图像压缩编码实验报告
图像压缩实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除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，Lempelzev编码。
（2）有损压缩编码种类预测编码，Dpcm，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DcT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。
有JbIg，h261，Jpeg，mpeg等技术标准。
图像编码实验报告
图像编码实验报告图像编码实验报告一、引言图像编码是一项重要的技术，它可以将图像数据进行压缩和传输，以节省存储空间和传输带宽。
本实验旨在探究图像编码的原理和方法，并通过实验验证不同编码算法的性能和效果。
二、实验目的1. 理解图像编码的基本原理和概念；2. 掌握JPEG和PNG两种常见的图像编码算法；3. 分析和比较不同编码算法的压缩率和图像质量。
三、实验过程1. 实验环境搭建在本实验中，我们使用MATLAB软件进行图像编码实验。
首先，安装MATLAB 并导入实验所需的图像处理工具箱。
2. 图像压缩选择一张分辨率较高的彩色图像作为实验对象。
首先，使用JPEG编码算法对图像进行压缩。
在压缩过程中，可以调整压缩比例参数，观察压缩后图像的质量变化。
然后，使用PNG编码算法对同一张图像进行压缩，并比较JPEG和PNG 两种算法的压缩率和图像质量。
3. 实验结果分析根据实验结果，我们可以得出以下结论：- JPEG算法在高压缩比下会出现明显的失真，但在适当的压缩比下可以获得较好的图像质量；- PNG算法在压缩过程中不会导致明显的失真，但压缩率相对较低。
四、实验讨论1. 图像编码的原理图像编码是将图像数据转换为二进制码流的过程。
常见的图像编码方法包括无损编码和有损编码。
无损编码可以完全还原原始图像，但压缩率较低；有损编码可以获得较高的压缩率，但会引入一定的失真。
2. JPEG编码算法JPEG是一种常用的有损图像编码算法。
它采用离散余弦变换（DCT）将图像从空间域转换为频域，并通过量化和熵编码实现压缩。
JPEG算法在高频部分进行较大幅度的量化，从而实现高压缩率，但也导致了明显的失真。
3. PNG编码算法PNG是一种无损图像编码算法。
它采用预测编码和差分编码的方法，将图像数据转换为无损的二进制码流。
PNG算法在压缩过程中不引入明显的失真，但压缩率相对较低。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了图像编码的原理和方法，并通过实验验证了JPEG和PNG两种编码算法的性能和效果。
图像压缩与编码
实验项目3、图像压缩与编码一、实验目的（1）理解图像压缩编码的基本原理；（2）掌握用程序代码实现DCT变换编码；（3）掌握用程序代码实现游程编码。
二、实验原理及知识点1、图像压缩编码图像信号经过数字化后，数据量相当大，很难直接进行保存。
为了提高信道利用率和在有限的信道容量下传输更多的图像信息，必须对图像进行压缩编码。
图像压缩技术标准一般可分为如下几种：JPEG压缩（JPEG Compression）、JPEG 2000、H.26X标准（H.26X standards）以及MPEG标准（MPEG standards）。
数字压缩技术的性能指标包括：压缩比、平均码字长度、编码效率、冗余度。
从信息论角度分，可以将图像的压缩编码方法分为无失真压缩编码和有限失真编码。
前者主要包括Huffman编码、算术编码和游程编码；后者主要包括预测编码、变换编码和矢量量化编码以及运动检测和运动补偿技术。
图像数据压缩的目的是在满足一定图像质量的条件下，用尽可能少的比特数来表示原始图像，以提高图像传输的效率和减少图像存储的容量，在信息论中称为信源编码。
图像压缩是通过删除图像数据中冗余的或者不必要的部分来减小图像数据量的技术，压缩过程就是编码过程，解压缩过程就是解码过程。
2、游程编码某些图像特别是计算机生成的图像往往包含许多颜色相同的块，在这些块中，许多连续的扫描行或者同一扫描行上有许多连续的像素都具有相同的颜色值。
在这些情况下就不需要存储每一个像素的颜色值，而是仅仅存储一个像素值以及具有相同颜色的像素数目，将这种编码方法称为游程（或行程）编码，连续的具有相同颜色值的所有像素构成一个行程。
在对图像数据进行编码时，沿一定方向排列的具有相同灰度值的像素可看成是连续符号，用字串代替这些连续符号，可大幅度减少数据量。
游程编码记录方式有两种：①逐行记录每个游程的终点列号：②逐行记录每个游程的长度3、DCT变换编码变换编码是在变换域进行图像压缩的一种技术。
JPEG图像压缩实验_百度文库.
JPEG 静态图像压缩实验指导书一、实验目的1. 了解多媒体通信中图像压缩技术2. 熟悉 JPEG 图像压缩编码过程3. 掌握二维 DCT 变换算法二、实验原理JPEG(Joint Photographic Experts Group 是一个由 ISO 和 ITU-T 两个组织机构联合组成的一个图像专家小组,负责制定静态的数字图像数据压缩编码标准, 这个专家组开发的算法称为 JPEG 算法,并且成为国际上通用的标准。
JPEG 是一个适用范围很广的静态图像数据压缩标准, 既可用于灰度图像又可用于彩色图像。
JPEG 不仅适于静止图像的压缩,电视图像的帧内图像的压缩编码,也常采用此算法。
JPEG 标准定义了多种工作模式, 其中最基本的是基于 8×8块的 DCT 顺序编码,将一帧图像分为 8×8的块,然后按照从左至右、自上而下的顺序,对块进行 DCT 、量化和熵编码。
其编、解码框图如下:图 1 基于 DCT 的顺序编码框图DCT 解码器图 2 基于 DCT 的顺序解压缩框图JPEG 压缩编码算法的主要计算步骤:1 正向离散余弦变换 (FDCT。
2 量化 (quantization。
3 Z 字形编码 (zigzag scan。
4 使用差分脉冲编码调制 (differential pulse code modulation, DPCM 对直流系数(DC进行编码。
5 使用行程长度编码 (run-length encoding, RLE 对交流系数 (AC进行编码。
6 熵编码 (entropy coding。
三、实验内容按照上述压缩过程实现一幅图像的压缩,生成符合 JPEG 标准的图像文件 JPEG 图像编码流程如下:图 3 JPEG 图像编码流程1. DCT 变换对 8×8的图像数据块进行二维 DCT 的变换, 把能量集中在少数几个系数上,从而达到数据压缩的目的。
:DCT 变换公式 :DCT 反变换公式:其中:二维 DCT 变换可以分解为行和列的一维 DCT 变换的组合运算, 也可将 8×8的块分为更小的子块,直接对二维数据进行 2维快速余弦变换。
多媒体实验报告二图片的压缩处理
多媒体实验报告二图片的压缩处理多媒体实验报告计算机科学与技术学院2015-2016学年第1学期《多媒体技术》实验二:图像压缩算法实现专业:学号:姓名:教师:完成日期:15.10.171多媒体实验报告多媒体技术实验二实验报告(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)实验环境1(高档微机:MPC2(课前准备:标准实验纸张若干张3(操作系统:Windows 2000 或Windows XP 中文版4(编程工具:Matlab7.0(三)实验过程及结果实验原理:1.图像压缩原理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，Lempel zev编码。
(2)有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿;频率域方法:正交变换编码(如DCT)，子带编码;空间域方法:统计分块编码;模型方法:分形编码，模型基编码;基于重要性:滤波，子采样，比特分配，向量量化;(3)混合编码。
实验四图像压缩编码
系：信息与机电工程系专业：电子信息工程年级：2013级姓名：学号：136710093 实验课程：数字图像处理实验室号：_ 实验设备号：实验时间：2015.6.16指导教师签字：成绩：实验四图像压缩编码一、实验目的1.了解有关数字图像压缩的基本概念2.理解有损压缩和无损压缩的概念；3.理解图像压缩的主要原则和目的；4.了解几种常用的图像压缩编码方式。
5.进一步熟悉DCT的概念和原理；6.掌握对灰度和彩色图像作离散余弦变换和反变换的方法；7.掌握利用MATLAB软件进行图像压缩。
二、实验原理1、图像压缩原理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，Lempel zev编码。
（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。
实验三、图像压缩编码技术
太原理工大学现代科技学院数字图像处理课程实验报告专业班级测控14-4学号 2014101874姓名杨东倡指导教师刘帆实验名称 实验三、图像压缩编码技术 同组人 专业班级 测控14-4 姓名 杨东倡 学号 2014101874 成绩 实验三、图像压缩编码技术 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 程序进行图像压缩编码。
二、实验原理 1、图像压缩原理 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、信息保持编码或熵编码。
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，Lempel zev 编码。
（2）有损压缩编码种类 预测编码，DPCM ，运动补偿； 频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码； 空间域方法：统计分块编码； 模型方法：分形编码，模型基编码； 基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化； （3）混合编码。
实验三图像压缩
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；2 MA TLAB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，Lempel zev编码。
（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿；频率域⽅法：正交变换编码(如DCT)，⼦带编码；空间域⽅法：统计分块编码；模型⽅法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，⼦采样，⽐特分配，向量量化；（3）混合编码。
有JBIG，H261，JPEG，MPEG等技术标准。
本实验主要利⽤MATLAB程序进⾏离散余弦变换（DCT）压缩和⾏程编码（Run Length Encoding， RLE）。
实验三、图像压缩编码技术复习课程
太原理工大学现代科技学院数字图像处理课程实验报告专业班级测控14-4学号2014101874姓名杨东倡指导教师刘帆实验名称 实验三、图像压缩编码技术 同组人 专业班级 测控14-4 姓名 杨东倡 学号 2014101874 成绩实验三、图像压缩编码技术一、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 程序进行图像压缩编码。
二、实验原理 1、图像压缩原理 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、信息保持编码或熵编码。
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，Lempel zev 编码。
……………………………………装………………………………………订…………………………………………线…………………………（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM ，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。
实验4图像的JPEG压缩编码
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。
图像压缩编码技术的研究与实践
图像压缩编码技术的研究与实践随着科技的不断发展，图像在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。
我们在日常生活中无时无刻不接触着图像，例如我们通过网络查看的图片、在电视上观看的电影以及在个人通迅设备上保存的照片等。
因此，图像的压缩编码技术成为了一门研究的热门课题。
图像压缩编码技术是计算机图像处理中的一个重要技术，它是指将原始图像的信息用最少的比特数来表示，以减小存储空间并提高传输效率。
常见的图像压缩编码技术分为两大类：无损压缩和有损压缩。
无损压缩技术是指在压缩的过程中不丢失图像的任何信息，压缩效率不高，但是保证了数据的完整性。
常见的无损压缩算法有RLE和LZW。
RLE（Run Length Encoding）算法是一种基于重复数据的算法，它根据数据的出现次数来对数据进行编码，以减少存储空间。
LZW（Lempel-Ziv-Welch）算法是另一种基于重复数据的算法，它将整个图像建立一个字典表，将经常出现的像素编码为字典中的编号，以减少存储空间。
有损压缩技术是指在压缩的过程中会丢失一些图像信息，以换取更高的压缩效率。
常见的有损压缩算法有JPEG和MPEG。
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是一种流行的基于变换编码的图像压缩标准，它将图像以8x8的块进行处理，利用离散余弦变换（DCT）将原始数据变换为频域数据，再通过量化和哈夫曼编码实现压缩。
MPEG（Moving Picture Experts Group）是一种基于运动估计的视频压缩标准，通过预测和差分编码来压缩视频，能够有效地对运动图像进行压缩。
随着技术的不断发展，图像压缩编码技术的应用范围也越来越广泛。
例如在视频会议中，采用MPEG算法可以有效压缩视频，实现较好的传输效率和图像质量。
在数字媒体存储和传输中，采用JPEG算法可以对高分辨率图像进行压缩处理，以减小存储空间和传输带宽。
在网络图像传输中，采用PNG算法可以将图像压缩至最小尺寸，以提高图像传输的效率和速度。
实验六 图像DCT变换编码压缩报告
实验课程名称数字图像处理实验项目名称图像DCT变换编码压缩年级 2010专业光信 101学生姓名肖明进学号 1007010124理学院实验时间：20 13 年5月 9日学院：理学院专业：光信班级：光信101姓名肖明进学号1007010124 实验组实验时间2013-5-9 指导教师徐锦成绩实验项目名称图像DCT变换编码压缩实验目的及要求：1.掌握离散余弦变换DCT的实验方法，了解DCT的幅度分布特性，从而加深对DCT变换的认识。
2.掌握图像DCT变换编码的实现方法，从而加深对变换编码压缩图像原理的理解。
实验原理：MATLAB图像处理工具箱实现离散余弦变换有两种方法：1.使用函数DCT2，该函数用一个基于FFT的算法，用来提高对输入较大的时的计算速度。
2.使用DCTMTX函数返回的DCT变换矩阵，这种方法适合于较小的输入方阵（例如：8*8或16*16）.为了实现8*8子块的DCT图像变换，需要用到MATLAB中的BLKPROC函数。
将这个函数和函数DCTMTX一起用于块处理可以大大简化运算。
以上函数用MATLAB的help查看具体使用方法。
实验内容：编程实现图像DCT变换编码。
实验步骤：（源程序参考书中P171—172的例子）1.设置压缩比2.求8*8块的DCT变换矩阵3.计算8*8块的DCT变换4.对DCT系数量化和反量化5.求反量化系数（或称截取后的系数）的逆DCT变换6.显示原始图像、压缩后图像、误差图像（两图相减的结果）数据记录及处理：1.源程序:cr=0.5;initialimage=imread('lena512.bmp');initialimage=double(initialimage)/255;figure(1);subplot(1,3,1);imshow(initialimage);title('原图像');t=dctmtx(8);dctcoe=blkproc(initialimage,[8 8],'P1*x*P2',t,t'); coevar=im2col(dctcoe,[8 8],'distinct');coe=coevar;[y,ind]=sort(coevar);[m,n]=size(coevar);snum=64-64*cr;for i=1:ncoe(ind(1:snum),i)=0;endb2=col2im(coe,[8 8],[512 512],'distinct');i2=blkproc(b2,[8 8],'P1*x*P2',t',t);subplot(1,3,2);imshow(i2);title('压缩后图像');e=double(initialimage)-double(i2);[m,n]=size(e);erms=sqrt(sum(e(:).^2)/(n*m));subplot(1,3,3);imshow(e);title('误差图像');结果图：思考题：1.图像变换编码中为什么要对图像进行分块？答：1.小块图像的变换计算容易；2.距离较远的像素之间的相关性比距离较近的像素之间的相关性小。
图像压缩算法技术实验研究报告
图像压缩算法技术实验研究报告一、设计内容及研究意义设计的内容：本论文的主要研究内容是图像压缩技术。
具体框架是首先介绍了图像压缩的基本原理以及其相关压缩方法分类等理论知识，并且说明了对图像进行压缩的必要性与重要性，然后针对目前图像压缩现状和发展趋势，着重介绍了小波变换，并以其为基础来进行数字图像的压缩处理，这也许会成为图像数据压缩的主要技术之一。
接着又根据相关知识编写了一些简单的图像处理程序，对前面的理论进行试验、分析、论证。
最后，对整篇论文进行总结，发现自身研究的不足，并展望其未来发展前景研究意义：图像信息给人们以直观、生动的形象，正成为人们获取外部信息的重要途径。
然而，数字图像具有极大的数据量，在目前的计算机系统的条件下，要想实时处理，若图像信息不经过压缩，则会占用信道宽，是传输成本变得昂贵，传输速率变慢。
这对图像存储、传输及使用都非常不利，同时也阻碍了人们对图像的有效获取和使用。
另外，伴随着计算机科学技术的发展，图像压缩技术在通信系统和多媒体系统中的重要性也越来越高，在我们的学习、生产、生活以及国防事物中等的作用越来越显著。
为此，人们给予了图像压缩技术广泛的关注，如何用尽量少的数据量来表示图像信息，即对图像进行压缩，越来越成为图像研究领域的重点课题。
二、设计研究现状和发展趋势研究现状：第一代图像压缩编码的研究工作是从上个世纪50年代提出电视信号数字后开始的，至今己有60多年的历史。
主要是基于信息论的编码方法，压缩比小。
1966年J.B.Neal 对比分析了差分编码调制(DPCM)和脉冲编码调制(PCM)并提出了用于电视的实验数据，1969行了线性预测编码的实际实验。
同年举行首届图像编码会(PictureCodiSymP0sium)，在这次会议之后，图像压缩编码算法的研究有了很大进展。
由于DCT压缩算法具有编码效果较好、运算复杂度适中等优点，目前己经成为国际图像编准(JPEG)的核心算法。
为了克服第一代图像压缩编码存在的压缩比小、图像复原质量不理想等1985年Kunt等人充分利用人眼视觉特性提出了第二代图像压缩编码的概念。
实验二_图像压缩
实验二图像压缩一、IGS量化IGS利用眼睛对边缘固有的敏感性，通过一个伪随机数加到每个像素上将这些边缘拆散。
这个伪随机数是在对结果进行量化之前，根据表示相邻像素灰度级的原编码的低位生成的。
由于低位完全是随机的，所以这样做等于增加了通常与伪轮廓相关的人工边缘随机性的灰度级。
实验要求：分别使用均匀量化和IGS量化将图像Fig8.04(a)量化为16个灰度级，比较均匀量化和IGS量化的结果。
二、Truncated Huffman编码当要对大量符号进行编码是，构造最佳二值Huffman编码不是一件简单的工作。
对于有J个信源符号的一般情况，必须进行J-2次的信源简化和J-2次编码分配。
因此，若对具有256个灰度级的图像构造最佳Huffman编码则需要254次信源简化和254次编码分配。
考虑到这项工作在计算上的复杂性，牺牲编码效率以换取编码结构的简单性有时是有必要的。
Truncated Huffman编码对基本Huffman编码策略进行简单修改：（1）对最可能出现的M个符号进行Huffman编码（M为小于J的正整数）（2）对其他的码都用在一个合适的定长码前加一个前缀码表示实验要求：对Lena图像进行Truncated Huffman编码。
要求截断数量M分别为1到255，重复进行Truncated Huffman编码，计算编码的平均码长，分析M的值对编码的影响。
三、DCPM预测器做预测编码DPCM预测器0 无预测1 A2 B3 C4 A+B-C5 A+(B-C)/26 B+(A-C)/27 (A+B)/2C BA Y注意：第一行固定采用Y-A预测，第一列固定采用Y-B预测,第一行且第一列点无预测无损压缩框架有损压缩框架实验要求：选择一种DPCM预测器对Fig8.14(a)或其他图像使用DCPM预测器做预测编码（有损/无损）。
要求实现上述有损和无损压缩编码，其中Predictor 使用DCPM，Symbol encoder&Symbol decoder分别为Huffman编码和解码，Quantizer使用均匀量化器（量化间隔为16），经过预测编码给出编码结果，并且对编码结果译码还原图像。
图像压缩编码实验报告
图像压缩编码实验报告一、实验目的1.了解有关数字图像压缩的基本概念，了解几种常用的图像压缩编码方式；2.进一步熟悉JPEG编码与离散余弦变换（DCT）变换的原理及含义；3.掌握编程实现离散余弦变换（DCT）变换及JPEG编码的方法；4.对重建图像的质量进行评价。
二、实验原理1、图像压缩基本概念及原理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。
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，Lempel zev编码。
（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码JBIG，，JPEG，MPEG等技术标准。
2、JPEG 压缩编码原理JPEG是一个应用广泛的静态图像数据压缩标准，其中包含两种压缩算法(DCT和DPCM)，并考虑了人眼的视觉特性，在量化和无损压缩编码方面综合权衡，达到较大的压缩比(25:1以上)。
JPEG既适用于灰度图像也适用于彩色图像。
其中最常用的是基于DCT变换的顺序式模式，又称为基本系统。
JPEG 的压缩编码大致分成三个步骤：(1)使用正向离散余弦变换(forward discrete cosine transform，FDCT)把空间域表示的图变换成频率域表示的图。
(2)使用加权函数对DCT系数进行量化，该加权函数使得压缩效果对于人的视觉系统最佳。
(3)使用霍夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。
编码器实验报告
编码器实验报告编码器实验报告引言编码器是一种常见的数学工具，用于将信息从一种形式转换为另一种形式。
在现代科技和通信领域中，编码器被广泛应用于数据压缩、信号处理、图像识别等方面。
本实验旨在通过编码器的实际应用，探索其原理和实验效果。
实验目的本实验的主要目的是研究和理解编码器的工作原理，并通过实际操作验证其性能和效果。
具体而言，我们将使用一种常见的编码器，以图像压缩为例，来探索编码器在数据压缩中的应用。
实验步骤1. 数据准备：选择一张高分辨率的彩色图片作为实验对象，并将其转换为计算机可识别的数字信号。
这一步骤可以通过使用图像处理软件来完成。
2. 编码器选择：根据实验需求，选择适当的编码器进行实验。
在图像压缩领域中，常见的编码器有JPEG、PNG等。
本实验选择JPEG编码器作为研究对象。
3. 参数设置：根据实验需求和编码器的特性，设置合适的参数。
例如，在JPEG 编码器中，可以调整图像的压缩比、色彩深度等参数。
4. 编码过程：将准备好的数字信号输入编码器，并观察编码过程中的数据转换和压缩效果。
可以通过编码器提供的界面或命令行工具来完成。
5. 解码过程：使用相应的解码器对编码后的数据进行解码，并恢复原始的图像信息。
观察解码过程中的数据转换和恢复效果。
实验结果通过实验，我们观察到编码器在图像压缩中的应用效果。
通过调整压缩比，我们可以发现压缩比越高，图像的质量损失越明显，但文件大小也相应减小。
这说明编码器在数据压缩中具有重要的作用，可以在一定程度上平衡图像质量和文件大小。
此外，我们还发现编码器对于不同类型的图像有不同的适应性。
对于包含大量细节和颜色变化的图像，编码器的压缩效果可能不如对于简单图像的压缩效果好。
这提示我们在实际应用中需要根据图像的特点选择合适的编码器。
讨论与结论通过本实验，我们深入了解了编码器的工作原理和实验效果。
编码器作为一种重要的数学工具，在现代科技和通信领域中发挥着重要的作用。
通过合理设置参数和选择合适的编码器，我们可以实现数据的高效压缩和传输。
实验二 图像压缩
实验二图像压缩一、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、实验原理1. 图像压缩原理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、信息保持编码或熵编码。
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，Lempel zev编码。
（2）有损压缩编码种类：预测编码，DPCM，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码。
有JBIG，H261，JPEG，MPEG等技术标准。
2离散余弦变换压缩和行程编码（1）离散余弦变换(DCT)图像压缩原理离散余弦变换DCT在图像压缩中具有广泛的应用，它是JPEG、MPEG等数据压缩标准的重要数学基础。
数据压缩实验报告4 (2)
桂林理工大学实验报告（2013~ 2014 学年度第一学期）班级: 学号 : 姓名: 实验名称: 实验四图像DCT变换编码与压缩日期: 2013年12月12日一、实验题目:图像DCT变换编码与压缩二、实验目的:（1）掌握离散余弦变换DCT的实现方法, 了解DCT的幅度分布特性, 从而加深对DCT变换的认识。
（2）掌握图像DCT变换编码的实现方法, 从而加深对变换编码压缩图像原理的理解。
三、实验内容:编程实现图像DCT变换编码。
四、预备知识:（1）熟悉DCT原理。
（2）熟悉变换编码原理。
（3）熟悉在MA TLAB环境下对图像文件的I/O操作。
五、实验原理:变换编码是在变换域进行图像压缩的一种技术。
图2.2.1显示了一个典型的变换编码系统。
压缩图像输入图像N×N图2.2.1 变换编码系统在变换编码系统中, 如果正变换采用DCT变换就称为DCT变换编码系统。
DCT用于把一幅图像映射为一组变换系数, 然后对系数进行量化和编码。
对于大多数的正常图像来说, 多数系数具有较小的数值且可以被粗略地量化（或者完全抛弃）, 而产生的图像失真较小。
DCT是仅次于K-L变换的次最佳正交变换, 且以获得广泛应用, 并成为许多图像编码国际标准的核心。
离散余弦变换的变换核为余弦函数, 计算速度快, 有利于图像压缩和其他处理。
对于N×N的数字图像, 二维DCT变换的正反变换可表示为：11001100(21)(21)(,)()()(,)cos cos222(21)(21)(,)()()(,)cos cos22N Nx yN Nu vx u y vF u v c u c v f x yN Nx u y vf x y c u c v F u vN N Nππππ--==--==++=++=∑∑∑∑（2.2.1）其中，00()()1,1,2,...,1u vc u c vu v N⎧==⎪==⎨=-⎪⎩或MA TLAB图像处理工具箱实现离散余弦变换有两种方法:（1）使用函数dct2, 该函数用一个基于FFT的算法来提高当输入较大的方阵时的计算速度。
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图像压缩编码实验报告一、实验目的1.了解有关数字图像压缩的基本概念，了解几种常用的图像压缩编码方式；2.进一步熟悉JPEG编码与离散余弦变换（DCT）变换的原理及含义；3.掌握编程实现离散余弦变换（DCT）变换及JPEG编码的方法；4.对重建图像的质量进行评价。
二、实验原理1、图像压缩基本概念及原理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。
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，Lempel zev编码。
（2）有损压缩编码种类预测编码，DPCM，运动补偿；频率域方法：正交变换编码(如DCT)，子带编码；空间域方法：统计分块编码；模型方法：分形编码，模型基编码；基于重要性：滤波，子采样，比特分配，向量量化；（3）混合编码JBIG，H.261，JPEG，MPEG等技术标准。
2、JPEG 压缩编码原理JPEG是一个应用广泛的静态图像数据压缩标准，其中包含两种压缩算法(DCT和DPCM)，并考虑了人眼的视觉特性，在量化和无损压缩编码方面综合权衡，达到较大的压缩比(25:1以上)。
JPEG既适用于灰度图像也适用于彩色图像。
其中最常用的是基于DCT变换的顺序式模式，又称为基本系统。
JPEG 的压缩编码大致分成三个步骤：(1)使用正向离散余弦变换(forward discrete cosine transform，FDCT)把空间域表示的图变换成频率域表示的图。
(2)使用加权函数对DCT系数进行量化，该加权函数使得压缩效果对于人的视觉系统最佳。
(3)使用霍夫曼可变字长编码器对量化系数进行编码。
3、离散余弦变换（DCT）变换原理离散余弦变换（DCT）是一种实数域变换，其变换核为实数余弦函数，图像处理运用的是二维离散余弦变换，对图像进行DCT，可以使得图像的重要可视信息都集中在DCT的一小部分系数中。
二维DCT变换是在一维的基础上再进行一次DCT 变换，公式如下：11(0.5)(0.5)(,)()()(,)cos cos()N Ni ji jF u v c u c v f i j u vN Nuc uuππ==++⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦==≠∑∑(1)f为原图像，经DCT 变换之后，F为变换矩阵。
(0,0)F是直流分量，其他为交流分量。
上述公式可表示为矩阵形式：(0.5)(,)()cosTF AfAjA i j c i iNπ=+⎡⎤=⎢⎥⎣⎦(2)其中A是变换系数矩阵，为正交阵。
逆DCT 变换：(,)(,)Tf i j A F u v A=(3)这里我们只讨论两个N相等的情况，即图像为方形(行列数相等)，在实际应用中对不是方阵的数据都应先补齐再进行变换的。
4、图象质量评价保真则是压缩后图象质量评价的标准。
客观保真度准则：原图象和压缩图象之间的均方根误差或压缩后图象的均方根信噪比。
主观保真度准则：极好、良好、通过、勉强、低劣、不能用。
客观保真度准则新旧图像的均方误差 (4) 均方根误差(5) 把压缩后图像表示成原图像和噪声的叠加(6)均方信噪比(7) 三、实验步骤1.实验一代码%%图像压缩编码IM = imread('C:\Users\lmeng\Desktop\dongman.jpg')I = rgb2gray(IM); % 将彩色图灰度化I1 = im2double(I); % 图像存储类型转换T = myDCT(8); % 使用由函数dctmtx 返回的DCT 变换矩阵，dctmtx 的调用格式为 % 产生二维DCT 变换矩阵L = blkproc(I1,[8 8],'P1*x*P2',T,T'); % 继而利用blkproc 函数完成分块操作 % 计算二维DCT ，矩阵T 及其转置T ’是DCT 函数P1*x*P2的参数% 完成对每个子块的DCT 变换 Mask=[ 1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0]; %二值掩膜，用来压缩DCT 系数，只留下DCT 系数中左上角的10个L2=blkproc(L,[8 8],'P1.*x',Mask); % 去除每个字块中的多余交流分量系数 I2=blkproc(L2,[8 8],'P1*x*P2',T',T);imwrite(I2,'after.jpg')figure;subplot(121),imshow(I1),title('原图');subplot(122),imshow(I2),title('压缩后的图像1');ee=myee(I1,I2); %新旧图像的均方误差()()()1111220000,/,N N N N ms x y x y SNR f x y e x y ----=====∑∑∑∑()()11222001,,N N x y e f x y g x y N --===-⎡⎤⎣⎦∑∑rms e =()()(),,,f x y g x y e x y =+结果如下分析评价：新旧图像均方误差为0.0035均方根误差为0.05916压缩成度为勉强2、实验二代码%%图像压缩编码IM = imread('C:\Users\lmeng\Desktop\dongman.jpg')I = rgb2gray(IM); % 将彩色图灰度化I1 = im2double(I); % 图像存储类型转换N = 512; %划分后子块的大小T = myDCT(N); % 使用由函数dctmtx返回的DCT变换矩阵，dctmtx的调用格式为 % 产生二维DCT变换矩阵L = blkproc(I1,[N N],'P1*x*P2',T,T'); % 继而利用blkproc函数完成分块操作 % 计算二维DCT，矩阵T及其转置T’是DCT函数P1*x*P2的参数% 完成对每个子块的DCT变换Mask=zeros(N,N);n = 1; %第一行保存分量的个数，呈下三角形，且有n<=Nfor i=1:nMask(i,1:n-i+1)=1;end%二值掩膜，用来压缩DCT系数，只留下DCT系数中左上角的1个L2=blkproc(L,[N N],'P1.*x',Mask); % 去除每个字块中的多余交流分量系数I2=blkproc(L2,[N N],'P1*x*P2',T',T);imwrite(I2,'after.jpg')figure;subplot(121),imshow(I1),title('原图');subplot(122),imshow(I2),title('压缩后的图像2');ee=myee(I1,I2); %新旧图像的均方误差结果：分析：新旧图像均方误差为0.0352均方根误差为0.18762结果不可用3、实验三代码%%图像压缩编码IM = imread('C:\Users\lmeng\Desktop\dongman.jpg')I = rgb2gray(IM); % 将彩色图灰度化I1 = im2double(I); % 图像存储类型转换N = 512; %划分后子块的大小T = myDCT(N); % 使用由函数dctmtx返回的DCT变换矩阵，dctmtx的调用格式为 % 产生二维DCT变换矩阵L = blkproc(I1,[N N],'P1*x*P2',T,T'); % 继而利用blkproc函数完成分块操作 % 计算二维DCT，矩阵T及其转置T’是DCT函数P1*x*P2的参数% 完成对每个子块的DCT变换Mask=zeros(N,N);n = 62; %第一行保存分量的个数，呈下三角形，且有n<=Nfor i=1:nMask(i,1:n-i+1)=1;end%二值掩膜，用来压缩DCT系数，只留下DCT系数中左上角的1个L2=blkproc(L,[N N],'P1.*x',Mask); % 去除每个字块中的多余交流分量系数I2=blkproc(L2,[N N],'P1*x*P2',T',T);imwrite(I2,'after.jpg')figure;subplot(121),imshow(I1),title('原图');subplot(122),imshow(I2),title('压缩后的图像3');ee=myee(I1,I2); %新旧图像的均方误差结果：分析：新旧图像均方误差为0.0032均方根误差：0.05656结果为勉强。