多媒體數(shù)據(jù)壓縮―基于matlab的JPEG基本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

頁數(shù) 34 字?jǐn)?shù) 10511

摘要：本論文主要介紹了JPEG的編碼和解碼過程以及在matlab平臺(tái)上的具體程序?qū)崿F(xiàn)。該程序的編碼部分能把一張TIF格式的24位真彩色圖象進(jìn)行JEPG編碼，壓縮成以二進(jìn)制形式保存的文件；通過相應(yīng)的解碼程序又可以把圖象解壓縮出來。在圖象傳送過程中，我們經(jīng)常采用JPEG格式對(duì)靜態(tài)圖象進(jìn)行編碼。JPEG基本系統(tǒng)是一種有損編碼，無法完全恢復(fù)出原圖象，信息有一定的丟失，稱為有損壓縮。盡管我們希望能夠無損壓縮，但是通常有損壓縮的壓縮比(即原圖象占的字節(jié)數(shù)與壓縮后圖象占的字節(jié)數(shù)之比，壓縮比越大，說明壓縮效率越高)比無損壓縮的高。JPEG編碼先把圖象色彩RBG變成亮度Y和色度Cr、Cb，它利用人的視覺對(duì)色度不敏感的特點(diǎn)，減少一部分色度數(shù)據(jù)，以達(dá)到壓縮。
JPEG采取多種編碼方式，包含有行程編碼(Run Length Coding)和哈夫曼(Huffman)編碼，有很高的壓縮比。在編碼前，先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，離散余弦變換（DCT）及量化，保留能量大的低頻信號(hào)，丟棄高頻信號(hào)以達(dá)到壓縮。解碼時(shí)，進(jìn)行熵解碼，反量化，反離散余弦變換（IDCT）。

關(guān)鍵字：JPEG,有損壓縮,行程編碼,哈夫曼編碼

Abstract: This paper introduces the encoding and decoding of JPEG and the specific realization of program on matlab platform。 The encoding part of this program can encode a picture whose format is 24-bits-turecolor TIF and save relevant data as binary system。 The decoding program can decode the compression data and reconstruct the origin image。 While conveying pictures we often encode still pictures into the style of JPEG。 JPEG is of lossy compression which can not recover all the image data， some data are losed。 Although we refer to non-lossy compression， however， the compression ratio of lossy compression( the times that data bytes before compression to that after compression )is bigger than that of non-lossy compression。 JPEG encoding translate image color from RBG to luminance Y and chroma Cr、Cb。 Because people’ eyes are less sensitive to chroma comparing with luminance ， some of chroma data are abandoned to reduce data size。
JPEG envolves some kinds of ways of encoding including Run Length Coding and Huffman Coding， so it has high compression ratio。 Before Coding ，we divide data into blocks ， DCT and quantify each block 。 The low-frequency signals that have more energy are maintained and others are rejected 。 While decoding ， data stream are readed ， decoded ， inverse-quantified and then IDCT 。
Keyword: JPEG lossy compression Run Length Coding Huffman Coding

第一章 綜 述
第二章 原 理
§2．1 JPEG的壓縮原理
2．1．1 色彩模型
2．1．2 DCT (離散余弦變換)
2．1．3 重排列 DCT 結(jié)果
2．1．4 量化
2．1．5 0 RLE 編碼
2．1．6 huffman 編碼
§2．2 Huffman原理
第三章 設(shè)計(jì)思路
§3．1 JPEG編解碼概述
§3．2 JPEG編碼過程
§3．3 編碼程序函數(shù)介紹
§3．4JPEG解碼過程
§3．5 解碼程序函數(shù)介紹
第四章 性能測試
§4．1 編解碼前后圖像對(duì)比
§4．2 原始圖像與編碼后文件的壓縮比
第五章 問題分析
參考文獻(xiàn)
附錄A：部分源程序清單
附錄B 無失真DPCM預(yù)測程序



參考文獻(xiàn)：
[1] 黃賢武 王加俊 李家華 《數(shù)字圖像處理與壓縮編碼技術(shù)》 電子科技大學(xué)出 版社 2000年12月
[2] Tom Lookabaugh. Dave Lindbergh. 著 李煜暉等譯 《多媒體數(shù)字壓縮原理與標(biāo)準(zhǔn)》 電子工業(yè)出版社 2000年8月
[3] 張兆禮 趙春暉 梅曉丹 《現(xiàn)代圖像處理技術(shù)及MATLAB實(shí)現(xiàn)》 人民郵電出版社 2001年11月
[4] 劉志儉 潘獻(xiàn)飛 連軍想 《Matlab外部程序接口（6．X）》 科學(xué)出版社 2002年4月