【正文】 系如下所示： Y = ++ Cb = ++128 Cr = =+128 （式 22） 一般來(lái)說(shuō)， C 值 (包括 Cb Cr) 應(yīng)該是一個(gè)有符號(hào)的數(shù)字 , 但這里通過(guò)加上 128，使其變?yōu)?8 位的無(wú)符號(hào)整數(shù)，從而方便數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和計(jì)算。 JPEG 采用的是 YCrCb 顏 色空間，而 BMP 采用的是 RGB 顏色空間，要想對(duì) BMP圖片進(jìn)行壓縮，首先需要進(jìn)行顏色空間的轉(zhuǎn)換。在這種格式中，亮度信息單個(gè)分量 Y來(lái)表示，彩色信息用倆個(gè)色差 Cb 和 Cr 來(lái)儲(chǔ)存。亮度分量描述灰度信息的，其他倆個(gè)分量攜帶電視信號(hào)的彩色信息。這種形式 的有點(diǎn)是灰度信息和彩色信息是分離的，所以同一個(gè)信號(hào)既可以用于彩色電視，又可以用于黑白電視機(jī)。其中包括 NTSC、 YCbCr、 HSV、 CMY、 CMYK和 YUV 色彩空間。 圖 21JPEG 圖像壓縮基本原理圖 顏色空間轉(zhuǎn)換以及圖像分量采樣 工具箱用 RGB 圖像中直接描述顏色，或者在索引圖像中間接描述顏色，此時(shí)，彩色映射使用 RGB 格式來(lái)儲(chǔ)存。首先使用如 離散余弦變換 （ DCT）或者 小波變換 這樣的傅立葉相關(guān)變換，然后進(jìn)行量化和用 熵編碼法 壓縮。 色度抽樣 ，這利用了人眼對(duì)于亮度變化的敏感性遠(yuǎn)大于顏色變化，這樣就可以將圖像中的顏色信息減少一半甚至更多。所選擇的顏色定義在壓縮圖像頭的 調(diào)色板 中，圖像中的每個(gè) 像素 都用調(diào)色板中顏色索引表示。有損方法非常適合于自然的圖像，例如一些應(yīng)用中圖像的微小損失是可以接受的（有時(shí)是無(wú)法感知的），這樣就可以大幅度地減小 位速 。對(duì)于如繪制的技術(shù)圖、圖表或者漫畫優(yōu)先使用 無(wú)損壓縮 ，這是因?yàn)?有損壓縮 方法，尤其是在低的 位速 條件下將會(huì)帶來(lái)壓縮失真。 圖像壓縮是 數(shù)據(jù)壓縮技術(shù) 在數(shù)字圖像上的應(yīng)用，它的目的是減少圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息從而用更加高效的格式存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)。 信息時(shí)代帶來(lái)了 “ 信息爆炸 ” ，使數(shù)據(jù)量大增，因此，無(wú)論傳輸或存儲(chǔ)都需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的壓縮。數(shù)據(jù)壓縮 的目的就是通過(guò)去除這些 數(shù)據(jù)冗余 來(lái)減少表示數(shù)據(jù)所需的比特?cái)?shù)。 圖像數(shù)據(jù)之所以能被壓縮，就是因?yàn)閿?shù)據(jù)中存在著冗余。（ 2）人眼是圖像信息的接收端。 通過(guò)分析知道本次設(shè)計(jì)要求主要是對(duì)圖像進(jìn)行壓縮處理，涉及了 JPEG 圖像壓縮的環(huán)節(jié)，掌握其過(guò)程原理。 要求：將彩色圖像進(jìn)行顏色空間轉(zhuǎn)換、對(duì)不同的顏色分量進(jìn)行不同的采樣、對(duì)于 3個(gè)分量進(jìn)行 8 8 的 DCT 變換、對(duì) DCT 系數(shù)矩陣按照 JPEG 推薦的量化表進(jìn)行量化；對(duì)量化后的系數(shù)進(jìn)行 Z 形掃描，最后進(jìn) 行熵編碼，形成碼流，計(jì)算比特?cái)?shù)，和壓縮比。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明基于 DCT 變換的 JPEG 圖像壓縮方法簡(jiǎn)單、方便 ,既能保證有較高的壓縮比，又能保證有較好的圖像質(zhì)量，應(yīng)用 MATLAB 仿真出來(lái)的結(jié)果較好的反應(yīng)了其編碼算法原理。 通過(guò)運(yùn)行 JPEG 仿真程序輸出了原圖像，重建圖像，以及二者的差值圖像，通過(guò)直觀比較，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò) JPEG 仿真程序壓縮后的圖像仍有 很好的視覺(jué)效果。因此圖像壓縮編碼技術(shù)的研究顯得特別有意義，也正是由于圖像壓縮編碼技術(shù)及傳輸技術(shù)的不斷發(fā)展、更新，推動(dòng)了現(xiàn)代多媒體技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展。 多媒體通信畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 目錄 目錄 ................................................................................................................................. 1 摘要 ................................................................................................................................. 2 Abstract ............................................................................................................................ 3 1. 設(shè)計(jì)要求 ..................................................................................................................... 4 2. JPEG 圖像壓縮原理 ...................................................................................................... 5 圖像壓縮技術(shù)簡(jiǎn)介 ............................................................................................... 5 圖像壓縮基本原理 ....................................................................................... 6 顏色空間轉(zhuǎn)換以及圖像分量采樣 ................................................................ 6 離散余弦變換（ DCT） ............................................................................... 9 系數(shù)量化 ..................................................................................................10 Zigzag 掃描排序 ........................................................................................11 DC 系數(shù)調(diào)制編碼 ......................................................................................12 系數(shù)調(diào)制編碼 .......................................................................................13 霍夫曼編碼 ..............................................................................................15 JPEG 壓縮要求 ....................................................................................................16 JPEG 解碼原 理 ....................................................................................................16 3. 基于 MATLAB 的算法實(shí)現(xiàn) .........................................................................................21 JPEG 壓縮設(shè)計(jì) ....................................................................................................21 基于 DCT 變換系統(tǒng)設(shè)計(jì) ......................................................................................22 量化程序設(shè)計(jì) ....................................................................................................23 Z 掃描系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................................................................24 霍夫曼編碼設(shè)計(jì) .................................................................................................25 4. 仿真 ...........................................................................................................................26 5. 總結(jié) ...........................................................................................................................28 6. 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................29 附錄 1 .............................................................................................................................30 附錄 2 .............................................................................................................................33 摘要 圖像的數(shù)字化表示使得圖像信號(hào)可以高質(zhì)量地傳輸，并便于圖像的檢索、分析、處理和存儲(chǔ)。但是數(shù)字圖像的表示需要大量的數(shù)據(jù)， 必須進(jìn)行數(shù)據(jù)的壓縮。 本設(shè)計(jì)在研究 JPEG 壓縮編碼對(duì)圖像數(shù)據(jù)壓縮的基本原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了JPEG 仿真方案和程序?qū)崿F(xiàn)流程，根據(jù)流程圖編寫了 JPEG 壓縮編碼的仿真程序，并利用 MATLAB 軟件對(duì)仿真程序進(jìn)行了調(diào)試，驗(yàn)證了 JPEG 壓縮編碼對(duì)圖像數(shù)據(jù)壓縮的可行性。通過(guò)對(duì)輸出的壓縮比，峰值信噪比等參數(shù)的研究，科學(xué)的論證了 JPEG 壓縮編碼對(duì)圖像數(shù)據(jù)巨大的壓縮效果以及良好的壓縮質(zhì)量。 關(guān)鍵詞 ： JPEG， DCT， MATLAB，圖像壓縮 Abstract Digital images that make highquality image signal can be transmitted, and to facilitate image retrieval, analysis, processing and storage. But the digital images that require large amounts of data, the data must be pressed. Therefore, image pression coding technology research is particularly meaningful, and because the image pression technology and transmission technology continues to develop, update and promote the application of modern multimedia technology to develop rapidly. I have JPEG pression indepth study on the basic principles of image data pression based on JPEG emulator hands drawn flow chart, flow chart was prepared according to JPEG pression simulation program, and the simulation program using MATLAB software was debugged to verify the JPEG pression of image data pression is feasible. Simulation program by running the output of the original JPEG image, reconstructed image, and the differe