jpeg图像压缩

基于DCT的图像压缩技术研究与仿真Ⅰ目录摘要...............................................IABSTRACT............................................II前言.................................................11图像压缩编码.........................................21.1数字图像处理......................................................21.2图像压缩编码的发展、现状及前景....................................21.3图像压缩编码的必要性和可能性......................................31.4图像压缩编码的方法................................................31.4.1图像压缩编码方法的简介.................................................31.4.2无损压缩................................................................41.4.3有损压缩................................................................61.5处理后图像性能的衡量指标..........................................72离散余弦变换DCT......................................82.1DCT的基本原理....................................................82.2DCT的定义........................................................82.3DCT的算法........................................................92.4DCT变换矩阵方法与基于FFT的快速算法DCT的比较...................102.52D-DCT与2D-FFT的比较...........................................142.6各种正交变换的比较...............................................152.7DCT的研究展望...................................................163DCT图像压缩........................................19基于DCT的图像压缩技术研究与仿真Ⅰ3.1DCT图像压缩的原理...............................................193.2DCT图像压缩的模型...............................................203.3DCT图像压缩的方法...............................................203.4DCT系数的量化...................................................233.5ZIG-ZAG扫描......................................................253.6基于DCT编码的新进展.............................................263.6.1RS-DCT编码的进展......................................................273.6.2整型DCT编码的进展.....................................................273.6.3若干改进的DCT编码比较................................................284仿真及分析.........................................294.1DCT图像压缩.....................................................294.2DCT与DWT的比较.................................................305小结...............................................33致谢...............................................34参考文献：...........................................35附录：...............................................36英语原文：...........................................48中文翻译：...........................................56基于DCT的图像压缩技术研究与仿真Ⅰ摘要影像风暴已经席卷我们的生活，人们对计算机实时处理图像信息的要求越来越高。如何在保证图像质量的前提下，同时兼顾实时性和高效性就成了一个值得关注的问题。于是，对图像信息进行一定的压缩处理成为了一个不可或缺的环节。本文在分析对比近年来图像压缩一般方法的基础上，了解了基于DCT变换的图像压缩的基本原理及其实现步骤。简单介绍了图像压缩的原理与发展现状，深入分析了DCT变换算法并与其它的压缩方法作进一步的比较，提出了采用DCT变换压缩的依据。图像压缩过程的最后步骤是编码量化了的图像。在此,我采用的是Huffman编码方法。并使用MATLAB6.5实现DCT图像压缩的仿真。仿真结果表明，用MATLAB来实现离散余弦变换的图像压缩，具有方法简单、速度快、误差小的优点，大大提高了图像压缩的效率和精度。【关键词】DCT变换图像压缩MATLAB仿真【论文类型】理论研究软件设计基于DCT的图像压缩技术研究与仿真IIABSTRACTWiththepopularizationofimagesinourlives,manypeopledemandthatcomputershoulddealwiththeinformationofimagesbetterforreal-time.Howtogiveconsiderationtoreal-timeandhigherefficiencywithhighqualityofimagescompressionisworthfortakingattentionto.Hence,itisanimportantprogressforcompressimages.Inthispaper,itshowsbasicprincipleandprogressofimagescompressionbasedonDCT,thatcomparetoanyothermethodsofimagescompressioninthepastfewyears.Inthemeantime,itsimplyintroducestheprincipleanddevelopmentofimagescompression,deeplyanalyzestheDCTalgorithmandcomparesitwithothercompressionmethodsfurther,makesfoundationaboutusingDCTtocompress.Codingtheimagequantizationisthefinalstepofimagecompressionprocess,andIuseHuffmancodingmethodinhere.IusefunctionandordersofMATLABimageprocessiontoolbox,forsimulatingDCTimagecompression.MuchsimulationexperimentsshowthatusingMATLABtoachieveImageCompressionbasedonDCTissimple,rapidandwithlittleerror.Itcanimprovetheefficiencyandprecisionoftheimagecompressiongreatly.【Keywords】DCTtransformImagecompressionSimulationbyMATLAB【TypeofThesis】theoryresearchsoftwaredesign基于DCT的图像压缩技术研究与仿真1前言如今，人类已步入信息化社会，新信息技术革命使人类被日益增多的多媒体信息所包围，这也正好迎合了人类对提高视觉信息的需求。多媒体信息主要有三种形式：文本、声音和图像。从信息传输的发展史（电报、电话、传真、收音机、电视机直至现在的网络）可以看出，人们逐渐将信息传输的重点从声音转向图像，然而图像是三种信息形式中数据量最大的，这给图像的传输和存储带来了极大的困难，已经成为图像通信发展中的瓶颈。图像的数字化表示使得图像信号可以高质量地传输，并便于图像的检索、分析、处理和存储。但是数字图像的表示需要大量的数据，必须进行数据的压缩。即使采用多种方法对数据进行压缩，其数据量仍然巨大，对传输介质、传输方法和存储介质的要求较高。因而快速的图像压缩编码技术，对于许多以图像数据为基础的应用场合具有非常重要的意义。也正是由于图像压缩编码技术及传输技术的不断发展、更新，推动了现代多媒体技术应用的迅速发展。图像压缩技术的应用为传真、视频点播、电视会议、医用图像传输等领域带来了巨大经济效益。在计算机数字图像文件常用格式中,目前常用的图像文件格式有十几种,其中作为静止图像压缩编码技术国际标准推出的JPEG格式由于占用空间小,图像质量高,而为用户广泛采用。在JPEG各类图像压缩算法中,基于离散余弦变换(DCT,DiscreteCosineTransform)的图像压缩编码过程称为基本顺序过程,它应用于绝大多数图像压缩场合,并且它能在图像的压缩操作中获得较高的压缩比。另外,重构图像与源图像的视觉效果基本相同。DCT变换是在最小均方误差条件下得出的最佳正交变换,且已获得广泛应用,并成为许多图像编码国际标准的核心。DCT变换的变换核心为余弦函数,计算速度较快,有利于图像压缩和其他处理。MATLAB是由美国Math2Works公司推出的用于数值计算和图形处理的科学计算软件,它集数值分析、矩阵计算、信号处理和图形显示多种功能于一体,构成了一个方便的界面,友好的用户环境。本文主要应用MATLAB6.5中发布的影像处理工具箱中的相关函数和命令来实现基于DCT的图像压缩编码理论算法的仿真。基于DCT的图像压缩技术研究与仿真21图像压缩编码1.1数字图像处理数字图像处理是利用计算机（或数字技术）对图像信息进行加工处理，以改善图像质量、压缩图像数据或从图像数据中获取更多信息。数字图像处理的主要方法可分为两大类：空域法和变换域法。a.空域法把图像看作是平面中各个象素组成的集合，然后直接对这个二维函数进行相应的处理。b.频域法（变换域法）首先对图像进行正交变换，得到变换域系数阵列，然后再实行各种处理，处理后再反变换到空间域，得到处理结果。这类处理包括：滤波、