基于MATLAB的图像压缩技术研究

第２９卷第６期　Ｎｏ．６　Ｖｏ１．２９　宁夏师范学院学报（自然科学）　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｉｎｇｘｉａ　Ｔｅａｃｈｅｒｓ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ）　２００８年ｌ２月　Ｄｅｃ．２０ｏ８　

基于ＭＡＴＬＡＢ的小波变换在图像压缩中的应用　

马　涛　，葛卫平２　

（１．宁夏师范学院数学与计算机科学学院，宁夏固原７５６０００；２．中国网通，宁夏银川７５００２１）　

摘要：本文主要介绍了小波变换在图像压缩方面应用的原理和方法，并在ＭＡＴＬＡＢ环境下编程实现．仿　真实验结果和分析表明此压缩方法具有较好的效率，能满足图像压缩的要求．　关键词：小波变换；重构；图像压缩　中图分类号：ＴＮ．９１１．７３　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—１３３１（２００８）０６—００４９—０５　收稿日期：２００８—０８—３０　基金项目：宁夏师范学院校级项目（ＹＢ０８０１５）　作者简介：马涛（１９７７一），男，宁夏固原人，助教，主要研究方向：计算机图形图像处理技术．　

１　引言　

小波分析属于时频分析的一种．传统的信号分析是建立在傅立叶变换基础上的，由于傅立叶分析使　

用的是一种全局的变换，要么完全在时域，要么完全在频域．无法表达信号的时频局域性质，而这种性质　恰恰是非平稳信号最根本和最关键的性质．为了分析和处理非平稳信号，人们提出了一系列新的信号分　

析理论．其中，小波变换是一种信号的时间一尺度（时间一频率）分析方法，它具有多分辨率分析的特点，　

而且在时频两域都具有表征信号局域特征的能力，是一种窗口大小固定不变但形状可变，时间窗口和频　

率窗口都可以改变的时频局部化分析方法．即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率，　在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率，很适合于探测正常信号中夹带的瞬态反常现象　并展示其成份，被誉为分析信号的显微镜．　

２　图像数据的冗余与压缩分析　

２．１图像数据的冗余　

通常用来描述一幅数字图像的数据量是很大的，这给其传输和存储带来了许多的不便．如果通过提　

文章编号：１６７２．１５８６（２０１３）０３—００３９—０６　中图分类号：ＴＰ７　文献标识码：Ａ　

基于小波变换及Ｍａｔｌａｂ的遥感图像压缩效果分析　

袁蔚林　，马燕　，刘圣伟　，许玉斌。，孙华波。　

（１．中国国土资源航空遥感中心，北京１０００８３；２．北京大学遥感与地理信息系统研究所，北京１００８７１；　３冲国民航科学技术研究院，北京１０００８２）　

基金项目：　中国地质测查局地质测查　工作项目（１２１２０１　１　１２０２１６）　作者简介：　袁蔚林（１９８５一），男，江苏　南京人，工程师，研究方　向为微波遥感。　Ｅ—ｍａｉｌ：　ｙｗｌｐｋｕ＠１２６．ｃｏｍ　收稿日期：２０１３—０２・２５　理论研究＼　

【摘要】主要对小波变换在遥感图像压缩中的应用进行了研究。首先对小波变换理论及其实现进行了简要　的介绍。然后，重点分析了小波变换分解层次、阈值选择对图像压缩效果的影响。利用ＭＡＴＬＡＢｄ＂波工具箱　提供的小波变换函数，采用ｈａａｒ４，波、ｄｂ４＇波、ｓｙｍｄ￣波、ｃｏｉｆ小波、ｂｉｏｒ４￣波进行遥感图像压缩，并对　压缩效果进行了分析比较。结果表明，随着压缩倍数的增加，所需小波变换的分解层次也相应增加；但当　压缩倍数选定后，对于大小一定的遥感图像，小波变换分解层次达到某一定级次时，再增加变换的分解层　次，对压缩效果的作用甚微。因此，当图像大小一定时，压缩倍数和小波变换的分解层次之间存在一个较　佳匹配问题。同时，通过实验数据，说明了在小波压缩过程中，阈值对压缩图像的压缩比和能量保持比的　定量影响，表明将小波变换用于遥感图像压缩具有压缩比大，压缩效率高的优点。实验结果为小波变换在　遥感图像压缩中的实际应用提供了理论参考。　【关键词】小波变换；图像压缩；ＭＡＴＬＡＢ；分解层次；阈值　

Ｒｅｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ　Ｉｍａｇｅ　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｗａｖｅｌｅｔ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ａｎｄ　Ｍａｔｌａｂ　

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图像压缩实验报告

篇一：实验三图像压缩

实验三图像压缩

一、实验目的

1．理解有损压缩和无损压缩的概念；

2．理解图像压缩的主要原则和目的；

3．了解几种常用的图像压缩编码方式。

4．利用mATLAb程序进行图像压缩。

二、实验仪器

1计算机；

2mATLAb等程序；

3移动式存储器（软盘、u盘等）。

4记录用的笔、纸。

三、实验原理

1.图像压缩原理

2 17 图像压缩主要目的是为了节省存储空间，增加传输速度。图像压缩的理想标准是信息丢失最少，压缩比例最大。不损失图像质量的压缩称为无损压缩，无损压缩不可能达到很高的压缩比；损失图像质量的压缩称为有损压缩，高的压缩比是以牺牲图像质量为代价的。压缩的实现方法是对图像重新进行编码，希望用更少的数据表示图像。

信息的冗余量有许多种，如空间冗余，时间冗余，结构冗余，知识冗余，视觉冗余等，数据压缩实质上是减少这些冗余量。高效编码的主要方法是尽可能去除图像中的冗余成分，从而以最小的码元包含最大的图像信息。

编码压缩方法有许多种，从不同的角度出发有不同的分类方法，从信息论角度出发可分为两大类。

（1）.冗余度压缩方法，也称无损压缩、信息保持编码或嫡编码。具体说就是解码图像和压缩编码前的图像严格相同，没有失真，从数学上讲是一种可逆运算。

（2）信息量压缩方法，也称有损压缩、失真度编码或烟压缩编码。也就是说解码图像和原始图像是有差别的，允许有一定的失真。

应用在多媒体中的图像压缩编码方法，从压缩编码算法原理上可以分为以下3类：

（1）无损压缩编码种类

哈夫曼（huffman）编码，算术编码，行程（RLe）编码，

3 17 Lempelzev编码。

（2）有损压缩编码种类

预测编码，Dpcm，运动补偿；

第３２卷第５期　四川兵工学报　２０１１年５月　

【自动化技术】　

基于Ｍａｔｌａｂ环境的ＪＰＥＧ图像压缩算法　

程　丽，王聪丽，侯著荣，王　凯　

（军械工程学院计算机工程系，石家庄０５０００３）　摘要：压缩是多媒体技术得到长足发展的关键技术，而图像是多媒体信息的重要组成部分。针对图像压缩问题，分　析了ＪＰＥＧ图像压缩系统的原理，提出了一种基于ＤＣＴ的ＪＰＥＧ图像压缩技术，并在Ｍａｔｌａｂ环境下实现了编码和解　码的几个关键步骤，演示了一幅图像压缩后的效果。　关键词：图像压缩；ＤＣＴ；ＪＰＥＧ图像压缩算法　中图分类号：ＴＰ７５１　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６—０７０７（２０１１）０５—０１００—０３　２１世纪以来，随着计算机软硬件以及操作系统的不断　发展，人们对“多媒体技术”一词已经耳熟能详，它有非常重　要的存在必要性，如图形和图像处理的需要、大量数据存储　的需要等。“多媒体技术”定义为利用个人计算机对文字、图　像、图形、动画、音频和视频等多种信息进行综合处理、建立　逻辑关系和人机交互作用的产物ｕ　Ｊ。多媒体技术应运而　生的多媒体产品主要以不同的文件格式记录了各种信息。　多媒体产品所涉及的媒体文件种类多、数据量大，保存、传送　和携带非常不方便，因此，数据压缩技术是关键技术，ＣＤ—　ＲＯＭ应用、ＶＣＤ和ＤＶＤ光盘的使用都是数据压缩技术使用　的具体成果。人类传递信息的媒介主要是语音和图像，据统　计，在人类接受的信息中，视觉信息占８５％，听觉信息占　１０％，而味觉、触觉、嗅觉加起来才占５％。所以，图像作为信　息传递的重要媒体和手段，是十分重要的。本文主要对图像　的压缩算法进行研究，并不涉及其它信息的压缩处理。　１　ＪＰＥＧ图像压缩算法的理论基础　

图像压缩即将数据量大的文件转换成数据量小的文件，　不可避免的会带来信息的丢失，根据图像压缩和解压缩过程　是否可逆将压缩方法分为无损压缩和有损压缩。压缩是通　过去除３个基本数据冗余中的一个或多个来达到的：①编码　冗余：当所用的码字大于最佳编码长度时会出现编码冗余，　典型的压缩算法是哈夫曼（Ｈｕｆｆｍａｎ）编码；②像素问冗余：　一幅图像像素间相关性所造成的冗余，典型的压缩算法是行　程（ｒｕｎ　ｌｅｎｇｔｈ）编码；③心理视觉冗余：即源于人类视觉系统　对数据忽略的冗余，即视觉上不重要的信息。ＪＰＥＧ图像压　缩算法是一种综合使用多种无损和有损压缩算法的综合性　压缩算法。　ＪＰＥＧ（ｊｏｉｎｔ　ｐｉｃｔｕｒｅ　ｅｘｐｅｒｔ　ｇｒｏｕｐ），即联合图像专家组。　ＪＰＥＧ算法中首先对图像进行分块处理，在对每一快进行二　维离散余弦变换，变换后的系数基本不相关，且系数矩阵的　能量集中在低频区，通过保留低频区部分系数，去掉高频区　的部分，从而达到压缩目的，余弦变换时经典谱分析的工具，　它考察的是整个时域过程中的频域特性，或者整个频域过程　中的时域特性，该算法具有较强的块内去相关的能力，适于　较平坦的压缩，它的特点是没有利用图像中局域问的相关特　性，在压缩倍数高时，恢复图像出现明显的方块效应。　ＪＰＥＧ２０００是由ＩＳＯ／ＩＥＣ　ＪＴＣ１ＳＣ２９标准化组织负责的全　新静止图像压缩标准，一个最大的改进是他采用小波变换代　替了余弦变换。小波变换是现代谱分析工具，它既能考查局　部时域过程的频域特性，又能考查局部频域过程中的时域问　题。用ＪＰＥＧ２０００几何算法在高压缩比下跟传统的ＪＰＥＧ压　缩方式相比，图像质量并没有明显的降低，来自ＲＡＰＨ　ＬＥＶＩ—　ＥＮ于２０００年三月所作的对比测试报告表明：在中度与低度　的压缩比率下，传统的ＪＰＥＧ表现的更为出色，但是在较高的　压缩比率下传统的ＪＰＥＧ方式就不那么让人满意，与传统的　ＪＰＥＧ压缩方式对比，在较高的压缩比率小，ＪＰＥＧ２０００的表　现更为优秀。　２基于ＤＣＴ的ＪＰＥＧ图像压缩算法