【正文】 多媒體通信畢業(yè)設(shè)計論文 目錄 目錄 ................................................................................................................................. 1 摘要 ................................................................................................................................. 2 Abstract ............................................................................................................................ 3 1. 設(shè)計要求 ..................................................................................................................... 4 2. JPEG 圖像壓縮原理 ...................................................................................................... 5 圖像壓縮技術(shù)簡介 ............................................................................................... 5 圖像壓縮基本原理 ....................................................................................... 6 顏色空間轉(zhuǎn)換以及圖像分量采樣 ................................................................ 6 離散余弦變換（ DCT） ............................................................................... 9 系數(shù)量化 ..................................................................................................10 Zigzag 掃描排序 ........................................................................................11 DC 系數(shù)調(diào)制編碼 ......................................................................................12 系數(shù)調(diào)制編碼 .......................................................................................13 霍夫曼編碼 ..............................................................................................15 JPEG 壓縮要求 ....................................................................................................16 JPEG 解碼原 理 ....................................................................................................16 3. 基于 MATLAB 的算法實現(xiàn) .........................................................................................21 JPEG 壓縮設(shè)計 ....................................................................................................21 基于 DCT 變換系統(tǒng)設(shè)計 ......................................................................................22 量化程序設(shè)計 ....................................................................................................23 Z 掃描系統(tǒng)設(shè)計 ..................................................................................................24 霍夫曼編碼設(shè)計 .................................................................................................25 4. 仿真 ...........................................................................................................................26 5. 總結(jié) ...........................................................................................................................28 6. 參考文獻 ....................................................................................................................29 附錄 1 .............................................................................................................................30 附錄 2 .............................................................................................................................33 摘要 圖像的數(shù)字化表示使得圖像信號可以高質(zhì)量地傳輸，并便于圖像的檢索、分析、處理和存儲。但是數(shù)字圖像的表示需要大量的數(shù)據(jù)， 必須進行數(shù)據(jù)的壓縮。因此圖像壓縮編碼技術(shù)的研究顯得特別有意義，也正是由于圖像壓縮編碼技術(shù)及傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展、更新，推動了現(xiàn)代多媒體技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展。 本設(shè)計在研究 JPEG 壓縮編碼對圖像數(shù)據(jù)壓縮的基本原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計了JPEG 仿真方案和程序?qū)崿F(xiàn)流程，根據(jù)流程圖編寫了 JPEG 壓縮編碼的仿真程序，并利用 MATLAB 軟件對仿真程序進行了調(diào)試，驗證了 JPEG 壓縮編碼對圖像數(shù)據(jù)壓縮的可行性。 通過運行 JPEG 仿真程序輸出了原圖像，重建圖像，以及二者的差值圖像，通過直觀比較，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過 JPEG 仿真程序壓縮后的圖像仍有 很好的視覺效果。通過對輸出的壓縮比，峰值信噪比等參數(shù)的研究，科學(xué)的論證了 JPEG 壓縮編碼對圖像數(shù)據(jù)巨大的壓縮效果以及良好的壓縮質(zhì)量。 實驗結(jié)果表明基于 DCT 變換的 JPEG 圖像壓縮方法簡單、方便 ,既能保證有較高的壓縮比，又能保證有較好的圖像質(zhì)量，應(yīng)用 MATLAB 仿真出來的結(jié)果較好的反應(yīng)了其編碼算法原理。 關(guān)鍵詞 ： JPEG， DCT， MATLAB，圖像壓縮 Abstract Digital images that make highquality image signal can be transmitted, and to facilitate image retrieval, analysis, processing and storage. But the digital images that require large amounts of data, the data must be pressed. Therefore, image pression coding technology research is particularly meaningful, and because the image pression technology and transmission technology continues to develop, update and promote the application of modern multimedia technology to develop rapidly. I have JPEG pression indepth study on the basic principles of image data pression based on JPEG emulator hands drawn flow chart, flow chart was prepared according to JPEG pression simulation program, and the simulation program using MATLAB software was debugged to verify the JPEG pression of image data pression is feasible. Simulation program by running the output of the original JPEG image, reconstructed image, and the difference between the two images, by visual parison, found through simulation program pressed JPEG image is still very good visual effects. Compression ratio on the output peak signal to noise ratio and other parameters of the study, scientific proof of the JPEG image data pression coding of the great pression and good pression quality. Keywords:JPEG, Huffman, DCT, quantization, MATLAB simulation 圖像通信之前需要進行數(shù)據(jù)量壓縮，編程實現(xiàn) JPEG 圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)的主要環(huán)節(jié)，完成壓縮和解壓過程，計算壓縮比。 要求：將彩色圖像進行顏色空間轉(zhuǎn)換、對不同的顏色分量進行不同的采樣、對于 3個分量進行 8 8 的 DCT 變換、對 DCT 系數(shù)矩陣按照 JPEG 推薦的量化表進行量化；對量化后的系數(shù)進行 Z 形掃描，最后進 行熵編碼，形成碼流，計算比特數(shù)，和壓縮比。解壓從量化后的 DCT 系數(shù)表開始逆向進行。 通過分析知道本次設(shè)計要求主要是對圖像進行壓縮處理，涉及了 JPEG 圖像壓縮的環(huán)節(jié)，掌握其過程原理。 圖像壓縮原理 圖像壓縮技術(shù)簡介 圖像壓縮 是 減少表示數(shù)字圖像時需要的數(shù)據(jù)量 圖像數(shù)據(jù)的壓縮基于兩點：（ 1） 圖 像信息存在著很大的冗余度，數(shù)據(jù)之間存在著相關(guān)性，如相鄰像素之間色彩的相關(guān)性等。（ 2）人眼是圖像信息的接收端。因此，可利用人的視覺對于邊緣急劇變化不敏感（視覺掩蓋效應(yīng)），以及人眼對圖像的亮度信 息敏感、對顏色分辨率弱的特點實現(xiàn)高壓縮比，而解壓縮后的圖像信號仍有著滿意的主觀質(zhì)量。 圖像數(shù)據(jù)之所以能被壓縮，就是因為數(shù)據(jù)中存在著冗余。圖像數(shù)據(jù)的冗余主要表現(xiàn)為：圖像中相鄰 像素 間的相關(guān)性引起的空間冗余；圖像序列中不同幀之間存在相關(guān)性引起的時間冗余；不同彩色平面或頻譜帶的相關(guān)性引起的頻譜冗余。數(shù)據(jù)壓縮 的目的就是通過去除這些 數(shù)據(jù)冗余 來減少表示數(shù)據(jù)所需的比特數(shù)。由于圖像數(shù)據(jù)量的龐大 ,在 存儲 、傳輸、處理時非常困難 ,因此圖像數(shù)據(jù)的壓縮就顯得非常重要。 信息時代帶來了 “ 信息爆炸 ” ，使數(shù)據(jù)量大增，因此，無論傳輸或存儲都需要對數(shù)據(jù)進行有效的壓縮。在遙感技術(shù)中，各種航天探測器采用壓縮編碼技術(shù)，將獲取的巨