【正文】 ..................................................................... 13 小結(jié) .............................................................................................................................. 14 第 3 章 基于 MATLAB 的算法實(shí)現(xiàn) ............................................................................. 15 基于 DCT 的 JPEG 圖像壓縮編碼理論算法及 MATLAB 仿真基礎(chǔ) ....................... 15 基于 DCT 的 JPEG 圖像壓縮編碼算法的表述 .................................................. 15 結(jié) 合 仿真對上述算法的幾點(diǎn)解釋 ................................................ 15 仿真程序?qū)崿F(xiàn) ......................................................................................... 16 運(yùn)行環(huán)境說明 ........................................................................................................ 16 程序流程圖及實(shí)現(xiàn) ............................................................................................... 16 第 4 章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析 ................................................................................................... 20 程序運(yùn) 行結(jié)果顯示 ...................................................................................................... 20 結(jié)果分析 ...................................................................................................................... 21 總結(jié) ............................................................................................................................... 21 結(jié)論與展望 ......................................................................................................................... 22 致謝 ..................................................................................................................................... 23 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 24 附錄 A ................................................................................................................................. 25 外文文獻(xiàn) ............................................................................................................................. 25 附錄 B.................................................................................................................................. 29 主要參考文獻(xiàn)及摘要 ......................................................................................................... 29 附錄 C ................................................................................................................................. 31 程序清單 ............................................................................................................................. 31 數(shù)字圖像 JPEG 壓縮編碼算法研究 IV 插圖清單 圖 21 JPEG 壓縮編碼基本原理圖 ...................................................................................... 7 圖 22 矩陣分塊圖 ............................................................................................................... 8 圖 23 量化示意圖 ............................................................................................................... 9 圖 24 zigzag 掃描示意圖 ................................................................................................... 9 圖 25 Z 形排序過程 .......................................................................................................... 10 圖 26 編碼的流程圖 ......................................................................................................... 11 圖 27 完整 AC 編碼圖 ..................................................................................................... 12 圖 31 JPEG 仿真程序流程圖 ............................................................................................ 17 圖 41 原圖像 ..................................................................................................................... 20 圖 42 重建圖像 ................................................................................................................. 20 圖 43 差值圖像 ................................................................................................................. 21 V 表格清單 表 21 亮度量化值表 ..................................................................................................... 13 表 22 色度量化值表 ....................................................................................................... 14 表 23 Y 矩陣 DC 差值參考表 ......................................................................................... 16 表 24 Cb、 Cr 矩陣 DC 差值參考表 ............................................................................... 17 1 引言 隨著微電子、計算機(jī)和傳感器等技術(shù)的高速發(fā)展，世界已進(jìn)入信息時代，信息時代的重要特征是信息的數(shù)字化。單純靠增加通信干線的傳輸率的辦法是不現(xiàn)實(shí)的。這些冗余大部分來自圖像數(shù)據(jù)自身，一部分 來自外界環(huán)境和主觀因素。 A. Huffman于 1952年第一次發(fā)表了他的論文 “最小冗余度代碼的構(gòu)造方法 ”，從此，數(shù)據(jù)壓縮開始在商業(yè)程序中實(shí)現(xiàn)并被應(yīng)用在許多技術(shù)領(lǐng)域。 70年代末 80年代初，人們逐漸意識對于多數(shù)灰度或是彩色圖像乃至聲音文件，沒有必要忠實(shí)地保留其所有信息，在允許一定的精度損失的情況 下，可以實(shí)現(xiàn)更為有效的壓縮方法。 JPEG是1952年 ISO國際質(zhì)量認(rèn)證組織和國際通信聯(lián)盟聯(lián)合組成的。 這些程序的主要問題產(chǎn)生于這樣的一個事實(shí)：照片 圖像 的象素廣泛地分布在整個范圍。由于計算機(jī)柵的圖形 圖像通常來自對真實(shí)世界源的掃描，所有他們通常表達(dá)一個已經(jīng)不完美的照片的表達(dá)或是不完美的其他打印接著的表達(dá)。 圖形數(shù)據(jù)柵格化時，圖形顯示成一個象素流，每次一行地顯示在屏幕上，從左到右，從上到下。我們給出具體的數(shù)據(jù)來對比一下。這些方法基本上可以分為兩類：基于離散余弦變換的編碼和基于空間域預(yù)測編碼的方法。 5 JPEG壓縮編碼技術(shù)的目的與意義 近年來越來越多的研究人員開始注重圖像壓縮技術(shù)，其主要原因就在于圖像文件不 僅占據(jù)內(nèi)存空間，而且也占據(jù)大量的傳輸帶寬，這使得許多信息行業(yè)必須通過使用圖像壓縮系統(tǒng)，才能解決因?yàn)閳D像數(shù)據(jù)量大而帶來的存儲和傳輸問題。在將來的改進(jìn)過程中，我們還可以做到遠(yuǎn)端不必等待所有的數(shù)據(jù)都傳到，即可從傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)流中解壓出逐步清晰的圖像；用戶在觀察中可以多次指定新的感興趣區(qū)域，編碼過程在己經(jīng)發(fā)送的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上繼續(xù)編碼，而不需要重新開始。當(dāng)對其有損壓縮（大壓縮比）后發(fā)到地面后，有些細(xì)節(jié)就丟失了，而這些 細(xì)節(jié)往往正是我們關(guān)心的，因此在對這類圖像壓縮時，必須采用特殊的算法以保證在壓縮后能保留這些細(xì)節(jié)。 從信號系統(tǒng)的角度理解，數(shù)據(jù)的壓縮就是對原來信號進(jìn)行 某種變換。無損壓縮又稱信息保持編碼，或叫做熵保持編碼。 有損壓縮是有利用人眼的視覺特性有針對性地簡化不重要的數(shù)據(jù)，以減少總的數(shù)據(jù)量。而離散余弦變換（ DCT）是一種實(shí)變換，去相關(guān)能力僅次于 KL 變換，壓縮效果好，壓縮比易于調(diào)整，壓縮率高，易于硬件實(shí)現(xiàn)。雖然 JPEG 可以壓縮通常的紅綠藍(lán)分量，但在 YCbCr 空間的壓縮效果會更好。對灰度圖像而言，只有一個 Y 分量，