实验三 图像压缩编码技术.pdf

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1、实验报告课程名称：数字图像处理实验名称：图像压缩编码技术实验地点：明向校区D001机房专业班级：测控1401班学号：2014001796学生姓名：郭佳鑫指导教师：刘帆2017年4月21日《数字图像处理》实验报告一、实验目的1.理解有损压缩和无损压缩的概念。2.理解图像压缩的主要原则和目的。3.了解几种常用的图像压缩编码方式。4.利用MATLAB程序进行图像压缩编码。二、实验原理1、图像压缩原理图像压缩主要目的是为了节省存储空间，增加传输速度。图像压缩的理想标准是信息丢失最少，压缩比例最大。不损失图像质量的压缩称为无损压缩，无损压缩不可能达到很高的压缩比；损失图像质量的压缩称为有损

2、压缩，高的压缩比是以牺牲图像质量为代价的。压缩的实现方法是对图像重新进行编码，希望用更少的数据表示图像。信息的冗余量有许多种，如空间冗余，时间冗余，结构冗余，知识冗余，视觉冗余等，数据压缩实质上是减少这些冗余量。高效编码的主要方法是尽可能去除图像中的冗余成分，从而以最小的码元包含最大的图像信息。2、编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，从信息论角度出发可分为两大类。（1）冗余度压缩方法，也称无损压缩、信息保持编码或熵编码。具体说就是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。（2）信息量压缩方法，也称有损压缩、失真度编码或烟压缩编码。

3、也就是说解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。3、应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分为以下3类：（1）无损压缩编码种类哈夫曼（Huffman）编码，算术编码，行程（RLE）编码，Lempelzev编码。（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。有JBIG，H.261，JPEG，MPEG等技术标准。本实验主要利用MATLAB程序进行赫夫曼（Huffman）编码和行程编码（

4、RunLengthEncoding，RLE）。三、实验仪器1.计算机。2.MATLAB、Photoshop等程序。3.移动式存储器（软盘、U盘等）。4.记录用的笔、纸。2《数字图像处理》实验报告四、实验步骤与内容1、实现基本JPEG的压缩和编码分三个步骤：（1）首先通过DCT变换去除数据冗余；（2）使用量化表对DCT系数进行量化；（3）对量化后的系数进行Huffman编码。我逐步进行了该项内容的实验：实验中我们使用的是一张512*512像素的RGB彩图lena.bmp，在程序中我们需要现将其转化为单通道256级灰度图。程序代码如下：>>x=imread('lena.bmp');>

5、>x=rgb2gray(i);>>figure(1);>>subplot(121);>>imshow(x);运行结果如下：接下来进行近似基本JPEG编码。代码及结果如下：出现错误，提示未找到JPEG编码函数。3《数字图像处理》实验报告查阅课本，发现完成该内容需要自行定义若干函数，具体名称如下：具体代码如下：%函数addnod添加节点functioncodeword_new=addnode(codeword_old,item)codeword_new=cell(size(codeword_old));forindex=1:length(codeword_old)codeword_n

6、ew{index}=[itemcodeword_old{index}];end%函数bytes返回输入f占用的比特数functionb=bytes(f)ifischar(f)info=dir(f);b=info.bytes;elseifisstruct(f)b=0;fields=fieldnames(f);fork=1:length(fields)b=b+bytes(f.(fields{k}));endelseinfo=whos('f');b=info.bytes;end%函数imageratio计算两个图像压缩比functioncr=imageratio(f1,f2)error

7、(nargchk(2,2,nargin));cr=bytes(f1)/bytes(f2);%函数decode返回码字对应的符号functionbyte=decode(code,info)byte=info.huffcodes(code);4《数字图像处理》实验报告%函数frequency计算各个符号出现的概率functionf=frequency(vector)if~isa(vector,'uint8')error('inputargumentmustbeauint8vector