图像压缩综合实验

1、华 北 电 力 大 学 实 验 报 告院/系：电子与通信工程系 课程名称：数字图像处理 日期：2010-11-2专业通信工程学号实验时间：14：10-16:10班级通信0703姓名实验名称图像压缩综合实验操作成绩报告成绩教师签名实验环境MATLAB实验任务要求（1）进一步熟悉DCT的概念和原理；（2）掌握对灰度和彩色图像作离散余弦变换和反变换的方法；（3）能选择适当的量化间隔、阈值和区域进行编码；（4）综合利用变换、量化、Huffman编码等知识，实现JPEG压缩编码。实验原理与方案JPEG压缩原理：基于DCT的JPEG压缩过程主要是对图像的空间冗余进行压缩，其基本过程为：首先进行DCT正变换

2、，再对DCT系数进行量化，并对量化后的直流系数和交流系数分别进行差分编码和行程编码，最后进行熵编码。编码的简化框图如图3.1所示，解码为其逆过程。 压缩后图像数据熵编码器量化器源图像数据8×8FDCT 量化表 Huffman码表图3.1 JPEG压缩编码器框图2-DCT变换原理：JPEG将源数据图像分成8×8大小的子块，然后进行DCT变换，2-DCT变换公式如下：其中： f（x,y）输入/输出图像取样值（基准系统的取值为-128，127）；C(u,v)DCT系数（基准系统中C（u,v）的取值范围为-1023，1023）；C（0，0）代表DC系数，其余63个为AC系数。 实验

3、程序DCT变换、量化、区域编码、阈值编码参考程序num2=0; num3=0;I = imread('cameraman.tif');I = im2double(I)*255;T = dctmtx(8);% 计算离散余弦变换矩阵figure,imshow(I/255),Q=10;B = blkproc(I,8 8,'P1*x*P2',T,T');%对图像进行不同的快处理mask = 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0;B2 = blkproc(B,8 8,'P1.*x',mask);B2=round(B2/Q);%round功能为取整for i=1:256 for j=1:256 if(B2(i,j)=0) num3=num3+1;end endendB3=B2*Q;I2 = blkproc(B3,8 8,'P1*x*P2',T',T);figure,imshow(I2/255)for i=1:256 for j=1:256 if(abs(B(i,j)<40) B(i,j)=0;

5、num2=num2+1;endend endI3 = blkproc(B,8 8,'P1*x*P2',T',T);figure,imshow(I3/255) a2=num2, a3=num3JPEG压缩程序：clear allclcdisp('Enter .')disp('0 (default) - load a 64 x 64 image, or ')disp('1 - Use text book 8 x 8 data (example 8.28)')实验程序chos=input('Enter your choi

6、ce: ');if isempty(chos) chos=0; end if chos=0, load lena.mat f=x; imshow(mat2gray(f) clear xelsef=139 144 149 153 155 155 155 155144 151 153 156 159 156 156 156150 155 160 163 158 156 156 156159 161 162 160 160 159 159 159159 160 161 162 162 155 155 155161 161 161 161 160 157 157 157162 162 161

7、163 162 157 157 157162 162 161 161 163 158 158 158; f1=52 55 61 66 70 61 64 73 63 59 66 90 109 85 69 72 62 59 68 113 144 104 66 73 63 58 71 122 154 106 70 69 67 61 68 104 126 88 68 70 79 65 60 70 77 68 58 75 85 71 64 59 55 61 65 83 87 79 69 68 65 76 78 94;endif chos=0, f=f-128; elseif chos=1, f=f-12

8、8, enddrawnowmf,nf=size(f); mb=mf/8; nb=nf/8; if chos=0, Ff=blkproc(f,8 8,'dct'); Ff=blkproc(Ff',8 8,'dct'); Ff=round(Ff');elseif chos=1, Ff=blkproc(f,8 8,'dct'), Ff=blkproc(Ff',8 8,'dct'), Ff=round(Ff') end实验程序Q =16 11 10 16 24 40 51 61 12 12 14 19 26

9、 58 60 55 14 13 16 24 40 57 69 56 14 17 22 29 51 87 80 62 18 22 37 56 68 109 103 77 24 35 55 64 81 104 113 92 49 64 78 87 103 121 120 101 72 92 95 98 112 100 103 99;if chos=0, Fq=round(blkproc(Ff,8 8,'divq',Q);elseif chos=1, Fq=round(blkproc(Ff,8 8,'divq',Q),endif mb*nb > 1, fdc=r

10、eshape(Fq(1:8:mf,1:8:nf)',mb*nb,1); fdpcm=dpcm(fdc,1);elseif chos=1, fdpcm=Fq(1,1)-(-17);else fdpcm=Fq(1,1);enddccof=;for i=1:mb*nb, dccof=dccof jdcenc(fdpcm(i);endif chos=1, disp('Differential DC coefficient (' num2str(fdpcm) ') is encoded as: '); disp(int2str(dccof);endz=1 2 6

11、7 15 16 28 29 3 5 8 14 17 27 30 43 4 9 13 18 26 31 42 44 10 12 19 25 32 41 45 54 11 20 24 33 40 46 53 55 21 23 34 39 47 52 56 61 22 35 38 48 51 57 60 62 36 37 49 50 58 59 63 64;acseq=;for i=1:mb for j=1:nb tmp(z)=Fq(8*(i-1)+1:8*i,8*(j-1)+1:8*j); eobi=max(find(tmp=0); acseq=acseq tmp(2:eobi) 999;ende

12、ndaccof=jacenc(acseq);disp('DC coefficient after Huffman coding has ' int2str(length(dccof) .' bits');disp('AC coefficient after Huffman coding has ' int2str(length(accof) . ' bits');disp('Compression Rate ' num2str(length(dccof)+length(accof)/(mb*nb*64) ' Bits / pixel ')disp('Compression Ratio ' num2str(8/(length(dccof)+length(accof)/(mb*nb*64) ' : 1')实验结果整理及分析实验结果截图：原图像： Q=10的量化编码图像： 阈值编码图像： 结果分析： 由结果截图可看出，