基于MATLAB的图像压缩算法研究

论文编号:ZD973    论文字数:20805,页数:50

摘  要
 图像信息丰富，数据量大，如何对图像数据进行压缩处理，目前己发展成为专门的研究领域—图像编码。如何有效地组织、存储、传输和恢复图像数据，即探索更有效、更高压缩比的图像压缩编码技术，己成为现代信息处理技术中关键任务之一。
 论文首先介绍了图像数据压缩的必要性、图像压缩编码技术的发展及研究现状，并给出
了图像压缩方法的评价标准。
 图像压缩编码分为有损压缩编码和无损压缩编码。压缩后图像占用空间小，图像的传输速度获得提高。其中离散余弦变换(DCT)具有实现简单的优点且和小波变换有相似之处。因此，基于DCT的图像码，有一定的用价。JPEG图像格式是目前最流行的图像格式，它的一个显著特点是压缩比相当高。在小波技术用于图像压缩算法中嵌入式编码产生的码流具有任意可截断的特征，在图像或视频的累进传输方面有着广阔的应用前景。
 本文着重对以上三种压缩方法进行研究，并比较了他们各自的优缺点。

关键词：图像压缩、压缩编码、DCT、JPEG、小波变换

Abstract
Image contains large data，so how to compress image data has developed as a special research area-image coding. How to organize，save，transmit and restore image data effectively，how to explore more efficient and better compression rate image coding techniques has become one of important tasks in modern information processing techniques.
In this thesis, the introduction to the necessity, the development and the research of image compression coding techniques have been firstly made before the evaluation criteria of image compression techniques have been listed.
Image compression coding includes loss compression coding lossless compression coding.The image compressed can save space and its quality can be better.Discrete Cosine Transform (DCT)works simple and is similar to wavelet transform. It is practical to study image coding technique based on DCT. JPEG standard as the image compression’s standard is in vogue, because it have high compressibility for image. In image compression coding based on wavelet technique，embedded coding produces code streams that it can be truncated randomly.
This thesis focuses on the three image compression techniques to study and compare their respective advantages and disadvantages.

Keywords：Image compression、Image Coding、DCT、JPEG、Wavelet transform

目 录

摘要…………………………………………………………………………………………II
1 前言…………………………………………………………………………………………1
1.1  研究背景与意义……………………………………………………………………1
1.2  图像压缩编码的国内外研究………………………………………………………1
1.3  简要介绍两种新型图像压缩技术…………………………………………………3
  1.3.1  JPEG2000图像压缩技术…………………………………… ………… 3
  1.3.2  MPEG图像压缩技术………………………………………………………4
  1.3.3  JPEG2000与MEPG-2压缩技术比较……………………………………5
1.4  本文的主要工作……………………………………………………………… …6
2 图像压缩编码原理……………………………………………………………………… 7
2.1  图像压缩编码的框图…………………………………………………………   . 7
2.2  图像压缩编码分类………………………………………………………………… 7
2.3  图像压缩编码技术的评价准则……………………………………………………8
  2.3.1  客观保真度准则………………………………………………   …  .8
  2.3.2  主观保真度准则……………………………………………………… ……9
3  基于DCT的图像压缩…………………………………………………………………10
 3.1  离散余弦变化DCT…………………………………………………………………10
 3.2  DCT图像压缩软件的实现……………………………………………………… 11
4  基于JPEG的图像压缩………………………………………………………… 14
 4.1  JPEG图像压缩理论基础………………………………………………………… 10
  4.1.1  颜色模式转换及采样……………………………………     14
  4.1.2  DCT变换……………………………………………………………………14
  4.1.3  量化……………………………………………………………………… 15
  4.1.4  编码………………………………………………………………………15
 4.2  JPEG图像压缩软件的实现……………………………………………………… 17
5  基于小波的图像压缩…………………………………………………………… . …19
 5.1  小波变换…………………………………………………………………………19
  5.1.1  小波变换的定义…………………………………………………………19
  5.1.2  连续小波变换……………………………………………………………19
  5.1.3  离散小波变换……………………………………………………………20
  5.1.4  二维小波变换……………………………………………………………20
 5.2  小波变换在图像压缩编码中的应用…………………………………………………20
 5.3  小波图像压缩软件的实现……………………………………………………………22
6  DCT、JPEG、小波图像编码比较研究……………………………………………23
 6.1  DCT、JPEG、小波各自的特点………………………………………………………23
  6.1.1  DCT变换的特点…………………………………………………………23
  6.1.2  JPEG图像压缩的特点……………………………………………………25
  6.1.3  小波图像压缩的特点…………………………………………………… 27
 6.2  DCT、JPEG、小波图像编码的比较……………………………………………………28
  6.2.1  小波变换与传统DCT比较………………………………………………28
  6.2.2  小波变换与JPEG的比较…………………………………………………30
7  总结……………………………………………………………………………………… 31
致谢……………………………………………………………………………………………32
参考文献……………………………………………………………………………………33
附录 （JPEG、小波压缩程序）…………………………………………………………35