【正文】 我們建立GUI的時間。GUI是未來的趨勢，因為人類對于圖形辨識的能力遠超過其他表達方式，因此借助GUI程序能夠設計出專屬某個主題的圖形化界面，使初次接觸的使用者也能夠快速且容易上手。考慮到用戶是初學者而且可能是非專業(yè)計算機人員，所以晃面的設計與使用十分方便，大多數(shù)功能均采用菜單按鈕，用戶只需要利用鼠標或鍵盤就能方便地操作它?，F(xiàn)在，圖形界面己在人機交互方式中占主導地位，這主要是由于它給用戶帶來了操作和控制的方便與靈活性。程序清單見附錄。然后利用二值掩膜壓縮DCT的系數(shù)，這里只保留DCT變換的10個系數(shù)。這種實現(xiàn)方法比調(diào)用函數(shù)dct2要快很多。例如，在實現(xiàn)JPEG壓縮時，要多次實現(xiàn)大小為88的圖像塊的DCT，為了實現(xiàn)這種變換，首先采用函數(shù)dctmtx得到矩陣D，即利用語句D=dctmtx(8)，然后，對每一個圖像塊執(zhí)行運算B=D*A*D’。要實現(xiàn)A的二維離散余弦變換，只需計算D*A*D’。變換矩陣方法非常適合做88或1616的圖像塊的DCT變換，主要利用dctmtx函數(shù)來計算變換矩陣。(3)簡化公式 在二維離散余弦變換中，通常數(shù)字圖像用像素方陣表示，在這種情況下，二維離散余弦的正反變換可簡化為： （） （）其中在MATLAB的仿真實現(xiàn)中，主要是采用二維OCT變換的矩陣式定義來實現(xiàn)的，矩陣義可以表示為： （）其中[f（x，y）]是空間數(shù)據(jù)陣列，[f（x，y）]是變換系數(shù)陣列，[A]是變換矩陣，[A]是[A]的轉(zhuǎn)置。(2)反變換公式 ()其中0xM1，0yN1 式中的x，y為空間域采樣值，u，v為頻率域采樣值。假設矩陣A的大小為MN，用f（x，y）表示矩陣中的元素，則離散余弦變換（DCT）正反變換公式為[3]：(1)正變換公式 其中0uM1,0vN1 （） 說明：（u，v）稱為矩陣A的DCT系數(shù)。在解碼過程中，先對已編碼的量化的系數(shù)進行解碼，然后求逆量化并利用二維DCT反變換把DCT系數(shù)轉(zhuǎn)化為88樣本像塊，最后將反變換后的塊組合成一幅圖像。JPEG算法被確定為JPEG國際標準，它是國際上彩色、灰度、靜止圖像的第一個國際標準。圖像的二維離散余弦變換(Discrete Cosine Transform)簡稱DCT變換是最小均方誤差條件下得出的次最佳正交變換，且已獲得廣泛應用，大多數(shù)情況下，DCT用于壓縮圖像，并成為許多圖像編碼國際標準的核心，JPEG圖像格式的壓縮算法采用的就是DCT變換算法。 DCT是一種可逆變換，離散反余弦變換定義如下：　　　 ()其中，Bpq稱為矩陣A的DCT系數(shù)。 0≤p≤M1，0≤q≤N1其中 DCT變換利用傅立葉變換的性質(zhì)，采用圖像邊界褶翻將圖像變換為偶函數(shù)形式，然后對圖像進行二維傅立葉變換，變換后僅包含余弦項，所以稱之為離散余弦變換。利用這些圖像處理工具箱，并結合其強大的數(shù)據(jù)處理能力，我們可不必關心圖像文件的格式、讀寫、顯示等細節(jié)，而把精力集中在算法研究上，大大提高了工作效率。MATLAB提供了15類圖像處理函數(shù)，涵蓋了包括近期研究成果在內(nèi)的幾乎所有的圖像處理方法。MATLAB的圖像處理工具箱功能十分強大，支持的圖像文件格式豐富，如*.BMP、*.JPEG、*.6IF、*.TIFF、*.PCX、*.HDF、*.XWD、*.PNG等。如RGB圖像則需要一個三維數(shù)組，3個數(shù)據(jù)維分別對應于某像素點的紅色、綠色和藍色強度值。例如，由200行和300列的不同顏色點組成的一幅圖像在MATLAB中采用200300的矩陣存儲。第3章 離散余弦變換的MATLAB實現(xiàn) MATLAB圖像處理工具箱MATLAB中的基本數(shù)據(jù)結構是由一組有序的實數(shù)或復數(shù)元素構成的數(shù)組，圖像對象的表達采用的是一組有序的灰度或彩色數(shù)據(jù)元素構成的實值數(shù)組。反量化時將以上二維矩陣中的每一個像素值乘以量化因子Q。生成的一維字符矩陣即為實際中要傳輸?shù)男蛄?，壓縮后的圖像數(shù)據(jù)在信道中進行傳輸。Huffman編碼時，首先對經(jīng)DCT變換及量化后的圖像收據(jù)掃描一遍，計算出各種像素出現(xiàn)的概率；然后按概率的大小指定不同長度的唯一碼字，由此得到一張Huffman表?！傲炕钡闹饕蝿帐怯糜邢迋€離散電平來近似表達已抽取出的信息。由于該低頻分量包含了圖像的主要信息，而高頻分量與之相比就不那么重要了，所以可以忽略高頻分量，從而達到壓縮的目的?！　??？梢远x壓縮比為： ()信源的平均信息量稱為“熵”（entropy），可以表示為： ()　　對上式取以2為底的對數(shù)時，單位為比特（bits）： ()根據(jù)香農(nóng)（Shannon）無噪聲編碼定理，對于熵為H的信號源，對其進行無失真編碼所可能達到的最低比特數(shù)為，這里為一任意小的正數(shù)，因此可能達到的最大壓縮比為： ()其中B是原始圖像的平均比特率[7]?！　〖僭O有一個無記憶的信源，它產(chǎn)生的消息為{ai}，1≤i≤N，其出現(xiàn)的概率是已知的，記為P(ai)。大類，前者在解碼時可以精確地恢復原圖像，沒有任何損失；后者在解碼時只能近似原圖像壓縮是通過刪除圖像數(shù)據(jù)中冗余的或者不必要的部分來減小圖像數(shù)據(jù)量的技術，壓縮過程就是編碼過程，解壓縮過程就是解碼過程。[6]。屬于這類編碼方法的如分形編碼等。(4) 模型編碼：利用模型的方法，對需傳輸?shù)膱D像進行參數(shù)估測。統(tǒng)計編碼消除的是信息熵冗余。(3) 統(tǒng)計編碼：主要用于對相互獨立、無相關性的消息序列構成的無記憶信源進行壓縮。變換編碼可以消除空間冗余和時間冗余。屬于這類編碼的主要有DPCM、ADPCM等。對預測的要求是必須較為準確。圖像編碼也可以按照編碼所在數(shù)據(jù)域主要分為空間域編碼和變換域編碼兩大類，此外還有模型編碼、矢量量化編碼和神經(jīng)網(wǎng)絡編碼等眾多方法。無損、冗余壓縮：可逆，壓縮比較高，信息保持型數(shù)據(jù)壓縮。圖像壓縮的效果好與不好，關鍵要看三樣指標：一是壓縮比要大，二是壓縮算法簡單、速度快，三是恢復效果好。ⅲ.自然的與合成的圖像編碼及其混合編碼。其特點有：ⅰ.基于內(nèi)容的交互性：基于內(nèi)容的多媒體數(shù)據(jù)訪問、基于內(nèi)容的碼流操作和編輯。由于低碼率下實現(xiàn)多媒體通信在技術上更為困難和復雜，提供各種業(yè)務，+++。“Terminal for Low Bitrate Multimedia Communation”的主要組成部分。MPEG2從技術上促進了計算機、廣播電視、數(shù)字通信三大領域的交匯融合，并發(fā)揮出了巨大的作用。MPEG2在技術、功能、語法結構、選擇項、可分級性和應用范圍等方面比MPEGMPEG2包括系統(tǒng)、視頻、音頻和測試，與MPEG1后向兼容。MPEG1主要面向數(shù)字存儲媒體，應用于多媒體計算機、教育與訓練、演示與咨詢服務、創(chuàng)作與娛樂、電子出版物、數(shù)字視聽系統(tǒng)VCD以及VOD、交互式電視ITV等領域。它是MPEG專家組的第一階段成果，1993年正式通過為國際標準。(4) MPEG1標準MPEG是活動圖像專家組Moving Pictuer Experts Group的簡稱。ⅷ.基于內(nèi)容的描述。ⅵ.容錯性。ⅳ.感興趣區(qū)域壓縮：可以指定圖片上感興趣的區(qū)域（Region of Interest），然后在壓縮時對這些區(qū)域指定壓縮質(zhì)量，或在恢復時指定某些區(qū)域的解壓縮要求。ⅲ.漸進傳輸：采用JPEG2000格式的圖像支持漸進傳輸。JPEG2000的主要特征如下：ⅰ.高壓縮率：由于采用離散小波變換，圖像可以轉(zhuǎn)換成一系列“小波”，壓縮比可比JPEG提高10%~30%，而且壓縮后的圖像顯得更加細膩平滑。主要應用于彩色產(chǎn)值、靜止圖像、可視通訊、印刷出版、新聞圖片、醫(yī)學和衛(wèi)星圖像的傳輸、檢索和存儲。1992年作為靜止圖像壓縮算法的國際標準正式推出。其應用目標是可視電話和會議電視，其對圖像質(zhì)量的要求不很高。有關圖像編碼的若干國際標準（建議）的名稱、主要目標和內(nèi)容以及應用范圍如下[4]：(1) （視頻）壓縮編碼的第一個國際標準化建議，其全稱為“p64kbit/s(p=1~30)視聽業(yè)務的視頻編解碼器”。這些標準圖像編碼算法融合了各種性能優(yōu)良的傳統(tǒng)圖像編碼方法，是對傳統(tǒng)編碼技術的總結，代表了目前圖像編碼的發(fā)展水平。統(tǒng)一的國際標準是不同國家地區(qū)和廠商的產(chǎn)品能夠相互兼容和協(xié)調(diào)的基礎。信息技術的突出特點是互操作性和全球聯(lián)網(wǎng)。圖像質(zhì)量評分評價尺度非常好的圖像5分絲毫看不出圖像質(zhì)量變壞好的圖像4分能看出質(zhì)量變壞，但不妨礙觀看中等的圖像3分清楚看出圖像質(zhì)量變壞，稍妨礙觀看差的圖像2分對觀看較有影響非常差的圖像1分非常嚴重的質(zhì)量變壞，基本不能觀看主觀評價和客觀評價之間有一定聯(lián)系，但不能完全等同，由于客觀評價比較便，很有說服力，故在一般的圖像壓縮研究中被采用。