第17章 图像压缩

图像压缩技术的发展现状与趋势耿玉静1 赵华21燕山大学信息科学与工程学院 河北秦皇岛 （066004）2河北师范大学电子系 河北保定 （071003）E-mail: gyjlunwen@摘要文章简要论述了图像和视频压缩技术的研究状况，就目前国际上正在研究的压缩标准和方法作了介绍，并对图像和视频压缩技术的发展趋势和前景进行了初步探讨。

关键词图像压缩，视频编码，视频对象，压缩标准1．图像压缩的可行性图像编码压缩的目的是对要处理的图像源数据按一定的规则进行变换和组合[1]，从而达到以尽量少的比特数来表征图像，同时尽可能好的复原图像的质量，使它符合预定应用场合的要求。

图像数据之所以可以进行压缩，是因为有以下几个方面的原因:组成图像的各像素之间，无论在行方向还是列方向都存在一定的相关性，即原始图像数据是高度相关的，应用某种编码方法提取或减少这些相关性，便可达到压缩数据的目的；从信息论看，描述图像信源的数据是由有效信息量和冗余量两部分组成的，去除冗余量能够节省传输和存储中的开销，同时又不损害图像信源的有效信息量；有些场合允许图像编码有一定的失真，也是图像可以压缩的一个重要原因。

2．图像压缩的分类图像压缩编码的方法目前有很多种，出发点不同其分类亦有差异。

以信息保真度为出发点，可以分为两大类：一类是冗余度压缩法。

如著名的哈夫曼编码、香农编码、游程编码等，其特征是压缩比较低（一般不超过8:1），但不丢失任何数据，可以严格恢复原图像，实现编/解码的互逆，故又称可逆编码或无损压缩。

另一类是熵压缩法。

如预测编码、变换编码、统计编码等，由于在压缩过程中要丢失一些人眼所不敏感的图像信息，且所丢失的信息不可恢复，即图像还原后与压缩前不完全一致，故又称有损压缩。

以具体编码技术为出发点，可以分为：预测编码、变换编码、统计编码、轮廓编码、模型编码等。

3．图像压缩技术的现状20世纪80年代后，ISO、IEC和ITU陆续制定了各种数据压缩与通信的标准与建议。

人工智能基础知到章节测试答案智慧树2023年最新山东交通学院绪论单元测试1.人工智能的名字是参考答案:Artificial Intelligence第一章测试1.第一个击败人类职业围棋选手、第一个战胜世界围棋冠军的人工智能机器人是由谷歌公司开发的（）。

参考答案:AlphaGo2.无需棋谱即可自学围棋的人工智能是（）参考答案:AlphaGo Zero3.世界上第一次正式的AI会议于（）年召开，John McCarthy 正式提出“Artificial Intelligence”这一术语参考答案:19564.以下哪些不是人工智能概念的正确表述（）参考答案:人工智能将其定义为人类智能体的研究5.下面不属于人工智能研究基本内容的是（）。

参考答案:自动化6.人工智能是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的（）的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。

参考答案:智能7.图灵测试的含义是（）参考答案:图灵测试是测试人在与被测试者(一个人和一台机器)隔开的情况下，通过一些装置（如键盘）向被测试者随意提问。

问过一些问题后，如果被测试者超过30%的答复不能使测试人确认出哪个是人、哪个是机器的回答，那么这台机器就通过了测试，并被认为具有人类智能。

8.下列不属于人工智能学派的是（）。

参考答案:机会主义9.认为智能不需要知识、不需要表示、不需要推理；人工智能可以像人类智能一样逐步进化；智能行为只能在现实世界中与周围环境交互作用而表现出来。

这是（）学派的基本思想。

参考答案:行为主义10.关于人工智能研究范式的连接主义，相关论述不正确的是（）参考答案:连接主义学派的代表人物有卡洛克(Warren S. McCulloch)、皮茨(Walter H.Pitts)、Hopfield、布鲁克斯(Brooks)、纽厄尔(Newell)。

11.人工智能(AI)、机器学习、深度学习三者关系论述正确的是（）参考答案:人工智能是一门研究、开发用于模拟、延伸和扩展人类智能的理论、方法及应用的新的交叉学科，机器学习是人工智能的核心研究邻域之一，深度学习是机器学习的新领域，研究多隐层多感知器、模拟人脑进行分析学习的人工神经网络。

XXXXXXX大学毕业设计图像压缩编码系统设计实现(B)Design and Implementation of ImageCompression Encoding System (B)2011 届电气与电子工程学院专业电气工程及其自动化学号 xxxxxoooo学生姓名 xxxxxx指导教师 xxxxxxxx完成日期 2011年 6 月 2 日毕业设计成绩单毕业设计任务书毕业设计开题报告摘要近年来，随着现代通信技术、计算机技术、网络技术和信息处理技术的迅速发展，人们对各种信息的需求也不断增长，尤其是图像和多媒体信息。

未经处理的图像信号的数据量是很大的，使得图像信息的传输，处理和存储都受到一定的限制。

因此，研究高效的图像数据压缩编码方法，即怎样处理，组织图像数据，在应用领域中的作用是至关重要的，图像压缩编码技术已经成为多媒体及通讯领域中很关键的技术之一。

编码技术是图像压缩的基础，利用信息编码对图像进行压缩，使图像便于传输、存储。

本文就是运用编码技术中的游程长度编码对二值图像进行压缩的。

压缩前，先将图像转换成二值图像，然后再进行压缩，这样就达到很好的压缩效果。

最后通过MATLAB 进行仿真，来验证方案的合理性和可行性。

关键词：图像压缩二值图像MATLAB游程长度编码AbstractAlong with the rapid development of modern communication technology, computer technology, the network technology and information processing technology, rising incomes have created sharp growth in demand for some information especially image and multi-media resources, in recent years. Untreated image signal data quantity is big, which makes image information transmission, processing and storage are certain limits. Therefore, the effective image data compression coding method, i.e. how to deal with, the organization image data, the role in applications is of vital importance, image compression technology has become multimedia and communication field a key technical one. Therefore, the effective image data compression coding method, i.e. how to handle, organization the image data, the role in applications is of vital importance, image compression technology is one of key technicals in multimedia and communication field. Encoding technology is the basis of image compression, use the information encoding to do image compression, which make the image facilitate transmission and memory. This paper is to use the run-length encoding technology of length coding binary image compression. before compression, make the image become binary image, thus which can reach good compression effect. Finally through MATLAB, and simulation to verify the rationality and feasibility of schemes.Key words：image compression binary image MATLAB run-length length coding目录第1章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2图像压缩综述 (2)1.3 图像压缩的必要性 (3)1.4图像压缩的可行性 (3)第2章图像的基本知识 (5)2.1图像与数字图像 (5)2.2图像的采样和量化 (5)2.3采样点数和量化级数的选取 (5)第3章图像压缩编码 (7)3.1概述 (7)3.2熵编码方法 (7)3.2.1基本概念 (7)3.2.2哈夫曼编码方法 (8)3.2.3香农编码法 (9)3.2.4算术编码方法 (9)3.2.4.1算术编码的方法 (9)3.2.4.2算术编码的特点 (10)3.3预测法编码 (10)3.4变换编码 (11)3.5常见的几种变换编码方法 (12)3.5.1离散余弦(DCT)变换 (12)3.5.2小波变换 (12)3.5.2.1二进小波变换 (12)3.5.2.2 离散小波变换(DWT) (13)第4章MATLAB简介 (14)4.1综述MATLAB (14)4.1.1MATLAB语言的功能 (14)4.1.2 MATLAB的特点 (15)4.2MATLAB在信号处理中的应用 (16)4.2.1信号及其表示 (16)4.2.2线性时不变系统的响应 (17)4.2.2.1线性时不变系统的时域响应 (17)4.2.2.2LTI系统的单位冲激响应 (18)4.2.2.3 时域响应的其它函数 (18)第5章图像压缩算法的实现 (19)5.1游程编码原理 (19)5.2游程编码图像压缩算法的实现 (20)5.3主要程序代码 (20)第6章功能验证 (22)第7章结束语 (27)参考文献 (28)致谢 (29)附录A外文资料翻译 (30)A.1英文资料 (30)A.2资料译文 (37)第1章绪论1.1 研究背景随着多媒体技术的迅速发展，静止图像的应用越来越广泛。

最近有不少人问我究竟”压缩感知”是什么意思（特别是随着最近这个概念名声大噪），所谓“单像素相机”又是怎样工作的（又怎么能在某些场合比传统相机有优势呢）。

这个课题已经有了大量文献，不过对于这么一个相对比较新的领域，还没有一篇优秀的非技术性介绍。

所以笔者在此小做尝试，希望能够对非数学专业的读者有所帮助。

具体而言我将主要讨论摄像应用，尽管压缩传感作为测量技术应用于比成像广泛得多的领域（例如天文学，核磁共振，统计选取，等等），我将在帖子结尾简单谈谈这些领域。

相机的用途，自然是记录图像。

为了简化论述，我们把图像假设成一个长方形阵列，比如说一个1024×2048像素的阵列（这样就总共是二百万像素）。

为了省略彩色的问题（这个比较次要），我们就假设只需要黑白图像，那么每个像素就可以用一个整型的灰度值来计量其亮度（例如用八位整型数表示0到255，16位表示0到65535）。

接下来，按照最最简化的说法，传统相机会测量每一个像素的亮度（在上述例子中就是二百万个测量值），结果得到的图片文件就比较大（用8位灰度值就是2MB，16位灰度就是4MB）。

数学上就认为这个文件是用超高维矢量值描绘的（在本例中就是约二百万维）。

在我开始讲“压缩感知”这个新故事之前，必须先快速回顾一下“老式压缩”的旧故事。

（已经了解图像压缩算法的读者可以跳过这几段。

）上述的图片会占掉相机的很多存储空间（上传到计算机里还占磁盘空间），在各种介质之间传输的时候也要浪费时间。

于是，相机带有显著压缩图像的功能就顺理成章了（通常能从2MB那么大压缩到十分之一——200KB的一小坨）。

关键是尽管“所有图片”所构成的空间要占用2MB的“自由度”或者说“熵”，由“有意义的图片”所构成的空间其实要小得多，尤其是如果人们愿意降低一点图像质量的话。

（实际上，如果一个人真的利用所有的自由度随机生成一幅图片，他不大可能得到什么有意义的图像，而是得到相当于电视荧屏上的静电雪花那样的随机噪声之类。

压缩图概述在现代互联网应用中，图片占据了数据传输和存储的重要部分。

为了提高用户体验和网站性能，压缩图成为了一项必要的技术手段。

本文将介绍什么是压缩图、为什么需要压缩图以及常用的压缩图方法和工具。

什么是压缩图压缩图是指通过减少图像数据的存储空间来达到减小图像文件大小的目的。

通过减小图像文件大小，可以有效地减少数据传输时间和存储开销，提高网页加载速度和用户体验。

为什么需要压缩图提高网页加载速度在网页浏览过程中，图片是占用加载时间最长的资源之一。

如果图片过大，会导致网页加载速度变慢，影响用户体验。

通过压缩图，可以减小图像文件大小，从而提高网页加载速度。

减少网络带宽消耗对于移动设备用户来说，流量消耗是一个重要的考虑因素。

如果图片过大，会占用较多的网络带宽，增加用户的流量消耗。

通过压缩图，可以减小图像文件大小，降低网络带宽的消耗。

节省存储空间对于网站和应用来说，存储是一笔不可忽视的成本。

图片文件通常占据了很大一部分的存储空间。

通过压缩图，可以减小图像文件大小，节省存储空间并降低存储成本。

常用的压缩图方法和工具有损压缩有损压缩是指在压缩图像文件大小的过程中，会丢失一部分图像细节。

这种压缩方法往往能够获得更大的压缩比，但同时也会降低图像的质量。

常用的有损压缩方法有以下几种：•JPEG压缩：JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种常用的有损压缩方法，适用于储存照片和复杂图像。

通过调整JPEG的压缩比例，可以在图像质量和文件大小之间找到平衡点。

•WebP压缩：WebP是由Google开发的一种新的图像格式，支持有损和无损压缩。

与JPEG相比，WebP格式可以获得更好的压缩比，同时保持较好的图像质量。

无损压缩无损压缩是指在压缩图像文件大小的过程中，不会丢失任何图像细节。

这种压缩方法保持了原始图像的质量，但通常无法获得很大的压缩比。

常用的无损压缩方法有以下几种：•PNG压缩：PNG（Portable Network Graphics）是一种常用的无损压缩方法，适用于储存图标、线条图像等。

学习图片压缩的原理及方法.txt没有不疼的伤口，只有流着血却微笑的人有时候给别人最简单的建议却是自己最难做到的。

图片压缩的原理及方法2009-09-29 13:07出于对于photoshop的爱好和学习，前两天去租了一碟世界百科大图库，结果装入电脑中后显示D盘仅余4GB的空间了，对于像我这样喜欢存资料的人来说实在是太少了，而且我发现大图库中的图片动则是1.5M左右，这与我平时在网上收藏的图片大小有很大的区别，我存的图片一般都是100KB右右，除非是用数码相机照的才有0.5M左右，而且从表现上来看还没有100KB的图片清晰，于是想办法把百科图库给压缩一下，今天的文章就是简单地介绍图片压缩的原理和简单的方法。

首先我来介绍电脑上图片的两种表现技术，图片的表示技术就两种，位图技术和矢量图技术。

矢量图主要用于电脑创作的卡通图及数学上的规则图形等，而通常我们生活中接触较多的，如数码照片，扫描进电脑的图片都是位图。

对于矢量图来说，压缩是没有必要的，因为矢量图是通过命令来实现的，并不是以点阵的形式表现，所以无论你把他放多大，缩多小，它的命令还是那几条，根本就没有改变，而且格式也是没法改变的，如果改变格式的话将会失去矢量图的各种功能，所以今天我们就不讨论矢量图，主要谈谈位图的压缩技术。

对于位图的压缩，从根本上来说有两种方法：第一种方法，格式类型转换压缩。

这种途径就是利用一些技术，对图象重新编码（如：jpeg就是一种技术）。

对于图片文件，拓展名有很多，如bmp、jpeg(jpg)、gif等等很多很多，如果想全面了解可以去网上查找一下，每一种方件格式都对应一种图像的编码，在这么多编码中，jpeg技术可以达到少损（不能说无损）压缩图片，如果你的图片的文件扩展名是.BMP，那么你就应该先将用这种方式可以直接转换为扩展名是.JPG的压缩图片，压缩后的图片大小甚至不到原来的十分之一。

操作方法很简单，用windowXP自带的画图板将图片打开，然后另存为的时候，把格式选择成jpg 或jpeg就可以了。

毕业设计（论文）课题名称基于MATLAB的图像压缩感知算法的实现目录目录 (I)第1章绪论 (1)1.1 研究背景和意义 (1)1.2 数据压缩技术 (2)1.2.1 传统数据压缩技术 (2)1.2.2 压缩感知理论（Compressed/Compressive Sensing/Sampling, CS） (3)1.3 无线传感器网络 (6)1.3.1 无线传感器网络概述 (6)1.3.2 无线传感器网络数据压缩的必要性 (7)1.4 本文主要工作和内容安排 (8)第2章压缩感知理论 (9)2.1压缩感知的前提条件—稀疏性和不相干性 (10)2.2 三个关键技术 (13)2.3信号的稀疏表示 (13)2.4 观测矩阵设计 (15)2.5 稀疏信号的重构 (17)2.6 重构算法 (18)2.7 压缩感知优势及不足 (20)2.8 压缩感知在传感网中的观测方式 (21)第3章压缩感知理论应用概述 (22)3.1 压缩成像 (22)3.2 模拟信息转换 (23)3.3 生物传感 (23)3.4 本章小结 (24)第4章 CS在无线传感网中的应用 (24)4.1 研究背景 (25)4.1.1 基于感知数据相关性的压缩 (25)4.1.2传统压缩重构方法 (25)4.1.3 图像压缩重构质量的评价 (26)4.2 压缩感知理论算法对一维信号的实现 (28)4.2.1 CS用于WSN的优势 (28)4.2.2 观测重构模型 (28)4.2.2 正交匹配追踪算法（OMP） (29)4.2.3 算法的实现及结果分析 (30)4.3 压缩感知理论算法对二维图像重构的实现 (34)4.3.1 基于小波变换的分块压缩感知理论 (34)4.3.2 实现步骤 (35)4.3.3 重构结果及分析 (38)4.4 本章小结 (42)第5章总结与展望 (42)5.1 工作总结 (42)5.2 后续展望 (43)参考文献 (43)致谢 (45)附录 (46)摘要数据压缩技术是提高无线数据传输速度的有效措施之一。

文章编号:1007-757X(2021)04-0061-05基于视觉传达效果的图像压缩感知重建算法研究沈凤仙(三江学院计算机科学与工程学院，江苏南京210000)摘要：针对传统的图像压缩感知重建算法的视觉传达效果不好、成像质量低0缺4,将图像分块理论D入压缩感知图像重建，结合曲波变换具有适合表达边缘细节信息和曲线信息的优4,利用曲波变换对MRI图像进行稀疏表示，形成一种基于视觉传达效果的MRI图像压缩感知图像重构算法#选择信噪比、相对"误差和匹配度为评价m标，通过无噪图像、加噪图像、不同采样频率对重构图像质量影响进行3组实验#实验结果表明，图像重构时，在信噪比、相对"误差和匹配度3个评价m 标上，提出的算法GPBDCT均优于SIDCT和PBDCT，同时GPBDCT具有很强的抵抗噪声的能力，在保持图像细节和边缘方面效果很好#关键词：小波变换；曲波变换；压缩感知；正则化参数；采样频率；信噪比中图分类号：TN911.73文献标志码：AStudy on Image Compression Perceptual ReconstructionAlgorithm Based on Visual Communication EffectSHEN Fengxian(School of Computer Science and Engineering,Sanjiang University,Nanjing210000,China)Abstract:Aiming at the shortcomings of traditional image compression perceptual reconstruction algorithm,such as bad visual communicatione f ectandlowimagequality,thetheoryofimageblockisappliedintothereconstructionofcompressedpercep-ualimagesTCombiningtheadvantagesofcurvelettransform,whichissuitableforexpressingedgedetailsandcurveinforma-ion,the MRIimagesarerepresentedsparinglybycurvelettransformTAn MRIimagereconstructionalgorithmbasedonvisual communication effect is proposed.The signal-to-noise ratio,relative—error and matching degree are selected as the evaluation indexes.The results of three groups of experiments show that the quality of reconstructed images is affected by noise-free ima­ges,noisy images and different sampling frequencies and PBDCT is superior to SIDCT and PBDCT in SNR,relative—error and matching degree.PBDCT has strong ability to resist noise and is good at preserving image details and edges.Key words:wavelet transform；curvelet transform；compression perception；regularization parameter；sampling frequ­ency%SNR0引言磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging,MRI)技术能够提供活体组织的细节图像，同时具有对人体无辐射性伤害等优点，因此被广泛地应用于人脑、胸部、心脏以及人体其他部位结构的成像。