Matlab彩色图片压缩

Matlab中常用的彩色图像压缩方法有两种：基于离散余弦变换（DCT）的压缩和基于小波变换的压缩。下面我分别介绍一下这两种压缩方法的实现。

1. DCT压缩

DCT压缩是利用图像的空间频率特性来减少冗余信息的传输，从而实现图像压缩。具体步骤如下：

1）将RGB图像转化为YUV图像，其中Y表示亮度分量，U和V表示色度分量。

2）对每个色度分量进行DCT变换，得到DCT系数矩阵。

3）对DCT系数矩阵进行量化，将一些系数置为0，从而减少冗余信息的传输。

4）对量化后的系数进行熵编码，使得压缩后的数据能够更加紧凑的存储。

下面是一个简单的Matlab代码实现：

% 读取彩色图像
img = imread('lena.png');

% 将图像转化为YUV格式
img_yuv = rgb2yuv(img);

% 对U、V分量进行DCT变换
dct_u = dct2(img_yuv(:,:,2));
dct_v = dct2(img_yuv(:,:,3));

% 设置量化矩阵
q_mtx = [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_u = round(dct_u ./ q_mtx);
quant_v = round(dct_v ./ q_mtx);

% 进行熵编码
encoded_u = rle(quant_u(:));
encoded_v = rle(quant_v(:));

% 将压缩后的数据存储到文件中
fid = fopen('compressed.bin','wb');
fwrite(fid,encoded_u,'uint16');
fwrite(fid,encoded_v,'uint16');
fclose(fid);

2. 小波压缩

小波压缩是将图像分解成多个不同频率的子带，然后对各个子带进行压缩。具体步骤如下：

1）将RGB图像转化为YUV图像，其中Y表示亮度分量，U和V表示色度分量。

2）对每个分量进行小波分解，得到多个子带。

3）对每个子带进行量化，将一些系数置为0，从而减少冗余信息的传输。

4）对量化后的系数进行熵编码，使得压缩后的数据能够更加紧凑的存储。

下面是一个简单的Matlab代码实现：

% 读取彩色图像
img = imread('lena.png');

% 将图像转化为YUV格式
img_yuv = rgb2yuv(img);

% 对Y、U、V分量进行小波变换
[c_y,s_y] = wavedec2(img_yuv(:,:,1),3,'haar');
[c_u,s_u] = wavedec2(img_yuv(:,:,2),3,'haar');
[c_v,s_v] = wavedec2(img_yuv(:,:,3),3,'haar');

% 设置量化矩阵
q_mtx = [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];

% 对子带进行量化
quant_y = wquantize(c_y,q_mtx);
quant_u = wquantize(c_u,q_mtx);
quant_v = wquantize(c_v,q_mtx);

% 进行熵编码
encoded_y = rle(quant_y(:));
encoded_u = rle(quant_u(:));
encoded_v = rle(quant_v(:));

% 将压缩后的数据存储到文件中
fid = fopen('compressed.bin','wb');
fwrite(fid,encoded_y,'uint16');
fwrite(fid,encoded_u,'uint16');
fwrite(fid,encoded_v,'uint16');
fclose(fid);

需要注意的是，以上代码中用到了一些Matlab的内置函数，如rgb2yuv、dct2、wavedec2等，需要提前了解和掌握。此外，为了方便压缩后的数据传输和存储，可以对压缩后的数据进行熵编码。在以上代码中，我使用了一种简单的行程编码（Run-length encoding, RLE）方法进行熵编码。