c语言基于离散余弦变换的图像压缩算法

时间: 2023-08-18 15:08:57 浏览: 68
是的,C语言可以基于离散余弦变换(DCT)实现图像压缩算法。DCT是一种在信号处理和数据压缩中广泛使用的数学工具,它可以将一段信号转换成一组离散的余弦函数的系数,这些系数可以用来表示原始信号的特征。在图像压缩中,DCT可以将图像转换成一组离散的余弦函数的系数,这些系数可以用来表示图像的特征,从而实现图像的压缩。C语言可以通过编写相应的程序来实现DCT变换和图像压缩算法。
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基于离散余弦变换的图像压缩 c语言算法实现

以下是一个基于离散余弦变换的图像压缩的C语言实现示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define BLOCK_SIZE 8 #define IMAGE_SIZE 256 double C[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]; double C_t[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]; /* 初始化DCT系数矩阵 */ void init_DCT_matrix() { for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { if(i == 0) { C[i][j] = sqrt(1.0/BLOCK_SIZE); } else { C[i][j] = sqrt(2.0/BLOCK_SIZE) * cos((2*j+1)*i*M_PI/(2.0*BLOCK_SIZE)); } C_t[j][i] = C[i][j]; } } } /* 对一个8x8的图像块进行DCT变换 */ void DCT(double img[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE], double dct[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]) { double temp[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; double temp2[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; /* 对行进行DCT变换 */ for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { double sum = 0; for(int k=0; k<BLOCK_SIZE; k++) { sum += img[i][k] * C[j][k]; } temp[i][j] = sum; } } /* 对列进行DCT变换 */ for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { double sum = 0; for(int k=0; k<BLOCK_SIZE; k++) { sum += temp[k][i] * C_t[j][k]; } temp2[i][j] = sum; } } /* 将DCT系数矩阵赋值给输出矩阵 */ for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { dct[i][j] = temp2[i][j]; } } } /* 对一个8x8的DCT系数矩阵进行逆DCT变换 */ void IDCT(double dct[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE], double img[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE]) { double temp[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; double temp2[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; /* 对行进行逆DCT变换 */ for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { double sum = 0; for(int k=0; k<BLOCK_SIZE; k++) { sum += dct[i][k] * C_t[k][j]; } temp[i][j] = sum; } } /* 对列进行逆DCT变换 */ for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { double sum = 0; for(int k=0; k<BLOCK_SIZE; k++) { sum += C[k][i] * temp[k][j]; } temp2[i][j] = sum; } } /* 将逆DCT变换后的像素矩阵赋值给输出矩阵 */ for(int i=0; i<BLOCK_SIZE; i++) { for(int j=0; j<BLOCK_SIZE; j++) { img[i][j] = temp2[i][j]; } } } /* 对整幅图像进行DCT变换 */ void compress_image(double img[IMAGE_SIZE][IMAGE_SIZE], double dct[IMAGE_SIZE][IMAGE_SIZE]) { init_DCT_matrix(); /* 对每个8x8的图像块进行DCT变换 */ for(int i=0; i<IMAGE_SIZE; i+=BLOCK_SIZE) { for(int j=0; j<IMAGE_SIZE; j+=BLOCK_SIZE) { double block[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; double dct_block[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; /* 将图像块赋值给一个8x8的矩阵 */ for(int x=0; x<BLOCK_SIZE; x++) { for(int y=0; y<BLOCK_SIZE; y++) { block[x][y] = img[i+x][j+y]; } } /* 对图像块进行DCT变换 */ DCT(block, dct_block); /* 将DCT系数矩阵赋值给输出矩阵 */ for(int x=0; x<BLOCK_SIZE; x++) { for(int y=0; y<BLOCK_SIZE; y++) { dct[i+x][j+y] = dct_block[x][y]; } } } } } /* 对整幅图像进行逆DCT变换 */ void decompress_image(double dct[IMAGE_SIZE][IMAGE_SIZE], double img[IMAGE_SIZE][IMAGE_SIZE]) { init_DCT_matrix(); /* 对每个8x8的DCT系数矩阵进行逆DCT变换 */ for(int i=0; i<IMAGE_SIZE; i+=BLOCK_SIZE) { for(int j=0; j<IMAGE_SIZE; j+=BLOCK_SIZE) { double block[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; double img_block[BLOCK_SIZE][BLOCK_SIZE] = {0}; /* 将DCT系数矩阵赋值给一个8x8的矩阵 */ for(int x=0; x<BLOCK_SIZE; x++) { for(int y=0; y<BLOCK_SIZE; y++) { block[x][y] = dct[i+x][j+y]; } } /* 对DCT系数矩阵进行逆DCT变换 */ IDCT(block, img_block); /* 将逆DCT变换后的像素矩阵赋值给输出矩阵 */ for(int x=0; x<BLOCK_SIZE; x++) { for(int y=0; y<BLOCK_SIZE; y++) { img[i+x][j+y] = img_block[x][y]; } } } } } int main() { double img[IMAGE_SIZE][IMAGE_SIZE] = {0}; double dct[IMAGE_SIZE][IMAGE_SIZE] = {0}; /* 读取图像数据 */ /* 对整幅图像进行DCT变换 */ compress_image(img, dct); /* 对整幅图像进行逆DCT变换 */ decompress_image(dct, img); /* 输出逆DCT变换后的图像数据 */ return 0; } ``` 以上代码实现了一个简单的基于离散余弦变换的图像压缩算法。

基于离散余弦变换的数字图像压缩算法实现c语言实现

数字图像压缩的目的是减少图像的存储空间和传输带宽,提高图像的传输速度和存储效率。其中,基于离散余弦变换(DCT)的压缩算法是一种比较常见的压缩算法。 下面是一个基于DCT的数字图像压缩算法的C语言实现: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> #define N 8 // 定义DCT矩阵的大小 // DCT变换函数 void DCT(int **f, double **F) { double cu, cv, sum; int u, v, x, y; for (u = 0; u < N; u++) { for (v = 0; v < N; v++) { if (u == 0) cu = 1 / sqrt(N); else cu = sqrt(2) / sqrt(N); if (v == 0) cv = 1 / sqrt(N); else cv = sqrt(2) / sqrt(N); sum = 0.0; for (x = 0; x < N; x++) { for (y = 0; y < N; y++) { sum += f[x][y] * cos((2 * x + 1) * u * M_PI / (2 * N)) * cos((2 * y + 1) * v * M_PI / (2 * N)); } } F[u][v] = cu * cv * sum; } } } // IDCT变换函数 void IDCT(double **F, int **f) { double cu, cv, sum; int u, v, x, y; for (x = 0; x < N; x++) { for (y = 0; y < N; y++) { sum = 0.0; for (u = 0; u < N; u++) { for (v = 0; v < N; v++) { if (u == 0) cu = 1 / sqrt(N); else cu = sqrt(2) / sqrt(N); if (v == 0) cv = 1 / sqrt(N); else cv = sqrt(2) / sqrt(N); sum += cu * cv * F[u][v] * cos((2 * x + 1) * u * M_PI / (2 * N)) * cos((2 * y + 1) * v * M_PI / (2 * N)); } } f[x][y] = (int)round(sum); } } } // 主函数 int main() { int i, j; int **f; // 原始图像 double **F; // DCT变换后的系数 // 申请空间 f = (int **)malloc(N * sizeof(int *)); F = (double **)malloc(N * sizeof(double *)); for (i = 0; i < N; i++) { f[i] = (int *)malloc(N * sizeof(int)); F[i] = (double *)malloc(N * sizeof(double)); } // 读入原始图像 printf("请输入8x8的图像:\n"); for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { scanf("%d", &f[i][j]); } } // DCT变换 DCT(f, F); // 输出DCT系数 printf("DCT系数:\n"); for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { printf("%lf ", F[i][j]); } printf("\n"); } // IDCT变换 IDCT(F, f); // 输出恢复后的图像 printf("恢复后的图像:\n"); for (i = 0; i < N; i++) { for (j = 0; j < N; j++) { printf("%d ", f[i][j]); } printf("\n"); } // 释放空间 for (i = 0; i < N; i++) { free(f[i]); free(F[i]); } free(f); free(F); return 0; } ``` 这个程序实现了DCT变换和IDCT变换,可以输入一个8x8的图像,输出DCT系数和恢复后的图像。在实际应用中,可以将DCT系数进行量化和编码,进一步压缩图像。

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