基于DCT的图像压缩编码算法及其MATLAB实现【文献综述】

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1、毕业设计（论文）文献综述题目：　　基于DCT的图像压缩编码算法及其MATLAB实现　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　专业：电子信息工程1.前言伴随着信息技术的不断发展发展，大量的图像信息越来越多的应用在计算机以及通信领域中，可是图像信息中包含了巨大的数据量，这些数据如不过不进行压缩，现有的计算机的处理性能是无法满足其需求的，而且通信带宽也不能满足大量多媒体数据的传输。所以为了提高图像数据的传输、存储及处理效率，我必须对图像数据进行压缩，为此对于图像压缩编码，我们有必要对其进行研究[1]。数字图像的处理指的是将图像信号转换成变成数字信号同时通过计算机对图像进行处理，从而提高了

2、图像的实用性，以达到原本所要求的效果，该过程也可被称为数字信号处理。进行该处理主要哟以下几个目的：①提高图片的清晰度，达到观赏性。②从图像中提取某些特点和特殊的信息，使计算机能高效的进行处理。③通过对图像数据的压缩，以利于图像的传输以及存储。数字图像处理是计算机技术、信息论及信号处理这三者相互结合的综合性科学。数字图像处理不会因为图像压缩、复制等一系列转换操作造成图像质量下降，这是数字图像处理与模拟图像处理的不同之处，因此数字图像处理的再现性更佳。数字图像处理有几个主要的特点：①数字图像处理的中要进行的处理地数据量很大。二维信息是数字图像处理主要的数据处理对象，二维信息就包含着大量的数

3、据，所以对于计算机的性能有着更高的要求。②数字图像处理要用到较大的带宽。相较于语言信息所需用到的带宽要大很多。例如电视图像的带宽大概500MHZ左右，然而语音带宽只为4kHZ左右。因此在数字图像处理的各个过程中，所要求的技术更高，成本也随之提高，对于频带压缩技术有了更高的要求。③数字图像中像素之间的关联性更大。在电视画面中，有很多相近的灰度。对于电视画面，相邻像素的关联系数可以达到0.9以上。正由此，图像数据的压缩的可能性很大[2]。图像压缩可以进行的原因是由于原始图像数据之间的高度关联，其中含有大量的数据冗余。数字图像中的冗余信息通常有下列几种：空间冗余、时间冗余、信息熵冗余、统计冗

4、余、结构冗余、视觉冗余以及知识冗余等。图像压缩算法的主要作用是为了在确保图像重建之后质量，并且去除这些冗余信息，从而达成对图像数据的压缩[3]。2.主题目前图像压缩技术是一种“开放技术”。图像传感器不断提高空间分辨率，电视广播的不断发展，对于图像压缩技术要求也越来越高。图像压缩目的首要是为了减小图像数据存储空间，便于数据的保存。一个数据库的存储空间是有限的，如果一个相同图片的数据量越少，那么所占据的存储空间也就相应的更小，因此也就能保存更多的图像，从而极大地节约了资源。第二个重要的作用就是便于数据的传输。图像数据经过压缩之后，将一些不必要的数据进行了去除，保留了那些所需要的主要数据，进

5、而大量降低了必须要进行传输的数据，以满足人眼及计算机分析的需要。最后是有利于特征的提取，使计算机模式更容易能够识别。如果在使用计算机对图像中不同种类的物体警醒分析是，只要将他们的不同特征经行区分就可以了，这样旧同事满足了降低数据量要求和实际需求[4]。图像压缩所要解决的问题是尽可能地减小数字图像在表示时需要的用到的数据量。去除图像中多余的数据冗余是减小数据量的基本方法[1]。在数字的角度上看，其过程就是将二维像素阵列转换为在统计上无相关联系的数据集合。该转换过程是基于在图像数据传输或存储之前所进行的。在此以后的某一个时刻，再解压缩已进行过图像压缩的图像数据，从而重建原图像再或源图像的类

6、似图像[3]。在一系列的图像编码标准中，JPEG（jointphotographicexpertsgroup）格式也就是被称之为联合图像专家组的图像压缩格式，它的适用范围很广，包括不同类型及分辨率的彩色、黑白静止图像。在JPEG图像压缩算法中，有两种主要算法：①以离散余弦变换（DCT）为基础的有损压缩算法。②以预测技术为基础的无损压缩算法[5]。1离散余弦变化（DCT）概念1.1二维DCT的解析式定义可由下式表示：其中，f(x,y)是空间域二维向量之元素，F(u,v)是变换系数阵列元素，式中表示的阵列为N×N[6]。1.2二维DCT反变换（IDCT）解析式定义可以表示为：而在应用MAT

7、LAB仿真实现中，主要是在解析式定义基础上采用二维DCT变换的矩阵式定义来实现的，矩阵式的定义可以表示为：[F(u,v)]=[A]T[F(u,v)][A],[f(x,y)]=[A][f(x,y)][A]T其中，[f(x,y)]是空间域数据阵列，[F(u,v)]是变换系数矩阵，[A]是变换矩阵。2.基于DCT的JPEG压缩编码算法JPEG算法中第一步要做的是将图像进行分块处理，如果要压缩编码一幅灰度图像，首先将图像分成8×8的像素块，分块进行DC