【文章內容簡介】 》報告 第 7 頁 Z 形掃描 游程編碼 DCT 系數量化后，構成一個稀疏矩陣，用 Z（ Zigzag）形掃描將其變成一維數列，將有利于 游程編碼 。 Z 形掃描的順序如圖 34。 圖 35 Z 形掃描順序圖 游程編碼是一種統(tǒng)計編碼，該編碼屬于無損壓縮編碼，是柵格數據壓縮的重要編碼方法。 游 程編碼 的基本原理是：用一個符號值或串長代替具有相同值的連續(xù)符號，使符號長度少于原始數據的長度。只在各行或者各列數據的代碼發(fā)生變化時，一次記錄該代碼及相同代碼重復的個數，從而實現(xiàn)數據的壓縮。 游程 編碼運算簡單，適用于機器存儲容量小，數據需大量壓縮，而又要避免復雜的編碼和解碼運算，增加處理和操作時間的情況 [2]。 本設計中利用兩個函數 和 分別實現(xiàn) Z 字形游程的編碼解碼。 由于 DCT 變換后右下角頻率高，左上角頻率分量低。而人眼對高頻成分識別小，對低頻成分識別大。量化后 0 主要集中在右下方，于是 Z 字形掃描對于游程編碼才有利 [4]。主要思路是將原矩陣的每個元素變化為用兩個元素 [a， b]表示， a 表示在這個元素之前 0 的個數， b 表示這個元素是什么。當發(fā)現(xiàn)之后的多有元素都是 0 的時候用 [0， 0]作為結束標志。這樣，只要矩陣中 0 的個數超過一半，編碼后數據量就比原來小。 由于在 8*8 中連續(xù)出現(xiàn)不為 0 的相同元素的幾率極小，因此運用游程 編碼的思想時只考慮出現(xiàn)的 0 的個數。 0 1 5 6 1 4 1 5 2 7 2 82 4 7 1 3 1 6 2 6 2 9 4 23 8 1 2 1 7 2 5 3 0 4 1 4 39 1 1 1 8 2 4 3 1 4 0 4 4 5 31 0 1 9 2 3 3 2 3 9 4 5 5 2 5 42 0 2 2 3 3 3 8 4 6 5 1 5 5 6 02 1 3 4 3 7 4 7 5 0 5 6 5 9 6 13 5 3 6 4 8 4 9 5 7 5 8 6 2 6 3《 信息處理系統(tǒng)綜合訓練 》報告 第 8 頁 不同量化系數圖像編解碼效果比較 量化系數 quotiety：程序中是將 Jpeg 標準量化矩陣 * quotiety 作為真正的量化矩陣。 quotiety 取值為大于 1 的任意實數。 下面以 JPEG 格式圖像為標準，取不同的量化系數 quotiety 進行比較 ，原始圖像大小為 ： 圖 41 原始圖像 圖 42 quotiety=1 時恢復圖像 此時壓縮編碼文件為 pressed_data 大小為 。 《 信息處理系統(tǒng)綜合訓練 》報告 第 9 頁 圖 43 quotiety=2 時 恢復圖像 此時壓縮編碼文件為 pressed_data 大小為 。 圖 44 quotiety=5 時恢復圖像 此時壓縮編碼文件為 pressed_data 大小為 。 圖 45 quotiety=10 時恢復圖像 此時壓縮編碼文件為 pressed_data 大小為 。 《 信息處理系統(tǒng)綜合訓練 》報告 第 10 頁 結論： 量化系數 quotiety 越大，壓縮率越高，圖像恢復的效果也越差。 量化會產生誤差，如果量化值放大，則有更多的 灰度值變 為 0，能夠提高 壓縮比。 不同 文件 類型 圖像編解碼比較 量化系數 quotiety 都取 5 時，對不同文件類型的 lena 圖進行編解碼 圖 46 原始圖像 下面為 JPEG 的 lena 圖編碼 的 解碼恢復圖像： 圖 47 JPEG 格式的恢復圖像 下面為 BMP 的 lena 圖編碼 的 解碼恢復圖像： 《 信息處理系統(tǒng)綜合訓練 》報告 第 11 頁 圖 48 BMP 格式的恢復圖像 下面為 PNG 的 lena 圖編碼 的 解碼恢復圖像： 圖 49 PNG 格式的恢復圖像 觀察三個恢復圖像， 在原始圖像相同的情況下， 三種文件格式下編解碼 解碼效果無太大差異。 當 量化系數 quotiety 取其他值時，三種文件格式編碼解碼效果也相同。由此可知，該系統(tǒng)可以用于 JPEG、 BMP、 PNG 等文件的壓縮編碼和解碼，且編碼解碼效果相同。 《 信息處理系統(tǒng)綜合訓練 》報告 第 12 頁 5．總結 本次信息處理系統(tǒng)綜合訓練讓我更熟悉地掌握 MATLAB 的功能，靈活運用MATLAB,加強對 MATLAB 軟件圖像處理的能力，掌握圖像的離散余弦變換對圖像進行壓縮，以及游程編碼等概念。在熟悉掌握 MATLAB 程序和操作的同時培養(yǎng)了我的獨立思考能力，鉆研精神，解決問題能力和動手能力。 雖然在此之前通過基礎強化訓練運用國 MATLAB 軟件并完成簡單圖像操作，但知道的只是最基本的的應用，對于 MATLAB 在圖像處理上的應用，我完全沒有理解。本次課程設計中通過查閱資料，閱讀程序并讀寫程序對 MATLAB 圖像應用有了更深的了解。我同時也認識到了 MATLAB 功能并不只是圖形的繪制及波形的處理，有著很多方面的運用，如繪制函數，處理音頻、圖像數據，創(chuàng)建用戶界面等功能，實為一個功能強大的軟件。在課設過程中每每編寫程序及操作時出現(xiàn)問題，我都會通過查閱資料，仔細檢查解決問題，經過一次次的修改完善，才出現(xiàn)最終的最優(yōu)結果。在這個過程中，面對問題不放棄不急躁，一次次改進，靜下心來慢慢解決，并細致完善細節(jié)，從而能培養(yǎng)一種良好的學 習心態(tài)和習慣。 數據壓縮技術的優(yōu)劣主要是由壓縮所能達到的壓縮倍數、從壓縮后的數據所能恢復的圖像的質量和算法的復雜度、解碼的速度等方面來衡量的?；?DCT 的混合編碼技術對于圖像的壓縮倍數可以達到幾十倍甚至上百倍，而且重建的圖像又具有較高的質量，因此得到廣泛的應用。用 MATLAB 來實現(xiàn)離散余弦變換的圖像壓縮，具有方法簡單、速度快、誤差小的優(yōu)點，免去了大量的矩陣計算，大大提高了圖像壓縮的效率和精度。 《 信息處理系統(tǒng)綜合訓練 》報告 第 13 頁 6．參考文獻 [1] 張秋臣 .淺談 MATLAB 分析及 UG 的運動仿真 [期刊論文 ] 錦繡， . [2] 祝本明 ， 劉桂華 . 一種改進的游程編碼算法 [期刊論文 ] 西南科技大學學 報 , . [3] [4] [5] 楊杰，黃朝兵 .數字圖像處理及 MATLAB 實現(xiàn) .北京： 電子工業(yè) 出版社 ，；