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JPEG静图像压缩实验
一．实验目的
1.了解数字图像压缩的一类方法
2.掌握2D快速DCT变换的算法
二．实验原理
JPEG标准是面向连续色调静止图像的图像压缩标准。

它定义了多种类型的工作模式，其中最基本的是基于8*8块的DCT变换的顺序编码。

就是将一帧图像分为8*8的数据块单元，按照从左到右，自上到下的顺序对”块流”编码，其编码解码框图如下：
三．实验内容
按照如上框图实现一帧图像的压缩编码和解码
四．代码理解
1.编码主程序
五、实验结果
六.思考题
1.计算图像压缩比，并比较原图像的效果
使用lady.dat做实验的图像压缩比为：63/5.436=11.8:1
左图为压缩前的lady.bmp，右图为压缩后的lady.jpg
两图没有明显的区别，但比较细节，右图稍微模糊，并且局部区域有一些块化现象。

2.改变g-scale和量化矩阵的元素，比较压缩比和恢复图像的效果
Gscale141625
压缩比 3.197.5418.122.91
G_scale=1G_scale=4
G_scale=16G_scale=25
量化矩阵Q1Q2
压缩比7.3418.44
Q1=0.5*Q0，Q2=2*Q0，Q0为原始的量化矩阵
Q1Q2
3.对于8bit的像素值，在经过DCT变换后，值域为[-2048,2047],有可能超过码表范围。

jpeg算法实验报告JPEG算法实验报告摘要：本实验旨在研究和分析JPEG（Joint Photographic Experts Group）算法的原理和应用。

通过实验，我们对JPEG算法的压缩效果、图像质量和压缩比进行了评估，并对其优缺点进行了探讨。

实验结果表明，JPEG算法在图像压缩方面具有较高的效率和广泛的应用前景。

一、引言JPEG算法是一种广泛应用于图像压缩的算法，它通过对图像进行离散余弦变换（DCT）和量化处理来实现压缩。

JPEG算法以其高效的压缩率和较好的图像质量而在图像处理领域得到广泛应用。

本实验将通过实际操作和实验数据来验证JPEG算法的有效性和优势。

二、实验方法和步骤1. 实验环境和工具：使用MATLAB软件进行实验，选择合适的图像进行处理和压缩。

2. 实验步骤：a. 选择一幅高分辨率的彩色图像作为实验对象。

b. 将图像转换为YCbCr颜色空间，以便进行离散余弦变换。

c. 对图像进行离散余弦变换，得到频域图像。

d. 对频域图像进行量化处理，降低高频分量的精度。

e. 对量化后的图像进行反量化和反离散余弦变换，得到压缩后的图像。

f. 计算压缩后图像与原始图像之间的均方差（MSE）和峰值信噪比（PSNR），评估图像质量。

g. 计算压缩比，评估压缩效果。

三、实验结果和分析在实验中，我们选择了一张分辨率为1920x1080的彩色图像进行处理和压缩。

经过JPEG算法的处理，我们得到了压缩后的图像，并计算了MSE、PSNR和压缩比等指标。

1. 图像质量评估通过计算MSE和PSNR，我们可以评估压缩后图像的质量。

实验结果显示，经过JPEG算法压缩后的图像，MSE较小，PSNR较高，表明图像质量较好。

这是因为JPEG算法通过量化处理，减少了高频分量的细节信息，但保留了图像的主要特征，使得图像在视觉上仍然保持较高的质量。

2. 压缩效果评估通过计算压缩比，我们可以评估JPEG算法的压缩效果。

实验结果显示，JPEG 算法在保持较高图像质量的前提下，能够实现较高的压缩比。

实验4 图像的JPEG压缩编码选题意义图像压缩编码是减少图像数据的重要手段，分为有损压缩和无损压缩两种。

要求结合相关课程，完成实验内容所列条款，写出实验报告。

实验目的掌握图像的JPEG压缩编码。

实验原理（1）数据分块（2）DCT处理（3）系数量化（4）Z型扫描（5）DC系数编码（6）AC系数编码实验仪器及设备（1）微型计算机；（2）Matlab 图像处理软件。

实验内容及步骤：实现一个简单的JPEG图像编解码过程，省略Z型扫描，DC系数编码，AC系数编码。

1、图像编码：（1）读入1幅彩色图像rgb=imread(' ');（2）RGB转换为YUV,即YCbCryuv=rgb2ycbcr(rgb);（3）将得到的YUV转换为可进行数学运算的double类型，原来为uint8 类型yuv=double(yuv);（4）分别提取其中的Y,U,V矩阵y=yuv(:,:,1);u=yuv(:,:,2);v=yuv(:,:,3);（5）设定量化步长eql=8;（6）设定块操作时dct矩阵T = dctmtx(8);（7）将Y,U,V矩阵分割为8*8 的小块，并对每个小块进行DCT变换y_dct=blkproc(y,[8,8],'P1*x*P2',T, T');u_dct=blkproc(u,[8,8],'P1*x*P2',T, T');v_dct=blkproc(v,[8,8],'P1*x*P2',T, T');（8）将得到的DCT系数除以量化步长y_dct=y_dct/eql;u_dct=u_dct/eql;v_dct=v_dct/eql;（9）将量化后的系数四舍五入y_dct_c=fix(y_dct);u_dct_c=fix(u_dct);v_dct_c=fix(v_dct);2、图像解码：（1）反量化根据上面的变量编写程序；（2）进行DCT反变换根据上面的变量编写程序；（3）恢复为YUV矩阵，转换为uint8 类型根据上面的变量编写程序；（4）YUV转换为RGBrgb1=ycbcr2rgb(yuv);（5）显示两幅图像subplot(211),imshow(rgb),title('原始图像');subplot(212),imshow(rgb1),title('处理后图像');分析图像压缩前后的变化。

图像JPEG压缩的matlab实现图像JPEG压缩的matlab实现图像JPEG压缩的matlab实现作者姓名：专业名称：信息⼯程指导教师：讲师摘要随着现代经济的发展，影像风暴已经席卷了我们的⽇常⽣活，图像对于⼈们已经息息相关。

⼈们对计算机实时处理图像的要求就相对有所提⾼。

现在我们就⾯对⼀个问题，如何在保证图像质量的前提下，同时能够考虑到实时性和⾼效性就成了⼀个⼤家关注的问题。

那么对图像数据信息进⾏必要的压缩，以便能够保证图像的快速存储和传输。

但是，我们通常看到的图像是⼀种重要的⼆维信号，所以它本⾝就包含⾮常庞⼤的数据量，为了快速存储和实时传输，就必须对图像信息进⾏相应的压缩处理。

新兴的数学⼯具是局域DCT变换是⼀种新兴的数学⼯具，在现在社会中，图像压缩技术现在正受到⼤量的关注与研究。

本次课题设计在分析近年来，在图像处理领域，对图像压缩普遍⽅法的基础之上，充分学习和分析了基于DCT变换的图像压缩的相关编码及其基本原理和实现步骤。

简单概述了图像压缩的基本原理以及发展现状和⽅向，全⾯分析了DCT变换算法以及思路，提出了采⽤DCT变换压缩的依据和优势。

本⽂同时也介绍了图像压缩过程的重要步骤——编码量的⽅法和原理。

为了⽅便简单,将使⽤MATLAB2010实现JPEG图像压缩的仿真。

在论⽂最后，将介绍仿真的过程以及仿真结果说明，阐述⽤MATLAB来实现离散余弦变换的图像压缩的基本过程，并总结相关⽅法的优缺点。

同时也将充分展⽰压缩前后的图像，并做相应的⽐较。

关键词：图像压缩DCT matlab仿真AbstractWith the development of modern economy, the storm has swept through the image of our daily life, people have been closely related to the image for the. People's requirements on image real-time processing is relatively improved. Now we face a problem, how to guarantee the quality of the image, at the same time can be old enough considering the real-time and efficiency has become an issue of concern. This information is certain to image compression and processing has become a very important link. However, the image is an important signal, due to the large amount of data, while the storage and transmission of the compressed. New mathematical tools are discrete cosine transform is a new mathematical tool, based on the discrete cosine transform image compression technology is now being a lot of attention and research.In this paper, based on the analysis of the general methods of image compression in recent years, the basic principles and implementation steps of image compression based on DCT transform are also discussed. In this paper, the principle and development of image compression are introduced briefly, and the DCT transform algorithm is analyzed and compared with other compression methods. The basis of DCT transform compression is proposed. The final step of the image compression process is to encode the quantized image. This. We use MATLAB6.5 to realize the simulation of JPEG image compression. The simulation results show that using MATLAB to achieve the image discrete cosine transform compression method is simple, fast, small error advantages, greatly improves the efficiency and accuracy of image compression.Keywords: DCT ,matlab,simulation image, compression⽬录图像JPEG压缩的matlab实现........................................................ I 摘要. (I)Abstract.......................................................................................... II ⽬录. (III)前⾔ (1)1 绪论 (3)1.1论⽂研究背景及意义 (3)1.2 JPEG图像的发展历史及简介 (4)1.3 JPEG图像在DCT中压缩的作⽤ (5)1.4 本⽂研究的主要内容 (6)2 图像压缩编码原理 (7)2.1 DCT变换的来源 (7)2.2基于DCT的JPEG图像压缩编码步骤 (8)2.3图像压缩处理技术基本理论 (9)3 图像压缩的MATLAB实现 (12)3.1离散余弦变换的定义及原理 (12)3.2离散余弦变换的算法实现 (13)3.3图形⽤户界⾯介绍 (14)3.3.1图像⽂件读取 (15)3.3.2图像⽂件输出 (16)4 运⾏结果及分析 (18)4.1 程序流程图 (18)4.2 MATLAB仿真结果 (19)4.3 实验结果及分析 (20)总结 (23)参考⽂献 (25)致谢 (26)附件1 图像JPEG压缩的matlab程序 (27)前⾔在当今，⼈们⼤多都都已经迈⼊了信息化的社会，信息交换技术已经发展出不同的形式，主要的信息分为三种形式：1.⽂字2.⾳频3.图像。

数字图像处理实验1. 直方图修正灰度变换是图像增强的一种重要手段，使图像对比度扩展，图像更加清晰，特征更加明显。

灰度级的直方图给出了一幅图像概貌的描述，通过修改灰度直方图来得到图像增强。

（1）计算出一幅灰度图像的直方图clearclose allI=imread(' rice.png');imhist(I)title('实验一（1）直方图');（2）对灰度图像进行简单的灰度线形变换，figuresubplot(2,2,1)imshow(I);title('试验2-灰度线性变换');subplot(2,2,2)histeq(I);（3）看其直方图的对应变化和图像对比度的变化原图像f(m,n) 的灰度范围[a,b] 线形变换为图像g(m,n),灰度范围[a’,b’] 公式：g(m,n)=a’+(b’-a’)* f(m,n) /(b-a)figuresubplot(2,2,1)imshow(I)J=imadjust(I,[0.3,0.7],[0,1],1);title(' 实验一（3）用g(m,n)=a’+(b’-a’)* f(m,n)/(b-a)进行变换');subplot(2,2,2)imshow(J)subplot(2,2,3)imshow(I)J=imadjust(I,[0.5 0.8],[0,1],1);subplot(2,2,4)imshow(J)(4) 图像二值化（选取一个域值，将图像变为黑白图像）figuresubplot(2,2,1)imshow(I)J=find(I<150);I(J)=0;J=find(I>=150);I(J)=255;title(' 实验一（4）图像二值化( 域值为150 ）');subplot(2,2,2)imshow(I)clc;I=imread(‘rice.png');bw=im2bw(I,0.5);%选取阈值为0.5figure;imshow(bw) %显示二值图像2. 图像处理变换1．傅立叶变换熟悉其概念和原理,实现对一幅灰度图像的快速傅立叶变换,并求其变换后的系数分布. 2．离散余弦变换熟悉其概念和原理,实现对一幅灰度和彩色图像作的离散余弦变换,选择适当的DCT系数阈值对其进行DCT反变换.% 图像的FFT变换clc;I=imread('rice.png');subplot(1,2,1)imshow(I);title('原图');subplot(1,2,2)imhist(I);title('直方图');colorbar;J=fft2(I);figure;subplot(1,2,1)imshow(J);title('FFT变换结果');subplot(1,2,2)K=fftshift(J);imshow(K);title('零点平移');figure;imshow(log(abs(K)),[]),colormap(jet(64)),colorbar;title('系数分布图');% 图像的DCT变换RGB=imread('onion.png');figure;subplot(1,2,1)imshow(RGB);title('彩色原图');a=rgb2gray(RGB);subplot(1,2,2)imshow(a);title('灰度图');figure;b=dct2(a);imshow(log(abs(b)),[]),colormap(jet(64)),colorbar; title('DCT变换结果');figure;b(abs(b)<10)=0;% idctc=idct2(b)/255;imshow(c);title('IDCT变换结果');3. 小波变换实验内容：熟悉小波变换的概念和原理,熟悉matlab小波工具箱主要函数的使用.利用二维小波分析对一幅图像作2层小波分解,并在此基础上提取各层的低频信息实现图像的压缩.程序如下：clcclose allcleara=imread('deblur1.png ');subplot(1,2,1);imshow(a);title('原始图像');I=rgb2gray(a);subplot(1,2,2);imshow(I);title('原始图像的灰度图');% 进行二维小波变换[a,b] = wavedec2(I, 2, 'bior3.7');% 提取各层低频信息figure;c = appcoef2( a, b, 'bior3.7', 1 );subplot(1,2,1);imshow(c, []);title('一层小波变换结果');d = appcoef2( a, b, 'bior3.7', 2 );subplot(1,2,2);imshow(d, []);title('二层小波变换结果');4. 模板运算一、实验内容：（1）平滑：平滑的目的是模糊和消除噪声。

基于JPEG压缩编码的数据压缩算法的研究与实现树2009-10-12 19:39:46 阅读68 评论2 字号：大中小JPEG压缩方法由于其较高的压缩比和理想的压缩效果，是目前应用最广泛的图像压缩方法。

它采用一种特殊的有损压缩算法，将不易被人眼察觉的图像颜色删除，从而能够将图像压缩在很小的储存空间。

JPEG压缩技术十分先进，它用有损压缩方式去除冗余的图像数据，在获得极高的压缩率的同时能展现十分丰富生动的图像，换句话说，就是可以用最少的磁盘空间得到较好的图像品质。

本文对JPEG图像压缩方法进行了基本介绍，包括它的发展历史，现阶段的研究情况，压缩原理等。

其中重点介绍了哈夫曼编码和游程编码的基本原理和在JPEG压缩编码算法中的具体应用，以及以变换编码方法为例，介绍了离散余弦变换（DCT）的基本过程。

最后介绍了用VC++编写JPEG压缩程序所涉及到的几个基本模块，从而实现了BMP 图像和JPEG图像的相互转换，这也是最主要的编程思想和依据。

关键词：图像压缩，JPEG，DCT，哈夫曼编码，行程编码摘要IABSTRACT II第一章绪论11.1 图像压缩的意义11.2 JPEG图像压缩的国际标准21.3 本论文的研究内容3第二章JPEG图像压缩技术基础研究 42.1 JPEG图像压缩技术42.2 JPEG压缩中图像文件的格式52.2.1 BMP图像的格式52.2.2 JPEG图像格式82.3 本章小结8第三章JPEG图像压缩相关算法及实现93.1 JPEG图像压缩编码方法93.1.1 哈夫曼编码的原理103.1.2 哈夫曼编码在图像压缩中的实现113.2 JPEG图像压缩原理133.2.1 前向DCT变换143.2.2 量化153.2.3 使用哈夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码16 3.3 本章小结19第四章JPEG图像压缩的设计与实现204.1 总体设计204.1.1设计思想204.1.2 模块设计204.2 JPEG图像压缩软件的实现214.2.1 BMP图像的读入、显示模块224.2.2 DCT量化编码模块254.2.3 组成位数据流模块294.2.4 JPEG图像存储模块314.2.5 解压缩模块314.3 软件应用324.4 压缩效果的评价334.4.1 压缩效果理论分析344.4.2 压缩效果实际分析344.5 本章小结35第五章总结365.1 JPEG图像压缩结论365.2 JPEG图像压缩前景分析36参考文献38致谢39附录40ABSTRACTJPEG compression is the most widely used image compression method because of its higher compression ratio and ideal compression effect. It uses a special lossy compression algorithm and deletes colors of images that is not detected easily by human eye, thus images can be compressed in a small storage space. JPEG compression technology is very advanced, it is used lossy compression methods to remove redundant image data. Thus, high compression ratios can be got, at the same time, a very rich and vivid images can be displayed, in other words, it is possible to get better image quality with the least disk space.The paper introduces the JPEG compression algorithm firstly, including its history and the basic situation of this stage, compression principle, and so on. Referring to the JPEG compression method, the paper focuses on the basic tenets of Huffman coding and run-length coding and their specific application in JPEG compression algorithm. To transform coding method as an example, it introduces the discrete cosine transform (DCT) the basic process. Finally, Using the VC + +, it involves several basic modules of JPEG compression process and realizes the BMP images and JPEG image conversion, which is the most important ideological basis for programming.KEY WORDS：Image compression, JPEG, DCT, Huffman coding, run-length coding第一章绪论1.1 图像压缩的意义人类社会已经进入信息时代了，在这个时代，人们每天都可以通过各种手段（如PDA、网络、电视、广播等等）获得大量的信息，而信息的本质，就要求交流和传播，在有必要的时候还要进行储存。

jpeg双重压缩检测原理JPEG双重压缩检测原理导言：随着互联网的快速发展和智能设备的普及，图像的传输和存储变得越来越重要。

为了减小图像文件的大小，提高传输速度和节省存储空间，人们发明了各种图像压缩算法。

JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种常用的图像压缩格式，但是如果对JPEG图像进行多次压缩，会导致图像质量的严重损失。

因此，为了保证图像质量，检测JPEG双重压缩成为一个重要的问题。

本文将介绍JPEG双重压缩检测的原理和方法。

一、JPEG图像压缩原理JPEG是一种有损压缩算法，它可以将图像从原始的RGB颜色空间转换为亮度（Y）和色度（Cb和Cr）颜色空间，并对每个颜色通道进行压缩。

JPEG压缩算法主要包括离散余弦变换（DCT）、量化和熵编码三个步骤。

1. 离散余弦变换（DCT）：将图像从空间域转换为频域，提取图像的频率信息。

DCT将图像分成若干个8x8的块，对每个块进行离散余弦变换得到频域系数。

2. 量化：将DCT变换后的频域系数进行量化，减少高频信息的精度，从而降低数据量。

JPEG使用了不同的量化表对亮度和色度通道进行量化，亮度通道的量化表较为精细，色度通道的量化表较为粗糙。

3. 熵编码：对量化后的频域系数进行编码。

JPEG使用了一种基于霍夫曼编码的熵编码方法，将频域系数按照出现概率进行编码，使得出现概率较高的系数用较短的编码表示，出现概率较低的系数用较长的编码表示。

二、JPEG双重压缩的特征当对一张JPEG图像进行多次压缩时，每次压缩都会引入一定的失真，导致图像质量的进一步下降。

通过分析JPEG双重压缩的特征，可以检测出图像是否经过了多次压缩。

1. 压缩特征：JPEG压缩会引入一定的压缩痕迹，如亮度和色度的边缘模糊、高频细节的缺失等。

多次压缩会使这些压缩痕迹更加明显，因此可以通过分析图像的压缩特征来检测JPEG双重压缩。

2. 压缩参数：JPEG压缩算法中的量化表是影响图像质量的重要参数。