JPEG圖像的編解碼實(shí)現(xiàn)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)專心專注專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè) MACROBUTTON MTEditEquationSection2 SEQ MTEqn r h * MERGEFORMAT SEQ MTSec r 1 h * MERGEFORMAT SEQ MTChap r 3 h * MERGEFORMAT 畢業(yè)論文 論文題目（中文） JPEG圖像的編解碼實(shí)現(xiàn) 論文題目（外文） Encoding and decoding of JPEG image 摘 要JPEG是一種十分先進(jìn)的圖像壓縮技術(shù)，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù)，在獲得極高的壓縮率

2、的同時(shí)能展現(xiàn)十分豐富生動(dòng)的圖像。本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一個(gè)JPEG圖像編解碼器來(lái)進(jìn)行圖像轉(zhuǎn)換，利用離散余弦變換、熵編碼、Huffman編碼等圖像壓縮技術(shù)將BMP圖像轉(zhuǎn)換成JPEG圖像，即進(jìn)行圖像的壓縮。驗(yàn)證JPEG壓縮編碼算法的可行性。通過(guò)比對(duì)圖像壓縮前后實(shí)際效果，探討壓縮比，峰值信噪比等評(píng)價(jià)圖像數(shù)據(jù)壓縮程度及壓縮質(zhì)量的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)JPEG壓縮編碼算法的實(shí)用性和優(yōu)越性進(jìn)行研究。關(guān)鍵詞：JPEG；編碼；解碼；圖像壓縮AbstractJPEG is a very advanced image compression technology, it uses lossy compression to remo

3、ve redundant image data, in obtaining a very high compression rate can show a very rich and vivid image. In this project, a JPEG image codec is designed and implemented to transform image, using discrete cosine transform, entropy coding, Huffman coding and other image compression techniques to conve

4、rt BMP images into JPEG images. Verifies the feasibility of JPEG compression coding algorithm. Through the comparison of the actual effect of image compression, the key parameters of compression ratio, peak Snr, and the compression quality of image data are discussed, and the practicability and supe

5、riority of JPEG compression coding algorithm are researched.Key words: JPEG; encoding; decoding; image compression目 錄TOC o 1-1 u 摘 要 )3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析基于前文介紹的編解碼原理，使用VC+編程實(shí)現(xiàn)對(duì)JPEG文件的讀取，壓縮與存儲(chǔ)。通過(guò)此應(yīng)用程序中，用戶可以將BMP文件壓縮編碼為JPEG圖像，也可以實(shí)現(xiàn)JPEG圖像解碼為BMP文件，即能實(shí)現(xiàn)兩者的格式轉(zhuǎn)換。第一組通過(guò)程序?qū)崿F(xiàn)BMP圖像壓縮為JPEG圖像的圖像文件如圖3-1所示：a b圖3-1 BMP圖片壓縮編碼

6、為JPEG圖片對(duì)比：(a) test.bmp（256256，196,662字節(jié)，24位圖）；(b) test.jpg（256256，11,094字節(jié)，4位圖）第二組實(shí)驗(yàn)的圖像文件如圖3-2所示：a bc圖3-2 BMP圖像先壓縮為JPEG圖像再解壓縮為BMP文件：(a) 昆侖堂.bmp（1048622，1,955,622字節(jié)，24位圖）；(b)昆侖堂.jpg（1048622，145,917字節(jié)，24位圖）；(c)昆侖堂新.bmp（1048622，1,955,622字節(jié)，24位圖）圖3-1中原始圖片test.bmp為256256像素，大小為196,662字節(jié)的24位圖，經(jīng)過(guò)壓縮編碼，選擇質(zhì)量為7

7、5等級(jí)（100為質(zhì)量最高）得到圖片test.jpg為256256像素，大小為11,094字節(jié)的24位圖。根據(jù)公式4-1和4-2可以計(jì)算得壓縮比為17.7，相對(duì)數(shù)據(jù)冗余為0.9435這表明原始圖像中94.35%的數(shù)據(jù)冗余的，經(jīng)過(guò)壓縮，數(shù)據(jù)量大大減少，節(jié)省了存儲(chǔ)空間。而通過(guò)利用matlab，根據(jù)公式3-1和3-2計(jì)算壓縮前后兩幅圖像的峰值信噪比PSNR結(jié)果為68.7828，因此證明壓縮后，圖像和原圖很接近，即失真很小，壓縮前后圖片用肉眼是無(wú)法區(qū)分出來(lái)的。圖3-2中，三幅蘭大榆中校區(qū)昆侖堂的照片看起來(lái)沒(méi)啥區(qū)別，但是圖a和圖b在數(shù)據(jù)量上有很大差別，通過(guò)計(jì)算壓縮比為13.4，相對(duì)數(shù)據(jù)冗余為0.9254，

8、計(jì)算峰值信噪比PSNR為43.916，相比第一組PSNR有所下降，換句話說(shuō)，壓縮后失真較第一組嚴(yán)重。圖c是將壓縮后的圖像解壓縮得到的BMP圖像，在數(shù)據(jù)量上來(lái)看，完全恢復(fù)到壓縮前的大小，但是通過(guò)計(jì)算PSNR我們發(fā)現(xiàn)，值依然是43.916。由此可以看出，JPEG壓縮過(guò)程是有損壓縮，當(dāng)再次解壓縮的時(shí)候，圖片無(wú)法恢復(fù)到跟原始圖像一樣的質(zhì)量。3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論與總結(jié)在此設(shè)計(jì)中，使用離散余弦變換，將空間區(qū)域中描繪的圖形，變換為頻率區(qū)域描繪的圖形；采用加權(quán)函數(shù)量化得到DCT的系數(shù)；采用Huffman可變字長(zhǎng)編碼器來(lái)編碼量化系數(shù)的信息；采用行程長(zhǎng)度編碼RLE來(lái)編碼交流系數(shù)（AC）的信息；采用差分脈沖編碼調(diào)制來(lái)編碼直流系數(shù)（DC）的信息；為了降低熵信息，熵編碼采用了Huffman編碼器。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析可知，本次用C+實(shí)現(xiàn)JPEG圖像的編解碼過(guò)程比較成功，壓縮后得到15左右的壓縮比，表明原圖有90%以上的冗余數(shù)據(jù)。而在圖像質(zhì)量方面，通過(guò)計(jì)算峰值信噪比，得到比較高的峰值信噪比，證明圖像質(zhì)量保持的比較好，即失真很小。致 謝本設(shè)計(jì)能較成功地完成，與xx老師的悉心指導(dǎo)和熱心幫助是分不開(kāi)的，在此，我對(duì)他表示衷心的感謝。我的指導(dǎo)教師陸福相老師，在我的課題研究進(jìn)行期間，指導(dǎo)我如何搜集相關(guān)的資料，并且在百忙中抽出時(shí)間來(lái)檢查、指導(dǎo)我的工作，在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中又給了我很多的啟示，在