静止图像编码

论文的结构和主要内容 第一部分：绪论 第二部分：静止图像编码方法分类 第三部分：静止图像编码的国际标准 第四部分：静止图像编码的MATLAB实现 第五部分：总结
第1章.绪论
图像编码的发展至今已走过了半个多世纪的历 程，迄今为止，国际标准化组织和国际电联已经制 定了适用于不同类型图像的压缩编码标准。例如对 于简单的二值图像压缩标准，由早期用于三类传真 机G3和四类传真机G4,发展到新的JBIG、JBG2标准 等；对于数字视频的压缩标准有H.261、H.263、 H.264、MPEG-1/2/3/4等对于连续色调静止图像压 缩标准有JPEG、JPEG-LS、JPEG2000等， 这些国际 标准和建议的制定满足了不同类型数字图像传输的 应用要求。
第2章.静止图像编码方法分类
§2.1 静止图像编码方法分类
按照技术原理、应用背景、功能以及用户的要求不同 图像数据压缩的方法可以大致分为两大类：可逆编码和不 可逆编码。可逆编码有时也被称为信息非丢失型编码，同 样，不可逆编码有时也被称为信息丢失型编码。所谓可逆 编码是指编码后的数据在解码以后可以完全的复原为原图 像，而不可逆编码的编码后的数据，在解码以后所复原的 图像与原图像有一定的可以被容忍的误差。

意义
随着多媒体技术的发展， 图像压缩技术不但要求有较高的压缩性能， 而且还要求有新的特征来满足一些特殊的要求。连续色调图像静止图像的 压缩编码的3个国际标准已经应用于广泛的领域中， 包括因特网、数码相 机、打印机和扫描设备等。图像压缩在现代多媒体通信中处于核心地位， 并且压缩的图像可证明为代表当今因特网通信量中的主导资源。
2．JPEG图像压缩编码图
图3
JPEG图像压缩国际标准编码器基本系统框图
§3.2 JPEG2000标准
1.JPEG2000的编码过程：
<1>把原图像分解成各个成分（亮度信号和色度信号）。 <2>把图像和它的各个成分分解成矩形图像片。图像片是原始图 像 和重建图像 的基本处理单元。 <3>对每个图像片实施小波变换。 <4>对分解后的小波系数进行量化并组成矩形的编码块（codeblock）。 <5>对在编码块中的系数“位平面”熵编码。 <6>为使码流具有容错性，在码流中添加相应的标识符（Maker）。 <7>可选的文件格式用来描述图像和它的各个成分的意义。
2.
JPEG2000图像压缩编码图
图4
JPEG2000基本编码模块组成
第4章 静止图像编码的MATLAB实现 §4.1 JPEG图像压缩编码算法的MATLAB 实现
该方法出发点是对整幅图像进行DCT变换,主要应用 MATLAB的图像处理工具箱中的基于FFT的有大量输入的快速 算法进行处理的dct2函数。具体程序实现： RGB=imread(‘NBA.tif’)；％从内存中读取TIF格式的真彩 色图像 I=rgb2gray(RGB); ％将真彩色图像RGB转换为灰度级亮度 图像I I= im2double(I)；％将I变换为双精度格式
静止图像编码的背景及意义

背景
静止图像编码作为重要的信息处理技术已经从理论层面走向了应 用，许多应用场合均采用了静止图像编码技术。随着应用的急切需要， 静止图像编码技术也不断地更新，成为研究热点之一。当前的研究主 要方向包括对编码理论的研究以期获得更优秀的算法，以及对如何设 计实现满足应用要求的高效编码器等方面。由此可见，静止图像编码 己不仅仅停留在理论方法的研究，同时也针对具体地实现技术进行深 入研究。
§2.2 可逆编码
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
图1 可逆编解码过程
§2.3 不可逆编码
图2 不可逆编解码过程
第3章 静止图像编码的国际标准
§3.1 JPEG标准
1．JPEG 算法的主要计算步骤
(1)颜色转换。 (2)正向离散余弦变换(FDCT )。 (3)量化(quantization )。 (4)“Z”字形编码(zigzag scan )。 (5)使用差分脉冲编码调制(DPCM )对直流系数(DC )进行编码。 (6) 使用行程长度编码(run—length encoding，RLE)对交流 系数(AC )进行编码。 (7)熵编码(entropy coding )。
I1=dct2(I)；％对I进行二维DCT，返回的I1包含DCT系数 I2=idct2(I1)；％求二维DCF逆变换，重构图像 subplot(2，2，1)；imshow(I)；
subplot(2，2，2)；imshow(I2)；
subplot(2，2，3)；imshow(I1)； subplot(2，2，4)；imshow(abs(I-I2))；
结论
本文通过对静止图像的编码方法进行分类与介绍可知可逆编码一般 是基于信息熵原理的。不可逆编码的技术原理是多样的，有基于线性预 测原理的预测编码，有基于正交变换原理的正交变换编码，有基于向量 量化原理的向量量化编码，有基于分层处理的分层编码，有基于频带分 割处理原理的频带分割编码，还有基于知识的结构分析编码。 而对于静止图像编码的国际标准中的JPEG标准和JPEG2000标 准，在一些低复杂程度的应用中，JPEG2000不可能代替JPEG，因 为JPEG2000的算法复杂度不能满足这些领域的要求。但是，对于有 较好的图像质量、较低的比特率或者是一些特性的要求(渐进传输和感 兴趣区域编码等)时JPEG2000将是最好的选择。