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基于DCT_变换的JPEG图像压缩及其MATLAB_仿真.
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更新于2023-03-16
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随着科学发展,图像压缩技术越来越被人们所关注。为此从众多的图像编码标准中选取了基于DCT变换的JPEG图像压缩进行研究,并通过对比分析各种软件特性选取MATLAB进行实验仿真。
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摘要:随着科学发展,图像压缩技术越来越被人们所关注。为此从众多的图像编码标准中选取了基
于 DCT 变换的 JPEG 图像压缩进行研究,并通过对比分析各种软件特性选取 MATLAB 进行实验仿
真。....................................................................................................................................................................2
关键词: JPEG 图像压缩 DCT MATLAB 图像处理工具箱........................................................................2
Key words: JPEG image compression DCT MATLAB Image Processing Toolbox........................................3
一、 引言...........................................................................................................................................................3
1.1 图像压缩..............................................................................................................................................3
1.2 MATLAB 及其图像处理工具箱........................................................................................................3
二、MATLAB 中数字图像文件的读写..........................................................................................................4
2.1 MATLAB 中支持的数字图像文件....................................................................................................4
2.2 数字图像文件的读写.........................................................................................................................4
三、基于 DCT 的 JPEG 图像压缩编码理论算法...........................................................................................5
3.1 基于 DCT 的 JPEG 图像压缩编码算法的表述.................................................................................5
3.2 基于 DCT 的 JPEG 图像压缩编码步骤.............................................................................................6
3.2.1 颜色空间的转换和采样..........................................................................................................6
3.2.2 二维离散余弦变换..................................................................................................................7
3.2.3 DCT 系数的量化......................................................................................................................9
3.2.4 量化系数的编排....................................................................................................................10
3.2.5 DC 系数的编码......................................................................................................................11
3.2.6 AC 系数的编码......................................................................................................................11
3.2.7 组成位数据流.......................................................................................................................12
四、基于 DCT 变换的 JPEG 图像压缩的 MATLAB 实现..........................................................................12
4.1 MATLAB 仿真程序..........................................................................................................................12
4.2 实验结果分析....................................................................................................................................13
致谢..................................................................................................................................................................13
参考文献:......................................................................................................................................................13
基于 变换的 图像压缩及其 仿真
摘要:随着科学发展,图像压缩技术越来越被人们所关注。为此从众多的图像编码标准中选取了基
于 变换的 图像压缩进行研究,并通过对比分析各种软件特性选取 进行实验仿
真。
首先说明了图像压缩在现代通信中的必要性和可行性,然后讲述了 及其图像处理工
具箱的相关知识,并对基于 变换的 图像压缩算法进行了详细的研究,最后应用
进行了实验仿真并分析结果得出结论。
实验结果表实验结果表明:基于 变换的 图像压缩方法简单,既保证有较高的压缩
比,又保证既有较好的图像质量, 仿真结果较好的反应了算法原理。
关键词: 图像压缩 图像处理工具箱
The JPEG image compression DCT-based and MATLAB simulation
Abstract:Image compression technology has been growing concern with the development of science. To
this end a large number of images from the selected coding standard DCT-based JPEG image compression
research, and comparative analysis of various software features through the selection experiment MATLAB
simulation.
First, note the image compression in modern communications and the necessity and feasibility, and then
2
tells the MATLAB and its Image Processing Toolbox of relevant knowledge, and DCT-based JPEG image
compression algorithm is studied in detail, the last application of MATLAB to Simulation and experimental
results concluded.
Experimental results show that the results table: DCT-based JPEG image compression method is simple,
not only guarantee a higher compression ratio, but also to ensure both better image quality, MATLAB
simulation results reflect a better algorithm principle.
Key words: JPEG image compression DCT MATLAB Image Processing Toolbox
一、 引言
图像压缩
随着信息技术的发展,图像信息被广泛应用于多媒体通信和计算机系统中,但是
图像数据的一个显著特点就是信息量大。具有庞大的数据量,如果不经过压缩,不仅
超出了计算机的存储和处理能力,而且在现有的通信信道的传输速率下,是无法完成
大量多媒体信息实时传输的,因此,为了更有效的存储、处理和传输这些图像数据,
必须对其进行压缩,因此有必要对图像压缩编码进行研究。由于组成图像的各像素之
间无论是在行方向还是在列方向上都存在着一定的相关性,因此只要应用某种图像压
缩编码方法提取或者减少这种相关性就可以达到压缩数据的目的。
所谓的图像压缩编码技术就是对要处理的图像源数据按一定的规则进行变换和组
合从而达到以尽可能少的代码符号来表示尽可能多的数据信息。在众多的图像编
码标准中,()格式是一种称为联合图像
专家组的图像压缩格式,它适用于不同类型、不同分辨率的彩色和黑白静止图像。
在 图像压缩算法中,一种是以离散余弦变换,
!为基础的有损压缩算法,另一种是以预测技术为基础的无损压缩算法。基
于离散余弦变换的图像压缩编码过程称为基本顺序过程,它应用于绝大多数图像压缩
场合,并且它能在图像的压缩操作中获得较高的压缩比,在压缩比为 "#$ 的情况下,
压缩后还原得到的图像与原始图像相比较,非图像专家难于找出它们之间的区别,重
构图像与源图像的视觉效果基本相同,因而得到了广泛的应用。因此,本文以基于
的 图像压缩为主要研究内容,通过软件仿真实现分析实验结果得出结论。
"及其图像处理工具箱
如果应用高级语言如 ,,%编写仿真程序来实现这一基于 的
图像压缩编码算法较为麻烦,而且仿真效果也不是十分理想。本文主要应用
发布的图像处理工具箱中的相关函数和命令来实基于 的 图像压缩
编码理论算法的仿真.
语言是由美国 &' 公司推出的计算机软件,经过多年的逐步发
展与不断完善,现已成为国际公认的最优秀的科学计算与数学应用软件之一,它集数
值分析、矩阵运算、信号处理和图形显示于一体,构成了一个方便的、界面友好的用
户环境,而且还具有可扩展性特征。 中的数字图像是以矩阵形式表示的,矩
阵运算的语法对 中的数字图像同样适用,这意味着 强大的矩阵运
算能力用于图像处理非常有利。。
图像处理工具箱 ((!)*)提供一套全方位的参照标准算法和
图形工具,用于进行图像处理、分析、可视化和算法开发。可进行图像压缩、空间转
换、图像增强、特征检测、降噪、图像分割和图像配准等功能。工具箱中大部分函数
均以开放式 语言编写,这意味着可以检查算法、修改源代码和创建自定义函
数。本文利用 图像处理工具箱对基于 的 图像压缩编码理论算法进
3
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nitian428
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