基于DCT变换的图像压缩编码的MATLAB实现

今天是一个信息化、网络化的时代,通过Internet可以获取全面的文字、图像、声音等信息,但是,图像信息需要占据大量的存储空间,给原始数

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随着多媒体技术的广泛应用,过去经典的图像压缩技术已经不能满足人们的需要,更高性能的图像压缩技术的出现成为人们迫切的期望。改进后的图像压缩技术不仅要能够实现高压缩率和高保真度,还应该满足诸如渐进传输等网络应用的需要。本文以图像压缩编码技术作为主要研究对象。图像压缩编码的目的就是要用尽量少的比特数表示图像,同时保持复原图像的质量,使它符合特定应用场合的要求。本文主要分类讨论了现有的图像压缩编码的原理和方法、优缺点以及发展前景。主要介绍了经典压缩算法中有代表性的游程编码、香农(Shannon)编码、霍夫曼(Huffman)编码、算术编码、预测编码、离散余弦变换编码(DCT)、小波变换编码等算法。本文重点介绍了JPEG标准化的历史,研究了JPEG算法的基本原理,分模块分析研究了DCT变换、量化、熵编码和霍夫曼编码的原理和功能,并且采用MATLAB程序设计语言对JPEG算法进行仿真实现,得到了较好质量的压缩图像,同时将不同压缩比产生的不同...

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无线传感器网络(WSN)的出现为信息感知领域带来了一场变革。基于WSN的无线多媒体传感器网络(WMSN),是一种可感知声音、图像等多媒体信息的新型传感系统。在WMSN中,拥有一个高效的图像编码器是十分重要的。目前常用的图像编码标准中,JPEG编码算法简单,占用资源少,可满足WMSN对芯片面积和功耗的要求。但其压缩率低的缺点,使编码文件的传输对网络带宽产生极大的压力。若增大压缩率,重建图像质量下降严重,并产生强烈的方块效应,人眼无法接受。本文在分析了低压缩码率下JPEG编码的发展现状后,确定以算法改进作为切入点,完成JPEG编码器的设计。采用了近年来提出的全相位反离散余弦双正交变换替换传统的离散余弦变换算法,并在此基础上使用均一量化方式,减少图像高频数据的丢失；熵编码后采用标准JPEG文件格式对编码数据进行封装。设计完成后,对编码器进行验证。结果表明,在码率不高于0.25比特每像素的情况下,恢复图像的峰值信噪比大于30dB,视觉上...

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随着多媒体技术和因特网技术的不断发展,如何有效的组织、存储、传输和恢复图像数据,探索更有效、更高压缩比的图像编码技术,成为现在信息处理技术中关键任务之一。图像压缩编码研究和应用是目前信息技术中最为活跃的领域之一,就图像压缩编码而言,要求所选择的变换方法最好能与图像信号的特征匹配,此外还应从失真率要求、实现的复杂度以及编码比特率等多方面来综合考虑。小波变换是一种窗口大小固定不变,但其形状可改变的时频局部化分析方法。小波变换在信号的高频部分可以取得较好的时间分辨率；在信号的低频部分可以取得较好的频率分辨率,从而能有效的从信号(如语音,图像等)中提取信息。由于小波变换编码相对于传统的图像编码具有不可替代的优点,在压缩比和编码质量方面都优于DCT变换编码。本文详细研究了基于小波变换和矢量量化的静态图像压缩编码方法。首先,本文给出了图像压缩的一般概念,回顾了图像压缩技术的发展,并简要介绍了几种常用的图像压缩编码方法。然后,从信号处理的角度...

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小波变换具有时域和频域双重局域性的特性,有利于信号的时频特性分析,因此小波变换在图像压缩编码领域得到广泛的研究和应用。基于小波变换的图像压缩相对于传统的图像压缩而言,压缩效率更高,且能够实现压缩信号的渐进传输。小波变换的多分辨率分析特性提供了利用人眼视觉特性的良好机制,而且小波变换后图像数据能够保持原图像在各种分辨率下的精细结构,为进一步去除图像中其他形式的冗余信息提供了便利。本文在学习JPEG和JPEG2000图像压缩标准的基础上,系统分析小波图像的分解与重构,重点研究基于离散余弦变换和小波变换的图像压缩算法,并用MATLAB7.0进行了仿真实验,比较两者的实验结果,对图像进行了测试与分析。结果表明:小波变换压缩算法的压缩比大、压缩效率高、能量损失小。最后,对小波变换图像压缩中小波基的选取问题进行研究。讨论影响图像压缩效果的小波基的三个选取因素,并且选取五种不同的小波基函数,对测试图像mandrill采取相同的方法进行压缩,对...

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本文在分析与总结国内外相关研究的基础上,围绕数字图像压缩编码和数字图像水印两方面的关键技术进行了深入研究,通过优化其算法结构、改进编码及水印流程等途径,提出了几种新算法。主要创新性成果如下：针对数字图像变换域系数的特点,对数字图像变换域压缩编码技术进行研究。提出了基于小波变换和色彩相关的图像编码算法,利用了彩色图像的相关性,尤其适合于低码率渐进传输系统；提出了基于小波变换和分布式算术编码的医学图像压缩编码算法,解码图像有很好的视觉效果、高的信噪比和高的压缩率尤其适合医学图像近无损编码场合；为了能很好的捕捉图像边缘信息的特性,提出了基于总变差模型和条带波变换的图像压缩编码算法,该算法克服了DCT图像压缩技术出现的块效应,特别适用于压缩纹理图像。针对图像感兴趣区域压缩问题,提出了两种适用于医学图像渐进传输的ROI编码方法。一种是基于活动轮廓模型图像分割的医学图像压缩编码算法,通过改进的活动轮廓模型获得图像的ROI结合小波变换实现数据...

(本文共131页)

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