圖像統(tǒng)計編碼演示程序的設計_畢業(yè)設計論文-展示頁
2024-09-09 20:28本頁面
【正文】 的出現(xiàn)，使得其處理速度越來越快，能更好的為人們服務。 (21) 霍夫曼編碼實現(xiàn)效果 (5) 系統(tǒng)方框圖 (5) 系統(tǒng)運行環(huán)境 (4) 3 圖像統(tǒng)計編碼程序設計 (3) 霍夫曼編碼算法 (3) 圖像統(tǒng)計編碼 (1) 關鍵詞 第 1 頁 共 19 頁 畢業(yè)論文（設計） 題 目： 圖像統(tǒng)計編碼演示程序的設計 學 制： 4 年 專 業(yè)： 通信工程 [鍵入文字 ] 第 2 頁 共 19 頁 目 錄 摘要 (1) 1matlab 簡介 (1) 概述 (1) 在數(shù)字圖像處理中的應用 (2) 2 數(shù)字圖像處理 (3) 概述 (3) 霍夫曼編碼 (5) 總體方案設計 (5) 功能模塊劃分 (6) 各模塊功能實現(xiàn)程序 (7) 4 測試和調(diào)試 (21) 算術編碼的結(jié)果 (23) 6 總結(jié) (25) 參考文獻 (25) Abstract 數(shù)字圖像處理是一種通過計算機采用一定的算法對圖形圖像進行處理的技術。圖像處理的信息量很大，對處理速度的要求也比較高。本文介紹了 MATLAB 語言的特點 ,基于 MATLAB 的數(shù)字圖像處理環(huán)境，介紹了如何利用MATLAB 及其圖像處理工具箱進行數(shù)字圖像處理，并通過一些例子來說明利用 MATLAB 圖像處理工具箱進行圖像處理的方法。 關鍵詞： MATLAB；數(shù)字圖像處理；圖像統(tǒng)計編碼；霍夫曼編碼 1 MATLAB 簡介 MATLAB 概述 MATLAB 是 MATrix LABoratory（“矩陣實驗室”）的縮寫，是由美國MathWorks 公司開發(fā)的集數(shù)值計算、符號計算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強大、操作簡單的語言。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達式與數(shù)學 ,工程中常用的形式十分相似 ,故用 MATLAB 來解算問題要比用 C,FORTRAN 等語言完相同的事情簡捷得多。所支持的圖像處理操作有 :圖像的幾何操作、鄰域和區(qū)域操作、圖像變換、圖像恢復與增強、線性濾波和濾波器設計、變換 (DCT 變換等 ) 、圖像分析和統(tǒng)計、二值圖像操作等。 （ 1） 圖像文件格式的讀寫和顯示。 （ 2） 圖像處理的基本運算。例如， conv2(I， J)實現(xiàn)了 I， J 兩幅圖像的卷積。 MATLAB 提供了一維和二維離散傅立葉變換 (DFT) 、快速傅立葉變換 (FFT) 、離散余弦變換 (DCT) 及其反變換函數(shù)，以及連續(xù)小波 變換(CWT)、離散小波變換 (DWT)及其反變換。針對圖像的統(tǒng)計計算 MATLAB 提供了校正、直方圖均衡、中值濾波、對比度調(diào)整、自適應濾波等對圖像進行的處理。針對二值圖像， MATLAB 提供了數(shù)學形態(tài)學運算函數(shù)；腐蝕 (Erode)、膨脹 (Dilate)算子，以及在此基礎上的開 (Open)、閉 (Close)算子、厚化 (Thicken) 、薄化 (Thin) 算子等豐富的數(shù)學形態(tài)學運算。具體的用法可參考 MATLAB豐富的幫助文檔。 2 數(shù)字圖像處理 概述 圖像處理就是對圖像信息進行加工處理，以滿足人得視覺心理和實際應用的需求。所謂數(shù)字圖像處理，就是利用數(shù)字計算機或其他高速、大規(guī)模集成數(shù)字硬件，對從圖像信息轉(zhuǎn)換來的數(shù)字電信號進行某些數(shù)字運算或處理，一起提高圖像質(zhì)量或達到人們要求的某些與預期的結(jié)果。應用計算機處理圖像精度高，改變軟件即可變換處理方法，靈活方便。 圖像統(tǒng)計編碼 統(tǒng)計編碼又稱熵編碼，他建立在圖像統(tǒng)計特征基礎之上的數(shù)據(jù)壓縮方法。 熵編碼即編碼過程中按熵原理不丟失任何信息的編碼。常見的熵編碼有： LZW 編碼、香農(nóng) (Shannon)編碼、霍夫曼 (Huffman)編碼和 算術編碼 (arithmetic coding)?；舴蚵幋a有時有稱為最佳編碼（一般直接稱為霍夫曼編碼），最初主要用于文本文件壓縮。在具有相同信源概 率分布的前提下，他的平均碼字長度比其他任何一種有效編碼方法都短。以統(tǒng)計數(shù)據(jù)代替實際概率分布，可能會導致實際應用時霍夫曼編碼無法達到最佳編碼效果，應用中可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)序列自適應的匹配信源概率分布的方法，這樣能在一定程度上能改進霍夫曼編碼的性能。與霍夫曼編碼相似，當信源符號出現(xiàn)的概率正好為 2 的負冪次方時，香農(nóng)編 碼的編碼效率可以達到 100% 從理論上分析，采用霍夫曼編碼可以獲得最佳信源字符編碼效果，但實際應用中，由于信源字符出現(xiàn)的概率并非滿足 2 的負冪次方，因此往往無法達到理論上的編碼效率和信息壓縮比。算術編碼是信息保持型編碼，他不像霍夫曼碼，無需為一個符號設定一個碼字。選擇不同的編碼方式，將直接影響到編碼效率。這也是算術編碼優(yōu)于霍夫曼編 碼的地方之一。不足之處是實現(xiàn)算術編碼算法的硬件比霍夫曼編碼復雜。 Huffman 編碼的步驟： l）將信號源的符號按照出現(xiàn)概率遞減的順序排列。 3）重復進行步驟 1 和 2 直到概率相加的結(jié)果等于 1 為止。 5）記錄下概率為 1 處到當前信號源符號之間的 0， l 序 列，從而得到每個符號的編碼。 算術編碼不是將單個信源符號映射成一個碼字，而是把整個信源表示為實數(shù)線上的 0 到 1 之間的一個區(qū)間，其長度等于該序列的概率。消息序列中的每個元素 第 6 頁 共 19 頁 都要縮短為一個區(qū)間。當區(qū)間變小時，就需要更多的數(shù)位來表示這個區(qū)間。 系統(tǒng)方框圖 ① Huffman 編碼： ②算術編碼： 開始 加載圖像 將圖像轉(zhuǎn)換成無符號的 8 位整數(shù) 調(diào)用 Huffman 編碼程 序進行壓縮 調(diào)用 Huffman 解碼程 序進行解碼 結(jié)束 子程序：函數(shù)調(diào)用 顯示圖像，原始圖像和經(jīng)編碼解碼后的圖像顯示壓縮比 第 7 頁 共 19 頁 各功能模塊的主要實現(xiàn)程序 用 Matlab程序?qū)崿F(xiàn) Huffman 編碼 clear X = imread(39。)。 %將該圖 片定義為無符號 8 為整數(shù) [zipped, info] =huffencode(data)。 %調(diào)用 Huffman 解碼程序進行解碼 subplot(121)。 %顯示原圖像 subplot(122)。 %顯示經(jīng)編碼、解碼后的圖像 erms = pare(data( :),unzipped( :)) %計算兩幅圖
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