ block @ dct_mat.T) for block in blocks]) # 对量化后的小块进行Z字形重排序编码,并保存为abc.my encoded_blocks = np.array([zigzag_scan(block) for block in quantized_blocks]) np.savetxt('abc.my', encoded_blocks, fmt='%d') # 读取编码后的数据,并进行解码反Z字形排序 encoded_blocks = np.loadtxt('abc.my', dtype=int) decoded_blocks = np.array([inverse_zigzag_scan(block) for block in encoded_blocks]) # 对解码后的小块进行反量化和IDCT反向变换 dequantized_blocks = np.array([dequantize(block) for block in decoded_blocks]) idct_mat = idct_matrix(8) idct_blocks = np.array([idct_mat @ block @ idct_mat.T for block in dequantized_blocks]) # 将反变换后的小块合并成原始图像,并计算PSNR reconstructed_img = np.zeros_like(img) for i in range(, img.shape[], 8): for j in range(, img.shape[1], 8): reconstructed_img[i:i+8, j:j+8] = idct_blocks[i//8*(img.shape[1]//8)+j//8] print('PSNR:', psnr(img, reconstructed_img)) # 显示原始图像和重构图像 cv2.imshow('Original Image', img) cv2.imshow('Reconstructed Image', reconstructed_img) cv2.waitKey() cv2.destroyAllWindows() ```
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