图像通信系统设计与仿真

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1、科学技术学院SCIENCE&TECHNOLOGYCOLLEGEOFNANCHANGUNIVERSITY《课程设计》报告REPORTONCURRICULUMDESIGN题目：图像通信系统设计与仿真学科部、系：信息学科部电子系专业班级：通信工程111班学号：7023811008学生姓名：钟金颖指导教师：曾萍萍谢芳娟起讫日期：2014.11.16—2014.11.28目录目录I摘要II第一章图像通信系统的概述11.1图像通信通信课程设计的任务与要求11.1.1设计任务11.1.2设计要求11.2图像通信通信课程设计流

2、程1第二章图像的编码与解码22.1哈弗曼编码的原理22.2哈弗曼解码的原理2第三章数字信号的调制与解调33.1数字信号的调制33.1.1调制的概念及分类33.1.2调制的原理33.2数字信号的解调43.2.1解调的概念43.2.2解调的原理4第四章图形用户界面的设计与制作64.1图形用户界面GUI的概述64.2图形用户界面（GUI）的设计与制作6第五章总结7参考文献8附录1图像通信在在MATLAB中算法实现9摘要图像通信是以图像通信的基本原理、基本技术理论为基础发展的新技术，具体内容包括图像与数字图像通信、图像

3、分析与正交变换、图像压缩编码、静止图像编码、活动图像编码、图像通信中的信道编码与传输技术。本课程设计主要研究图像通信系统的设计和仿真，在MATLAB中对图像进行读取、压缩和哈弗曼编码，将数字化后的图像进行数字调制，已调后的信号可以传输和交换，到达接收端，经解调和解码还原成图像，从而完成了图像信号传送和接收。利用图形用户界面(GUI)，通过窗口、菜单、按键等方式来方便地对本次课程设计的图像通信进行操作，观察。本文通过对图像进行哈弗曼编码，对比ASK,FSK,PSK三种调制方式进行传输，利用相干解调方式，然后再进行

4、哈弗曼解码，在图形用户界面上实现图像通信操作仿真。关键词：图像通信系统，传输接收，压缩，哈弗曼编码解码，调制，相干解调，图形用户界面I第一章图像通信系统的概述1.1图像通信通信课程设计的任务与要求1.1.1设计任务1)学习并掌握图像通信的基本原理，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的基本理论，基本算法进行实际验证；2)学习通信系统仿真软件MATLAB的基本使用方法，解决实际系统出现的问题；3)通过MATLAB进行仿真，并制作图形用户界面(GUI)加深对图像通信系统理论的理解；1.1.2设计要求1)编码：读入一幅

5、图像，对图像进行哈弗曼编码；2)调制：采用振幅键控(ASK），相移键控（PSK），频移键控（FSK）三种方式对编码后产生的数字信号进行调制；3)解调：采用相干解调方式；4)解码：哈弗曼解码输出原图像；1.2图像通信通信课程设计流程根据系统设计的任务要求，确定该系统的设计流程方框图，如图1.1所示。图1.1图像的设计流程方框图14第二章图像的编码与解码2.1哈弗曼编码的原理哈弗曼编码过程分为两步骤：第一，消减信源符号数量；第二，对每一个信源符号赋值。基于哈夫曼编码图像压缩的基本原理是在对数据进行编码时可以对那些经

6、常出现的数据指定较少的位数表示,而那些不常出现的数据指定较多的位数表示,每个数据的代码各不相同,这是一种典型的无损编码方式。这些代码都是二进制码,且码字长度是不均匀的、平均码率可以接近信息源熵值的一种编码。哈夫曼编码是一种常用的压缩编码算法,采用变长码编码,属于无损压缩算法的一种。由于进行的是无损压缩,所以要扫描图像的所有像素点,压缩过程分为四步:①　扫描统计像素出现的概率并按大小排列；②　建立最优二叉树;③　哈夫曼编码;④　保存编码。2.2哈弗曼解码的原理哈夫曼解码过程是文件编码过程的逆过程，由于哈夫曼编码可

7、即时解码，因此只要得到一个码字,则通过查找哈夫曼编码表得到相应的字符，映射过程是编码时映射的逆过程。因此，每从压缩文件中读出一个码字，就从通过查找哈夫曼编码表用字符替换相应的码字，当压缩文件中所有的码字被字符替换掉，也就宣告解压过程完成了。14第三章数字信号的调制与解调3.1数字信号的调制3.1.1调制的概念及分类用基带信号对载波（通常为余弦或正弦）波形的某些参数（如幅度、相位和频率）进行控制，使这些参数随基带信号的变化而变化。因此，数字信号的调制可分为振幅键控(ASK），相移键控（PSK），频移键控（FSK）

8、。3.1.2调制的原理1)M进制振幅键控(MASK）基本原理M进制数字振幅调制信号的载波幅度有M种取值，在每个符号时间间隔Ts内发送M个幅度中的一种幅度的载波。表达式：a.g(t)为基带信号波形b.Ts为符号时间间隔c.an为幅度值2)M制频移键控（MFSK）基本原理表达式：式中为载波角频率，共有M种取值。通常可选载波频率f＝n/2Ts，n为正整数,此时M种发送信号相互正交。3)M进制