【正文】 （25）峰值信噪比（PSNR）常常被人們應(yīng)用到文章當(dāng)中，設(shè)a=21,K是表示一個(gè)像素點(diǎn)用的二進(jìn)制那么： PSNR=10lg （26）要是信息是視頻或者用于商業(yè)圖片的話，常用K=8，直接將a=256代入到上式。為了得到更加精確的數(shù)據(jù)，可以利用偶然誤差的高斯定理，當(dāng)一組測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)誤差為σ時(shí)，%的可能性是在（－σ，＋σ）區(qū)間內(nèi)。 設(shè)一個(gè)原始圖像為{a(I,j),0≤i≤M1,0≤j≤N1},相應(yīng)的編碼后的還原圖像為{a^（i,j），0≤i≤M1,0≤j≤N1},誤差圖像為{e(i,j)=a(i,j)a^(i,j),0≤i≤M1,0≤j≤N1},那么均方誤差表示為： （21） 但是需要考慮的，標(biāo)準(zhǔn)誤差并不是測(cè)量值的實(shí)際誤差，同樣也不是誤差范圍，它只是對(duì)這組測(cè)量數(shù)據(jù)可靠性的估計(jì)。常用的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有兩種：一種是客觀準(zhǔn)則；另一種是主觀準(zhǔn)則。一般采用正交變換,如離散余弦變換(DCT)、離散傅立葉變換(DFT)、WalshHadamard變換(WHT)和小波變換(WT),來實(shí)現(xiàn)壓縮算法。變換編碼 所謂的變換編碼就是把圖像中的時(shí)域信號(hào)放到頻域信號(hào)當(dāng)中進(jìn)行編碼。預(yù)測(cè)編碼 它是利用空間中相鄰數(shù)據(jù)的相關(guān)性,利用過去和現(xiàn)在出現(xiàn)過的點(diǎn)的數(shù)據(jù)情況來預(yù)測(cè)未來點(diǎn)的數(shù)據(jù)?；蛘咧辽偈菢O相似地找到相當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系,并且這種關(guān)系還可以讓編解碼之后的圖像沒有很強(qiáng)的失真。統(tǒng)計(jì)編碼 依據(jù)信號(hào)當(dāng)中每一種信息出現(xiàn)的概率編碼叫做統(tǒng)計(jì)編碼,它有別于預(yù)測(cè)編碼和變換編碼?；舴蚵幋a算術(shù)編碼行程編碼Lempel zev編碼②有損壓縮編碼種類預(yù)測(cè)編碼：DPCM，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償頻率域方法：正交變換編碼（如DCT），子帶編碼空間域方法：統(tǒng)計(jì)分塊編碼，模型基編碼基于重要性：濾波，子采樣，比特分配，向量量化③混合編碼有JBIG，H261，JPEG，MPEG，小波等技術(shù)。 編碼方法有許多種，從不同的角度出發(fā)有不同的分類方法。PCM只是將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，沒有對(duì)信號(hào)進(jìn)行任何壓縮[10]。以上工作奠定了信息編碼的理論基礎(chǔ)。 圖像編碼方法分類 1948年，奧立弗提出了第一個(gè)編碼理論脈沖編碼調(diào)制（Pulse Coding Modulation,PCM）。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來，數(shù)字信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)科學(xué)、多媒體技術(shù)和數(shù)字通信飛速發(fā)展，對(duì)圖像編碼的研究從靜止圖像擴(kuò)展到了運(yùn)動(dòng)圖像。圖像編碼主要就是研究壓縮數(shù)碼率[9]。 數(shù)據(jù)壓縮起源于人們對(duì)概率的認(rèn)識(shí)。去除冗余數(shù)據(jù)能夠節(jié)省存儲(chǔ)和傳輸中的數(shù)據(jù)，同時(shí)又不會(huì)損壞圖像信源的有效信息。 心理視覺冗余：由于人的眼睛看到的事物當(dāng)中，對(duì)于每一種東西都是一種感覺，即眼睛并不是對(duì)所有信息都有相同的敏感度，有些信息在通常的視覺感覺過程中與另外一些信息相比來說并不那么重要，這些信息可認(rèn)為是心理視覺冗余的，去除這些信息并不會(huì)明顯地降低所感受到的圖像的質(zhì)量。 結(jié)構(gòu)冗余：有些圖像存在較強(qiáng)的紋理結(jié)構(gòu)，如墻紙、草席等圖像，稱之存在結(jié)構(gòu)冗余。 時(shí)間冗余：在序列圖像（電視圖像、運(yùn)動(dòng)圖像）中，相鄰兩幀圖像之間有較大的相關(guān)性。一般情況下，圖像數(shù)據(jù)中可能存在著以下幾種冗余[7]： 空間冗余（像素間冗余、幾何冗余）：這種冗余常常出現(xiàn)在圖像數(shù)據(jù)當(dāng)中。采用數(shù)據(jù)技術(shù)去除不必要的冗余數(shù)據(jù)以減少所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是必然的選擇。 圖像編碼的必要性和可能性 一方面，近年來計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展為多媒體的發(fā)展創(chuàng)造了優(yōu)越的條件，多媒體已經(jīng)被人們廣泛的應(yīng)用于生活的各個(gè)領(lǐng)域。在這個(gè)理論框架下出現(xiàn)了幾種不同的無失真信源編碼方法，如霍夫曼編碼，算術(shù)編碼，字典編碼等，這些方法應(yīng)用于一幅數(shù)字圖像，壓縮率一般不超過2。2 圖像編碼概述在20世紀(jì)30～40年代開始慢慢了形成圖像編碼的理論，1948年香農(nóng)提出能使信源與信道匹配的香農(nóng)編碼，1949年香農(nóng)在《有噪聲時(shí)的通信》一文中提出了信道容量的概念和信道編碼定理，為信道編碼奠定了理論基礎(chǔ)。 （3）搜集圖像壓縮前后質(zhì)量主觀評(píng)定的數(shù)據(jù)，即把壓縮前后的圖片讓觀察者打分，根據(jù)圖像壓縮質(zhì)量主觀評(píng)定準(zhǔn)則打分，然后根據(jù)公式給出每種編碼的具體得分。為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，本文主要做了以下的工作： （1）編譯合適的程序，對(duì)于每種編碼算法都編譯對(duì)應(yīng)的壓縮程序，以期達(dá)到良好的壓縮效果，為以后評(píng)比個(gè)壓縮編碼算法的優(yōu)劣做準(zhǔn)備。 本課題為“圖像編碼技術(shù)研究”，首先對(duì)目前流行的多種圖像壓縮編碼算法進(jìn)行詳細(xì)的分析，并給出多種編碼算法對(duì)圖像進(jìn)行壓縮的具體實(shí)現(xiàn)程序，為以后研究各種編碼算法的優(yōu)劣打下基礎(chǔ)。第二代編碼方法多是80年代以后提出的新的編碼方法，如金字塔編碼、分形編碼、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的編碼、小波變換編碼、模型基編碼、分形壓縮等。由壓縮的方向分類，可以分為無損壓縮編碼和有損壓縮編碼兩種，有損壓縮又稱之為統(tǒng)計(jì)壓縮；而根據(jù)現(xiàn)有的常用的編碼方法，又可以劃分成三類編碼方法：統(tǒng)計(jì)編碼、預(yù)測(cè)編碼和變換編碼。 圖像編碼是信源編碼的一種，但是它真正作為一種科學(xué)研究，僅僅只有六十年左右[3]。 信息論為數(shù)據(jù)的編碼提供了理論基礎(chǔ)，信息論認(rèn)為每個(gè)信源中都或多或少的含有自然冗余度，這些冗余度有的來自于信源本身的相關(guān)性，又有的來自于信源概率分布的不均勻性中。編碼減少了數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)空間，這樣無論是在數(shù)據(jù)傳輸還是在數(shù)據(jù)處理的時(shí)候都會(huì)給我們帶來非常大的便利。 圖像數(shù)據(jù)是眾多數(shù)據(jù)類型中的一種，也是數(shù)據(jù)壓縮的一個(gè)關(guān)鍵部分，因?yàn)閳D像具有與文字、語音等其他數(shù)據(jù)不同的特點(diǎn)，所以需要特別加以研究。圖像編碼不僅是各種媒體壓縮和傳輸?shù)幕A(chǔ)，也是影響媒體壓縮效果好壞的關(guān)鍵因素[1]。為了能對(duì)圖像信息進(jìn)行有效的處理，對(duì)數(shù)字圖像信息進(jìn)行壓縮是大勢(shì)所趨。在未來的信息世界中，大部分的信息是以數(shù)字化的方式來表示、存儲(chǔ)和傳輸?shù)模谶@些數(shù)字化信息中絕大部分是圖像信息。Image Compression Encoding AlgorithmRen Lei(Grade11,Class2,Major of Communication Engineering，School of Physics and Telemunication Engineering , Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723003,China)Tutor:Chen LiAbstract:Image coding is a technology of showing image or information in images,which must be in certain qualities such as the SNR requirment and subjective paper studies the mathematic model and principle of Huffman coding ,arithmetic coding and DPCM coding,the algorithms are pared and described in ,three algorithms are simulated in Matlab and their charicteristics are verified.keyword:Image coding。算術(shù)編碼。 [關(guān)鍵詞]圖像編碼；matlab。本文研究了霍夫曼編碼、算術(shù)編碼、DPCM編碼的數(shù)學(xué)模型、原理，對(duì)這幾種編碼算法進(jìn)行詳細(xì)描述比較。 1517周：撰寫畢業(yè)論文，完成畢業(yè)答辯。 811周：對(duì)現(xiàn)有的編碼算法在MATLAB下仿真驗(yàn)證。 六、畢業(yè)設(shè)計(jì)的進(jìn)度安排：13周：查找資料，文獻(xiàn)。一般用線性預(yù)測(cè)和正交變換進(jìn)行去相關(guān)處理；與之相對(duì)應(yīng)，圖像編碼方案也分成預(yù)測(cè)編碼和變換域編碼兩大類。圖像編碼方案圖像編碼系統(tǒng)的發(fā)信端基本上由兩部分組成。因此，在圖像數(shù)字化的同時(shí)，往往必須進(jìn)行頻帶壓縮。通信工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目 圖像編碼技術(shù)研究 陜西理工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書院(系) 物理與電信工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 通信工程(通信1102) 學(xué)生姓名 任蕾 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 圖像編碼技術(shù)研究 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)工作自 2014 年 12 月 9 日 起至 2015 年 6 月 20 日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行地點(diǎn): 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)完成內(nèi)容及相關(guān)要求： 內(nèi)容要求：模擬圖像信號(hào)數(shù)字化是對(duì)信號(hào)在時(shí)間上抽樣、幅度上分層并轉(zhuǎn)換為數(shù)碼的過程。這一典型的數(shù)字化過程大大增加對(duì)傳輸信道容量的要求。只有將圖像數(shù)字化后對(duì)傳輸信道容量的要求降低到接近于、甚至小于圖像模擬傳輸時(shí)的數(shù)值，圖像的數(shù)字傳輸才有可能得到廣泛應(yīng)用。首先,對(duì)經(jīng)過高精度模數(shù)變換的原始數(shù)字圖像進(jìn)行去相關(guān)處理，去除信息的冗余度；然后，根據(jù)一定的允許失真要求，對(duì)去相關(guān)后的信號(hào)編碼即重新碼化。 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)收集資料及參考文獻(xiàn)： 圖像編碼方向碩博論文10篇，外文文獻(xiàn)3篇以上，近年中文文獻(xiàn)10篇以上。 47周：研究現(xiàn)有圖像預(yù)測(cè)編碼、變換域編碼，對(duì)編碼的算法作詳細(xì)研究整理。 1214周：分析試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)比各種增強(qiáng)算法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，嘗試改進(jìn)算法。 指導(dǎo)教師簽名 陳莉 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽名 熊曉軍王戰(zhàn)備 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)簽名 批準(zhǔn)日期 20150111 圖像編碼技術(shù)研究任蕾（陜西理工學(xué)院 物理與電信工程學(xué)院 通信工程專業(yè) 通信1102班，陜西 漢中 723003）指導(dǎo)教師：陳莉 [摘要]圖像編碼是指在滿足一定質(zhì)量（信噪比的要求或主觀評(píng)價(jià)得分）的條件下，以較少比特?cái)?shù)表示圖像或圖像中所包含信息的技術(shù)。最后在matlab下對(duì)以上三種算法進(jìn)行仿真，驗(yàn)證了各種算法特性。霍夫曼編碼。DPCM編碼。matlab；Huffman coding；arithmetic coding；DPCM coding.目錄1緒論 1 1 1 12 圖像編碼概述 2 2 3 圖像編碼質(zhì)量的評(píng)價(jià) 4 圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià) 4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)的主觀準(zhǔn)則 5 6 6 6 霍夫曼編碼的實(shí)現(xiàn)過程 7 8 8 9 9 9 10 10 10 11 13 13 13 13 14 14 DPCM編碼 14 DPCM編碼的基本原理 14 DPCM編碼的實(shí)現(xiàn)過程 16 DPCM編碼的實(shí)現(xiàn)及評(píng)價(jià) 19 19 19 19 19 20致謝 21附錄A 英文文獻(xiàn)原文 37附錄B 英文文獻(xiàn)翻譯 37附錄C 源程序 50陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1緒論 以通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)為主的