圖像統(tǒng)計(jì)編碼演示程序的設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-展示頁(yè)
2024-09-12 19:06本頁(yè)面
【正文】 的出現(xiàn)，使得其處理速度越來(lái)越快，能更好的為人們服務(wù)。 (21) 霍夫曼編碼實(shí)現(xiàn)效果 (5) 系統(tǒng)方框圖 (5) 系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境 (4) 3 圖像統(tǒng)計(jì)編碼程序設(shè)計(jì) (3) 霍夫曼編碼算法 (3) 圖像統(tǒng)計(jì)編碼 (1) 關(guān)鍵詞 第 1 頁(yè) 共 19 頁(yè) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目： 圖像統(tǒng)計(jì)編碼演示程序的設(shè)計(jì) 學(xué) 制： 4 年 專 業(yè)： 通信工程 [鍵入文字 ] 第 2 頁(yè) 共 19 頁(yè) 目 錄 摘要 (1) 1matlab 簡(jiǎn)介 (1) 概述 (1) 在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)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(shè)計(jì) (5) 功能模塊劃分 (6) 各模塊功能實(shí)現(xiàn)程序 (7) 4 測(cè)試和調(diào)試 (21) 算術(shù)編碼的結(jié)果 (23) 6 總結(jié) (25) 參考文獻(xiàn) (25) Abstract 數(shù)字圖像處理是一種通過(guò)計(jì)算機(jī)采用一定的算法對(duì)圖形圖像進(jìn)行處理的技術(shù)。圖像處理的信息量很大，對(duì)處理速度的要求也比較高。本文介紹了 MATLAB 語(yǔ)言的特點(diǎn) ,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(jìn)行數(shù)字圖像處理，并通過(guò)一些例子來(lái)說(shuō)明利用 MATLAB 圖像處理工具箱進(jìn)行圖像處理的方法。 關(guān)鍵詞： MATLAB；數(shù)字圖像處理；圖像統(tǒng)計(jì)編碼；霍夫曼編碼 1 MATLAB 簡(jiǎn)介 MATLAB 概述 MATLAB 是 MATrix LABoratory（“矩陣實(shí)驗(yàn)室”）的縮寫，是由美國(guó)MathWorks 公司開發(fā)的集數(shù)值計(jì)算、符號(hào)計(jì)算和圖形可視化三大基本功能于一體的，功能強(qiáng)大、操作簡(jiǎn)單的語(yǔ)言。 MATLAB 的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué) ,工程中常用的形式十分相似 ,故用 MATLAB 來(lái)解算問(wèn)題要比用 C,FORTRAN 等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)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(fù)與增強(qiáng)、線性濾波和濾波器設(shè)計(jì)、變換 (DCT 變換等 ) 、圖像分析和統(tǒng)計(jì)、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(yùn)算。例如， conv2(I， J)實(shí)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(duì)圖像的統(tǒng)計(jì)計(jì)算 MATLAB 提供了校正、直方圖均衡、中值濾波、對(duì)比度調(diào)整、自適應(yīng)濾波等對(duì)圖像進(jìn)行的處理。針對(duì)二值圖像， MATLAB 提供了數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算函數(shù)；腐蝕 (Erode)、膨脹 (Dilate)算子，以及在此基礎(chǔ)上的開 (Open)、閉 (Close)算子、厚化 (Thicken) 、薄化 (Thin) 算子等豐富的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)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(duì)圖像信息進(jìn)行加工處理，以滿足人得視覺(jué)心理和實(shí)際應(yīng)用的需求。所謂數(shù)字圖像處理，就是利用數(shù)字計(jì)算機(jī)或其他高速、大規(guī)模集成數(shù)字硬件，對(duì)從圖像信息轉(zhuǎn)換來(lái)的數(shù)字電信號(hào)進(jìn)行某些數(shù)字運(yùn)算或處理，一起提高圖像質(zhì)量或達(dá)到人們要求的某些與預(yù)期的結(jié)果。應(yīng)用計(jì)算機(jī)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(jì)編碼 統(tǒng)計(jì)編碼又稱熵編碼，他建立在圖像統(tǒng)計(jì)特征基礎(chǔ)之上的數(shù)據(jù)壓縮方法。 熵編碼即編碼過(guò)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(shù)編碼 (arithmetic coding)。霍夫曼編碼有時(shí)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(zhǎng)度比其他任何一種有效編碼方法都短。以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)代替實(shí)際概率分布，可能會(huì)導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用時(shí)霍夫曼編碼無(wú)法達(dá)到最佳編碼效果，應(yīng)用中可以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)序列自適應(yīng)的匹配信源概率分布的方法，這樣能在一定程度上能改進(jìn)霍夫曼編碼的性能。與霍夫曼編碼相似，當(dāng)信源符號(hào)出現(xiàn)的概率正好為 2 的負(fù)冪次方時(shí)，香農(nóng)編 碼的編碼效率可以達(dá)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(shí)際應(yīng)用中，由于信源字符出現(xiàn)的概率并非滿足 2 的負(fù)冪次方，因此往往無(wú)法達(dá)到理論上的編碼效率和信息壓縮比。算術(shù)編碼是信息保持型編碼，他不像霍夫曼碼，無(wú)需為一個(gè)符號(hào)設(shè)定一個(gè)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(shù)編碼優(yōu)于霍夫曼編 碼的地方之一。不足之處是實(shí)現(xiàn)算術(shù)編碼算法的硬件比霍夫曼編碼復(fù)雜。 Huffman 編碼的步驟： l）將信號(hào)源的符號(hào)按照出現(xiàn)概率遞減的順序排列。 3）重復(fù)進(jìn)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(dāng)前信號(hào)源符號(hào)之間的 0， l 序 列，從而得到每個(gè)符號(hào)的編碼。 算術(shù)編碼不是將單個(gè)信源符號(hào)映射成一個(gè)碼字，而是把整個(gè)信源表示為實(shí)數(shù)線上的 0 到 1 之間的一個(gè)區(qū)間，其長(zhǎng)度等于該序列的概率。消息序列中的每個(gè)元素 第 6 頁(yè) 共 19 頁(yè) 都要縮短為一個(gè)區(qū)間。當(dāng)區(qū)間變小時(shí)，就需要更多的數(shù)位來(lái)表示這個(gè)區(qū)間。 系統(tǒng)方框圖 ① Huffman 編碼： ②算術(shù)編碼： 開始 加載圖像 將圖像轉(zhuǎn)換成無(wú)符號(hào)的 8 位整數(shù) 調(diào)用 Huffman 編碼程 序進(jìn)行壓縮 調(diào)用 Huffman 解碼程 序進(jìn)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(yè) 共 19 頁(yè) 各功能模塊的主要實(shí)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(wú)符號(hào) 8 為整數(shù) [zipped, info] =huffencode(data)。 %調(diào)用 Huffman 解碼程序進(jìn)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(jì)算兩幅圖
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