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1、实验名称：图像压缩编码程序设计一、实验目的和要求本实验为设计性实验，其目的是理解有损压缩的概念，特别是通过K-L变换或DCT变换，掌握压缩编码的基本原理、算法，并通过编程给予实现，对原始图像数据和解压后的图像数据进行失真估计，了解压缩性能及其重建效果的影响、作用，给出适当的理论分析。二、实验内容和原理本实验是在根据图像压缩基本原理的基础上，独立设计图像的有损压缩编码算法，并在MATLAB编程环境中编程实现。其要求是：1）选择一种有损压缩编码算法（K-L变换或DCT变换）对一幅数字图像进行压缩编码，计算出压缩率，并显示编码前图像。2）对编码后的数据进行解压，并显示解压后图像。3）改变算法参数对原
2、始图像数据和解压后的图像数据进行失真估计。4），通过改变算法参数（比如改变图像编码的子图像小块的尺度等）进行算法比较和讨论。三、实验环境硬件：计算机软件：Windows 2000和MATLAB编程环境。四、算法描述及实验步骤1、读入图像：clearI=imread(1.jpg); %读入原图像；R=I(:,:,1);R1=im2double(R); %将原图像转为双精度数据类型；2、进行DCT矩阵变换（重复三次），并显示原图像大小、压缩图像大小、压缩比：T=dctmtx(8); %产生二维DCT变换矩阵L=blkproc(R1,8 8,P1*x*P2,T,T); %计算二维DCT，矩阵T及其转
3、置T是DCT函数P1*x*P2的参数Mask= 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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); %只保留DCT变换的10个系数 m n=size(L2); J=m n; for i=1:m value=L2(i,1); num=1; for j=2:n if L2
4、(i,j)=value num=num+1; else J=J num value; num=1; value=L2(i,j); endendJ=J num value ; enddisp(原图像大小)whos(L2);disp(压缩图像大小：)whos(J);disp(图像的压缩比：)disp(m*n/length(J)% 解压缩t1=J(1);t2=J(2);K(1:t1,1:t2)=0;i1=1;j1=1;for i=3:2:length(J) c1=J(i); c2=J(i+1); for j=1:c1 K(i1,j1)=c2; j1=j1+1; if j1t2 i1=i1+1; j1
5、=1; end endendR2= blkproc(K,8,8,P1*x*P2,T,T); %逆DCT，重构图像 G=I(:,:,2);G1=im2double(G); %将原图像转为双精度数据类型；T=dctmtx(8); %产生二维DCT变换矩阵L=blkproc(G1,8 8,P1*x*P2,T,T); %计算二维DCT，矩阵T及其转置T是DCT函数P1*x*P2的参数Mask= 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
6、 0 0 0 0 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); %只保留DCT变换的10个系数 m n=size(L2); J=m n; for i=1:m value=L2(i,1); num=1; for j=2:n if L2(i,j)=value num=num+1; else J=J num value; num=1; value=L2(i,j); endendJ=J num value ; enddisp(原图像大小)whos(L2);disp(压缩图像大小：)whos(J
7、);disp(图像的压缩比：)disp(m*n/length(J)% 解压缩t1=J(1);t2=J(2);K(1:t1,1:t2)=0;i1=1;j1=1;for i=3:2:length(J) c1=J(i); c2=J(i+1); for j=1:c1 K(i1,j1)=c2; j1=j1+1; if j1t2 i1=i1+1; j1=1; end endendG2= blkproc(K,8,8,P1*x*P2,T,T); %逆DCT，重构图像B=I(:,:,3);B1=im2double(B); %将原图像转为双精度数据类型；T=dctmtx(8); %产生二维DCT变换矩阵L=blk
8、proc(B1,8 8,P1*x*P2,T,T); %计算二维DCT，矩阵T及其转置T是DCT函数P1*x*P2的参数Mask= 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 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); %只保留DCT变换的10个系数 m n=size(L2); J=m n; for i=
9、1:m value=L2(i,1); num=1; for j=2:n if L2(i,j)=value num=num+1; else J=J num value; num=1; value=L2(i,j); endendJ=J num value ; enddisp(原图像大小)whos(L2);disp(压缩图像大小：)whos(J);disp(图像的压缩比：)disp(m*n/length(J)% 解压缩t1=J(1);t2=J(2);K(1:t1,1:t2)=0;i1=1;j1=1;for i=3:2:length(J) c1=J(i); c2=J(i+1); for j=1:c1
10、K(i1,j1)=c2; j1=j1+1; if j1t2 i1=i1+1; j1=1; end endend3、显示图像：B2= blkproc(K,8,8,P1*x*P2,T,T); %逆DCT，重构图像A(:,:,1)=R2;A(:,:,2)=G2;A(:,:,3)=B2;Subplot(1,2,1);imshow(I);title(原图像); %显示原图像Subplot(1,2,2); imshow(A);title(压缩图像);%显示压缩后的图像。对比原始图像和压缩后的图像，五、调试过程六、实验结果七、总结通过本次实验，我基本理解了有损压缩的概念，特别是通过DCT变换，大致掌握了压缩编码的基本原理、算法，并通过编程给予了实现，了解到压缩性能及其重建效果的影响、作用，并通过对DCT矩阵的改变从而改变图像压缩比。