【正文】 具有以下的性質(zhì)：(1)當(dāng)M級灰度出現(xiàn)的概率相等時(shí)，即P()=1／M時(shí)，有最大熵值H(x)=；(2)在極端情況下，當(dāng)或時(shí)，這表明確定性信號的熵值為0；(3)隨機(jī)性圖像信號的熵非負(fù)，滿足(4)令M=2i 則在各灰度等概率的情況下。如果一幅圖像像素的灰度級為 (I=1,2…M)，若出現(xiàn)的概率為P()，則圖像的熵定義為： ()圖像熵表示像素灰度級集合的平均比特?cái)?shù)。下面介紹常用的圖像壓縮技術(shù)指標(biāo)。 圖像壓縮編碼的技術(shù)指標(biāo)一般地，圖像壓縮應(yīng)能做到壓縮比大、算法簡單、易于硬件和軟件實(shí)現(xiàn)、壓縮和解壓實(shí)時(shí)性好、解壓縮恢復(fù)的圖像失真小等。這是由于人眼的辨別能力與物體周圍的背景亮度成反比。通過對人類視覺進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了以下的視覺均勻特性：①視覺系統(tǒng)對圖像的亮度和色度的敏感性相差很大，視覺系統(tǒng)對亮度的敏感度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對色彩度的敏感度。(6)視覺冗余事實(shí)表明，人類的視覺系統(tǒng)對圖像場的敏感性是非均勻和非線性的。(4)結(jié)構(gòu)冗余有些圖像的紋理區(qū)中圖像的像素值存在著明顯的分布模式，即存在著結(jié)構(gòu)冗余。同一景物表面上各采樣點(diǎn)的顏色之間存在著空間連貫性，但是基于離散像素采樣來表示物體顏色的方式通常沒有利用景物表面顏色的這種空間連貫性，從而產(chǎn)生了空間冗余。如果碼本不能使每個(gè)像素所需的平均比特?cái)?shù)最小，則說明存在編碼冗余，就存在壓縮的可能性。去除信源編碼中的冗余量可以在對信息無損的前提下減少代表信息的數(shù)據(jù)量。一般圖像中存在著以下數(shù)據(jù)冗余因素。2．圖像壓縮編碼的可能性圖像數(shù)據(jù)量大，同時(shí)冗余數(shù)據(jù)也是客觀存在的。如果將上述的圖像信號壓縮幾倍、十幾倍、甚至上百倍，將十分有利于圖像的存儲和傳輸。圖像數(shù)據(jù)更是多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)重點(diǎn)研究的壓縮對象。完全恢復(fù)被壓縮信源信息的方法稱為無損壓縮或無失真壓縮，近似恢復(fù)的方法稱為有損壓縮或有失真壓縮。 圖像編碼技術(shù)數(shù)據(jù)壓縮就是以較少的數(shù)據(jù)量表示信源以原始形式所代表的信息，其目的在于節(jié)省存儲空間、傳輸時(shí)間、信號頻帶或發(fā)送能量等。圖像的數(shù)字化包括取樣和量化兩個(gè)主要步驟。自然界的圖像無論在亮度、色彩，還是空間分布上都是以模擬函數(shù)的形式出現(xiàn)的，無法采用數(shù)字計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、傳輸和存儲。對本文的工作進(jìn)行了總結(jié)，并探討了可以繼續(xù)深入研究的方向。通過編寫程序結(jié)合圖像界面的設(shè)計(jì)，把系統(tǒng)設(shè)計(jì)成友好的圖形界面，通過系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，能簡單的達(dá)到圖像壓縮功能。對離散余弦變換（DCT）與離散小波變換（DWT）分別進(jìn)行了研究，分析了DWT優(yōu)于DCT的原因；并介紹了一些常用的小波基的特征以及小波變換的特點(diǎn)。包括相關(guān)的數(shù)學(xué)背景、小波編碼的流程、小波變換的性質(zhì)等。包括數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)組成、圖像編碼壓縮的必要性、圖像編碼壓縮的可行性、圖像編碼壓縮的技術(shù)指標(biāo)、圖像數(shù)據(jù)壓縮的方法，包括統(tǒng)計(jì)編碼，預(yù)測編碼，變換編碼，子帶編碼，分形編碼，模型基圖像編碼，塊截?cái)嗑幋a，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)圖像編碼等。簡要闡述了本論文的研究背景、意義、主要工作以及結(jié)構(gòu)安排。 本論文還作了以下工作：簡述小波的發(fā)展?fàn)顩r和小波變換的優(yōu)勢后，首先介紹了數(shù)據(jù)壓縮基礎(chǔ)知識，并簡單論述了圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性和可能性，討論了圖像壓縮分類及圖像壓縮編碼的技術(shù)指標(biāo)；其次從數(shù)學(xué)分析的角度研究了小波變換的理論基礎(chǔ)、特點(diǎn)和性質(zhì)，介紹了多分辨率分析技術(shù)；再次對小波變換在圖像壓縮中的應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索，給出了基于小波的圖像壓縮的具體步驟及其流程圖，詳細(xì)地討論了小波變換用于圖像壓縮系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考率的幾個(gè)問題；最后，用了MATLAB編程實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于小波變換的圖像壓縮系統(tǒng)，并對各種小波基的特性進(jìn)行了分析，在系統(tǒng)中選擇了小波變換算法作為的圖像編碼方法。為此本文通過小波變換的提取圖像的細(xì)節(jié)系數(shù)，對其進(jìn)行量化，進(jìn)而完成圖像的壓縮。小波變換技術(shù)以其良好的時(shí)間－頻率局部特性和與人眼視覺特性相符的變換機(jī)制，在圖像壓縮領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。就算法本身而言，還存在著如何有效組織變換系數(shù)，應(yīng)用人眼視覺特性、選取合適小波基等問題。因此，小波圖像編碼在圖像編碼領(lǐng)域被非?？春谩Ｒ环矫?，小波編碼擁有傳統(tǒng)編碼的一些優(yōu)點(diǎn)，能夠很好消除圖像數(shù)據(jù)中的統(tǒng)計(jì)冗余。靜態(tài)圖像編碼技術(shù)的研究發(fā)展，對于動態(tài)圖像編碼技術(shù)有很大的借鑒作用，本文的研究集中于靜態(tài)圖像的編碼技術(shù)。例如在深?？碧街欣盟曂ㄐ偶夹g(shù)的水下視頻傳輸，其水聲信息所具有的通信帶寬是極其有限的。盡管隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，海量存儲技術(shù)、處理器的速度以及數(shù)字通信系統(tǒng)的性能迅猛發(fā)展，但高清晰度數(shù)字圖像數(shù)據(jù)量對數(shù)據(jù)存儲的能力和數(shù)據(jù)傳輸帶寬的需求仍然超出了現(xiàn)有技術(shù)的能力。和語音或文字信息相比，圖像包含的信息量更大，更直觀、更確切，因而具有更高的使用效率和更廣泛的適應(yīng)性，圖像信息的處理、存儲和傳輸在社會生活中的作用越來越突出。本論文主要研究基于小波變換的圖像壓縮技術(shù),重點(diǎn)論述了圖像編碼技術(shù)部分，對其中的圖像編碼如差值脈沖編碼，預(yù)測編碼，離散余弦變換以及小波變換做了詳細(xì)的分析，并詳細(xì)論述了圖像小波壓縮模塊的設(shè)計(jì)過程，最后通過實(shí)例對一些算法進(jìn)行了具體的說明，設(shè)計(jì)了友好的圖形用戶界面，方便用戶觀察結(jié)果，更好的理解算法，基于小波變換的圖像處理工具箱實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，系統(tǒng)界面友好，交互性強(qiáng)。對圖像編碼和解碼算法的研究,已經(jīng)受到人們越來越多的關(guān)注,圖像編碼領(lǐng)域已經(jīng)出現(xiàn)了許多成熟的算法,主要可分為像素編碼、預(yù)測編碼變換編碼以及其他方法。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 摘 要隨著計(jì)算機(jī)與數(shù)字通信技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的興起,大數(shù)據(jù)量的圖像信息會給存儲器的存儲容量、通信信道的帶寬以及計(jì)算機(jī)的處理速度增加極大的壓力。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料題 目 名 稱： 基于小波變換的圖像 壓縮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 學(xué) 院（部）： 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院 專 業(yè)：學(xué) 生 姓 名：班 級：指導(dǎo)教師姓名：最終評定成績：湖南工業(yè)大學(xué)教務(wù)處（2009屆）本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于小波變換的圖像壓縮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)學(xué) 院（部）： 計(jì)算機(jī)與通信學(xué)院 專 業(yè)： 通信工程 學(xué) 生 姓 名：班 級：指導(dǎo)教師姓名：最終評定成績：2009 年 6月 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導(dǎo)教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)校可以公布論文的部分或全部內(nèi)容。為了解決這個(gè)問題,必須進(jìn)行壓縮處理。近幾年來,隨著小波變換的成熟,其在圖像編碼領(lǐng)域的應(yīng)用越來越突出。關(guān)鍵詞：圖像壓縮技術(shù)，圖像編碼, 壓縮系統(tǒng) ,小波變換,圖形用戶界面VABSTRACTWith the rapid development of puter and digital munication technology, large volume image data can bring pressure in the memory capacity, bandwidth of munication channel and puter processing speed, to solve the problem, data press is needed. More and more people pay attention on the study of image code and decode algorithm. Essentially, image code use less symbols to express data information as more as possible with certain and bination. The field of image coding have been a number of sophisticated algorithms ，it can be divided into pixel coding, predictive coding transform coding, as well as other methods. In recent years, wavelet transform are more and more prominent in the application, with the maturity of image coding.The paper major research emphasis on the image encoding part of the image coding based on wavelet transform image pression technology, such as the difference of pulse coding, predictive coding, discrete cosine transform and wavelet transform analysis in detail and discussed in detail wavelet image pression module of the design process, and finally through the example of the algorithm on some specific details of the design of a friendly graphical user interface, userfriendly observation, a better understanding of algorithms, based on wavelet transform image processing toolbox to achieve system main function, the system userfriendly, interactive.Keywords: image pression technology，image coding ,pression system，wavelet transform, graphical user Interface目錄湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論 1 論文研究的背景及意義 1 論文的主要研究工作 1 論文的結(jié)構(gòu) 2第2章 圖像壓縮編碼 3 數(shù)字圖像 3 圖像編碼技術(shù) 3 圖像壓縮編碼的必要性與可行性 3 圖像壓縮編碼的技術(shù)指標(biāo) 5 數(shù)據(jù)壓縮方法 7 靜態(tài)圖像壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn) 11 JPEG 11 JPEG 2000 11第3章 小波分析理論 14 小波理論的發(fā)展 14 小波變換理論 15 多分辨率分析 17第4章 基于小波變換的圖像壓縮 18 小波圖像壓縮概述 18 小波圖像壓縮的特點(diǎn) 18 小波圖像壓縮中小波基的選取 19 小波基特征分析 19 常用小波函數(shù)特征 21 小波基函數(shù)選擇的原則 23 小波變換的特點(diǎn) 24第5章 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) 25 系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能 25 系統(tǒng)模塊的功能設(shè)計(jì) 25 系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 26 離散余弦變換模塊 26 小波變換模塊 28 系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)及操作 30第6章 結(jié)論和展望 37 結(jié)論 37 展望 37參考文獻(xiàn) 39致 謝 40湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第1章 緒論 論文研究的背景及意義在人類所接收到的全部信息中，有70％以上是通過視覺得到的。然而圖像經(jīng)過采樣和量化轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后，其數(shù)據(jù)量的巨大已經(jīng)成為多媒體技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)非常棘手問題。同時(shí)，在某些圖像通信場合下的傳輸受客觀物理?xiàng)l件的限制，難以擴(kuò)展。因此，只有對圖像進(jìn)行編碼壓縮處理，去除圖像中大量的冗余信息，大大地壓縮圖像的數(shù)據(jù)量，使其適應(yīng)數(shù)字通信信道和存儲介質(zhì)，才是目前解決這一矛盾的一個(gè)切實(shí)可行的途徑。小波變換編碼技術(shù)是在二十世紀(jì)九十年代以后興起的編碼方法。另一方面，小波變換多分辨率的變換特性提供了利用人眼視覺特性的良好機(jī)制，而且小波變換后的圖像數(shù)據(jù)能夠保持原圖像在各種分辨率下的精細(xì)結(jié)構(gòu)，為進(jìn)一步去除圖像中其他形式的冗余信息提供了便利。但目前，基于小波變換的圖像編碼國際標(biāo)準(zhǔn)尚不十分成熟，相應(yīng)的由純硬件實(shí)現(xiàn)的小波編碼的算法相對于傳統(tǒng)的基于DCT變換的編碼方法來說，算法復(fù)雜度和靈活性都要大很多。 論文的主要研究工作圖像壓縮就是利用圖像自身存在的相關(guān)性消減圖像的各種冗余信息，保留對我們有用的信息。本論文的重點(diǎn)旨在利用小波變換去掉某些經(jīng)過小波變換得到的細(xì)節(jié)分量值，因?yàn)槿搜垡曈X特性，對一些細(xì)節(jié)不