基于小波变换的彩色图像压缩编码算法的MATLAB实现
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基于MATLAB的⼩波变换在图象压缩中的应⽤毕业论⽂设计题⽬:基于MATLAB的⼩波变换在图象压缩中的应⽤姓名:学号:院(系):信息⼯程学院专业:通信⼯程指导教师:职称:教授评阅⼈:职称:年⽉本科⽣毕业论⽂(设计)原创性声明本⼈以信誉声明:所呈交的毕业论⽂(设计)是在导师指导下进⾏的研究⼯作及取得的研究成果,论⽂中引⽤他⼈的⽂献、数据、图件、资料均已明确标注出,论⽂中的结论和结果为本⼈独⽴完成,不包含他⼈成果及为获得中国地质⼤学或其他教育机构的学位或证书⽽使⽤过的材料。
与我⼀同⼯作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论⽂中作了明确的说明并表⽰了谢意。
毕业论⽂作者(签字):签字⽇期:年⽉⽇⽬录摘要 (3)Abstract (4)第⼀章绪论 (5)课题研究背景 (5)1.2 国内外研究现状 (6)1.3 本⽂主要⼯作 (6)第⼆章⼩波变换 (7)2.1 ⼩波变换的诞⽣ (7)2.2 ⼩波变换的原理 (9)第三章⼩波变换在图象压缩中的应⽤ (12)3.1基于⼩波变换的图象压缩流程 (12)3.2利⽤⼩波压缩函数进⾏图像压缩 (13)3.2.1使⽤全局阈值 (14)3.2.2在⽔平,垂直,对⾓三个⽅向使⽤层相关阈值 (15)3.3 利⽤⼩波分解去掉图像的⾼频部分⽽只保留低频部分 (16)第四章实验结果及分析 (18)4.1 实验结果及分析 (18)第五章结论 (19)5.1 结论 (19)致谢辞 (20)参考⽂献 (21)附录:部分程序代码 (22)摘要⼩波分析在图像处理中有⾮常重要的应⽤,包括图像压缩,图像去噪,图像融合,图像分解,图像增强等。
⼩波分析是傅⽴叶分析思想⽅法的发展与延拓。
针对暂态电能质量扰动现象的内在特征,提出了⼩波变换和模糊逻辑相结合的暂态电能质量扰动分类⽅法。
该⽅法使⽤⼩波变换提取扰动的时间特征,将扰动持续时间、扰动幅度、扰动频率、电压变化率绝对值作为暂态电能质量扰动的特征向量,输⼊到4输⼊2输出的模糊逻辑推理系统,⾃动判别暂态电能质量的扰动类型及扰动强度。
基于MA TLAB的小波变换在图象压缩中的应用研究【摘要】:图像压缩是用最少的数据量来表示尽可能多的原图像信息的一个过程。
本文先从理论角度分析了小波变换及多尺度分析的性质,又从实验的角度用Matlab实现了图像的压缩并对程序中用到的主要函数给予了说明,较直观的探讨了小波变换在图像压缩中的应用。
【关键词】:小波变换、图像压缩、小波分解1.引言小波变换是近十几年新发展起来的一种数学工具,是继一百多年前的傅里叶(Fourier)分析之后的又一个重大突破,它对无论是古老的自然学科还是新兴的高新应用技术学科均产生了强烈的冲击。
小波变换是一种全新的变换技术,与传统纯频域分析的傅里叶方法不同,小波变换是一种时频分析方法,它在时频和域频同时具有良好的局部化性质。
小波变换对于不同的频率成分在时域上的取样步长是调节性的,高频者小、低频者大,因此在实际应用中完全可以根据需要将图像或信号分解到一些合适的尺度成分上,然后再根据不同的要求作适当的编码。
因此,小波变换是一种能够获得较好图像复原质量与压缩比的、能够适应未来发展的变换技术,已经成为当今图像压缩编码的主要研究方向。
2.小波变换理论及多尺度分析2.1小波变换小波变换的基本思想是将任意函数f表示为小波的叠加,这种函数f的小波叠加表示就是将函数f分解为不同的尺度级.在每一个尺度级,函数f又在与这一尺度级对应的分辨率下被分解.尺度级对应着频率,且频率越高,对应的分辨率越高.在实际应用中,经常需要将函数f写为离散的叠加形式,即求和而不是积分,一个离散化的方法是设a=a0m,b=nb0m。
其中,m,n∈Z,a0>1,b0>0(a0,b0为常数)。
函数f的小波分解为:(1)其中,)对于a0=2,b0=1,因为存在!,使得!m,n组成一个正交基,所以,可以得到(2)Stromberg,Meyer,Lemarie,Battle和Daubechies构造了许多不同的如式(2)所示的小波正交基,但所有这些正交小波基分解都对应着一种Mallat提出的多尺度分析(MRA,Multiresolution Analy-sis).2.2多尺度分析多尺度分析是用小波函数的二进伸缩和平移表示函数这一思想的更加抽象复杂的表现形式,它重点处理整个函数集,而非侧重处理作为个体的函数。
(2009届)本科毕业设计(论文)资料湖南工业大学教务处2009届本科毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文(2009届)本科毕业设计(论文)基于小波变换的彩色图像压缩编码算法的MATLAB实现2009年6月湖南工业大学本科毕业设计(论文)摘要随着信息技术的发展,图像以其信息量丰富的特点,成为通信和计算机系统中信息传输的重要载体,而图像信息占据了大量的存储容量,因而图像压缩编码是图像存贮的一个重要课题。
图像压缩是用最少的数据量来表示尽可能多的原图像信息的一个过程。
小波变换是当前数学中一个迅速发展的新领域,在MATLAB中,图像压缩是其应用领域中的一个方面。
论文首先介绍了图像压缩编码的研究背景和论文的研究内容及结构安排,然后详细地从理论上介绍了图像压缩,并讲解了小波变换的由来、定义和特点,以及在分析中所涉及到的连续小波变换、离散小波变换、二维小波变换,同时说明了当前小波变换在图像方面的各个应用领域和研究的意义。
接着介绍了其研究工具MATLAB的组成和特点。
通过小波变换的理论研究,应用MATLAB来实现了一般彩色图像的压缩,最后利用小波分析的工具箱来实现相关小波变换的应用。
论文对程序中用到的主要函数给予了说明, 较直观的探讨了小波变换在图像压缩中的应用。
由于小波变换在图像中有许多的优点,因此小波变换在各个应用领域也越来越广。
关键词:图像压缩,小波变换, MATLAB,彩色图像I湖南工业大学本科毕业设计(论文)ABSTRACTWith the development of information technology, image,rich features of its information, has become in an important carrier of information transmission in the communications and computer systems. And as the image information occupy a large amount of storage capacity, the image compression is an important issue of the image storage.Image compression is a process using the amount of data at least as much as possible to show that the original image information. Wavelet Transform is a new field rapidly developing in present mathematics. In MATLAB, the image compression is a respect of its application.The research background of image coding and the research content and structure of this paper are introduced firstly. Then in terms of theory, we elaborate upon the image compression, the origin of the wavelet transform, the definition and the characteristics, and explain the wavelet continuous transform, the discrete wavelet transform, the two dimensional wavelet, which are involved in analyzing. At the same time, the application fields of Wavelet Transform in the aspect of image are described in detail, and the meaning of its research has got cleared. This text has introduced its research toolMATLAB and relevant composition and characteristics. Through the theoretical research of the Wavelet Transform, this paper use MATLAB to implement the compression, and this can implement something about the Wavelet Transform of application and realize the anticipated purpose basically.And more intuitively explore the application of wavelet transform in image compression by giving a description of the procedures for the main function that were used. Because there are a lot of advantages in wavelet image, Wavelet Transform will be applied much wider in each field.Keywords: Wavelet Transform , Image Compression, MATLAB, Color ImageII湖南工业大学本科毕业设计(论文)目录第1章前言 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 研究内容 (2)1.3 文章结构安排 (2)第2章系统理论基础 (3)2.1 图像压缩 (3)2.2 小波变换 (3)2.2.1 小波变换的由来 (4)2.2.2 小波变换的基本思想 (5)2.2.3 小波变换的特点 (6)2.2.4 常用的小波变换 (7)2.2.5小波变换在图像压缩中的应用 (10)2.2.6小波变换在图像处理中的其他应用 (11)2.3 离散余弦变换 (12)2.3.1离散余弦变换的定义 (12)2.3.2离散余弦变换应用于图像压缩 (13)2.4 其他重要理论 (14)第3章系统设计 (15)3.1 设计思想 (15)3.2 MATLAB简介 (15)3.2.1 MATLAB小波工具箱 (15)3.2.2 MATLAB用户图形界面 (17)3.3 系统功能模块 (18)第4章系统实现 (20)III湖南工业大学本科毕业设计(论文)4.1 系统的使用方法 (20)4.2 重要代码的实现 (20)4.2.1打开图像 (20)4.2.2变换为灰度图像 (22)4.2.3小波压缩——低频信息保留压缩方法 (23)4.2.4二维小波压缩 (25)4.2.5小波包压缩变换 (30)4.2.6 DCT压缩 (32)4.2.7小波消噪 (34)第5章总结体会 (37)5.1 小波图像压缩总结 (37)5.2 小波图像分析展望 (38)参考文献 (39)致谢 (40)IV湖南工业大学本科毕业设计(论文)过程管理资料第1章前言1.1 研究背景图像压缩是计算机应用领域中一个重要的问题。
基于小波包的图像压缩及matlab实现摘要:小波包分析理论作为新的时频分析工具,在信号分析和处理中得到了很好的应用,它在信号处理、模式识别、图像分析、数据压缩、语音识别与合成等等许多方面都取得了很有意义的研究成果。
平面图像可以看成是二维信号,因此,小波包分析很自然地应用到了图像处理领域,如在图像的压缩编码、图像消噪、图像增强以及图像融合等方面都很好的应用。
本文将对小波包分析在图像处理中的应用作以简单介绍。
关键词:小波包图像处理消噪1.小波包基本理论1.1 小波包用于图像消噪图像在采集、传输等过程中,经常受到一些外部环境的影响,从而产生噪声使得图像发生降质,图像消噪的目的就是从所得到的降质图像中去除噪声还原原始图像。
图像降噪是图像预处理中一项应用比较广泛的技术,其作用是为了提高图像的信噪比突出图像的期望特征。
图像降噪方法有时域和频域两种方法。
频率域方法主要是根据图像像素噪声频率范围,选取适当的频域带通过滤波器进行滤波处理,比如采用Fourier变换(快速算法FFT)分析或小波变换(快速算法Mallat 算法)分析。
空间域方法主要采用各种平滑函数对图像进行卷积处理,以达到去除噪声的目的,如邻域平均、中值(Median)滤波等都属于这一类方法。
还有建立在统计基础上的lee滤波、Kuan滤波等。
但是归根到底都是利用噪声和信号在频域上分布不同进行的:信号主要分布在低频区域。
而噪声主要分布在高频区域,但同时图像的细节也分布在高频区域。
所以,图像降噪的一个两难问题就是如何在降低图像噪声和保留图像细节上保持平衡,传统的低通滤波方法将图像的高频部分滤除,虽然能够达到降低噪声的效果,但破坏了图像细节。
如何构造一种既能够降低图像噪声,又能保持图像细节的降噪方法成为此项研究的主题。
在小波变换这种有力工具出现之后,这一目标已经成为可能。
基于小波包变换消噪方法的主要思想就是利用小波分析的多尺度特性,首先对含有噪声的图像进行小波变换,然后对得到的小波系数进行阈值化处理,得到新的小波系数,对其进行反变换,这样我们就得到了消噪之后的图像,从而实现了对图像的恢复。
一种基于小波变换的图像压缩方法与实现谭艳梅【摘要】Tiffs paper discusses an algorithm based on wavelet transformation, which is realized by programming in Matlab. The .riginal image is de-noised by using the functions of wavelet toolbox at first. The simulation results show that the algorithm has excellent effects in the image reconstruction, and the study shows valuable in image compression.%提出了一种先去噪再利用小波变换的图像压缩方法,用Matlab软件编程实现算法。
实验仿真结果显示,图像在具有高压缩比的同时,重构图像的质量也较优;使用不同的小波基函数,效果不同。
【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2011(030)017【总页数】3页(P44-45,48)【关键词】小波变换;图像压缩;图像去噪;重构图像【作者】谭艳梅【作者单位】广西机电职业技术学院,广西南宁530007【正文语种】中文【中图分类】TN919.81随着计算机、通信、电子信息技术的快速发展,人们的生活与图像紧密相连,如数字电视图像、3G通信、彩信、导航系统图像、视频图像防盗系统等。
然而图像信息包含的信息量巨大,这给储存、处理和传输带来了很多困难,这也是相关技术发展的瓶颈。
不断地增加信道带宽和储存容量并不能解决根本问题,而现有技术已经显得力不从心。
解决问题的根本就是必须要对图像信息进行压缩处理,在保证一定图像质量的基础上,能用尽可能少的信息量表示重构的原始图像,即用最少的信息还原出最近似原始图像的重构图像。
如何利用Matlab进行小波变换与信号压缩Matlab是一种强大的科学计算软件,广泛应用于信号处理与数据分析等领域。
其中,小波变换是一种重要的信号分析方法,而信号压缩则是应用小波变换的一个重要应用。
本文将介绍如何利用Matlab进行小波变换与信号压缩。
一、小波变换简介及其在信号处理中的应用小波变换是一种时频分析方法,能够将信号表示为不同尺度和位置的小波函数的线性组合。
相比于傅里叶变换,小波变换具有一定的局部性,能够更好地描述信号的时变特性。
因此,小波变换在信号处理领域有着广泛的应用。
小波变换的一种常见形式是连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT),通过将信号与不同尺度和位置的小波函数进行内积运算,得到时频分析的结果。
在Matlab中,可以使用cwt函数实现连续小波变换。
具体步骤如下:1. 导入信号数据:使用Matlab的导入工具或读取函数将信号数据导入Matlab 环境中。
2. 设置小波函数和尺度范围:选择合适的小波函数(如Morlet小波)和尺度范围,并设定需要进行小波变换的尺度个数。
3. 进行小波变换:利用cwt函数对信号进行连续小波变换,并将结果保存。
4. 绘制时频分析图:利用绘图函数将连续小波变换的结果进行可视化,以便对信号的时频特性进行分析和理解。
二、信号压缩及其在小波变换中的应用信号压缩是一种减少信号数据量的方法,能够在保留关键信息的前提下,减少存储和传输成本。
小波变换作为一种分析信号特性的工具,在信号压缩中起到了重要的作用。
小波变换利用小波基函数的多分辨率特性,将信号分解为不同频率的子带信号,然后通过对低频子带信号进行保留和对高频子带信号进行舍弃或压缩,实现信号的压缩。
在Matlab中,可以利用wavedec函数实现小波分解,再结合压缩算法,对信号进行压缩。
以下是具体步骤:1. 导入信号数据:同样使用Matlab的导入工具或读取函数将信号数据导入Matlab环境中。