数字图像JPEG压缩编码算法研究
摘 要
图像的数字化表示使得图像信号可以高质量地传输,并便于图像的检索、分析、处理和存储。但是数字图像的表示需要大量的数据,必须进行数据的压缩。因此图像压缩编码技术的研究显得特别有意义,也正是由于图像压缩编码技术及传输技术的不断发展、更新,推动了现代多媒体技术应用的迅速发展。
本设计在研究JPEG压缩编码对图像数据压缩的基本原理的基础上,设计了JPEG仿真方案和程序实现流程,根据流程图编写了JPEG压缩编码的仿真程序,并利用MATLAB软件对仿真程序进行了调试,验证了JPEG压缩编码对图像数据压缩的可行性。
通过运行JPEG仿真程序输出了原图像,重建图像,以及二者的差值图像,通过直观比较,发现经过JPEG仿真程序压缩后的图像仍有很好的视觉效果。通过对输出的压缩比,峰值信噪比等参数的研究,科学的论证了JPEG压缩编码对图像数据巨大的压缩效果以及良好的压缩质量。
关键词:JPEG,Huffman,DCT,量化,MATLAB仿真
JPEG digital image compression coding algorithm study
ABSTRACT
Digital images that make high-quality 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 compressed. Therefore, image compression coding technology research is particularly meaningful, and because the image compression technology and transmission technology continues to develop, update and promote the application of modern multimedia technology to develop rapidly.
I have JPEG compression in-depth study on the basic principles of image data compression based on JPEG emulator hands drawn flow chart, flow chart was prepared according to JPEG compression simulation program, and the simulation program using MATLAB software was debugged to verify the JPEG compression of image data compression is feasible.
Simulation program by running the output of the original JPEG image, reconstructed image, and the difference between the two images, by visual comparison, found through simulation program compressed JPEG image is still very good visual effects. Compression ratio on the output peak signal to noise ratio and other parameters of the study, scientific proof of the JPEG image data compression coding of the great compression and good compression quality.
Keywords:JPEG, Huffman, DCT, quantization, MATLAB simulation
目 录
引言 6
第1章 绪论 7
1.1 静态图像压缩编码技术简介 7
1.1.1图像压缩的几种方法 8
1.2 JPEG图像压缩的国际标准 9
1.3 JPEG压缩编码技术的目的与意义 10
1.4 毕业设计内容 10
第2章 JPEG图像压缩原理 11
2.1 图像压缩技术基础 11
2.2 JPEG压缩编码基本原理 12
2.2.1 颜色空间转换 数据分块及采样 12
2.2.2 离散余弦变换(DCT) 13
2.2.3 系数量化 13
2.2.4 Z形扫描 14
2.2.5 编码 15
2.3 Huffman编码简介 18
2.4 小结 19
第3章 基于 MATLAB的算法实现 20
3.1 基于DCT的JPEG图像压缩编码理论算法及MATLAB仿真基础 20
3.1.1 基于DCT的JPEG图像压缩编码算法的表述 20
3.1.2 结合MATLAB7.0仿真对上述算法的几点解释 20
3.2 MATLAB7.0仿真程序实现 21
3.2.1运行环境说明 21
3.2.2 程序流程图及实现 21
第4章 实验结果及分析 25
4.1 程序运行结果显示 25
4.2 结果分析 26
4.3总结 26
结论与展望 27
致谢 28
参考文献 29
附录A 30
外文文献 30
附录B 34
主要参考文献及摘要 34
附录C 36
程序清单 36
插图清单
图2-1 JPEG