图像毕业论文-JPEG图像编码系统的实现与分析_电子论文

（JPEG图像编码系统的实现与分析毕业论文 91页 32956字包括论文正文27页、开题报告文献综述任务书程序外文翻译）
摘要：图像通信在当今信息时代显得尤其重要，但由于图像通信的数据量大、传输频带宽有限，因此对图像数据压缩技术的研究一直是一个重要的课题，并已取得了较大的进展。在目前众多的图像压缩中， JPEG是应用广泛的图像压缩编码标准。
本文主要是实现并分析基于DCT变换的顺序型模式JPEG图像编码系统。JPEG图像压缩过程包括色彩变换与部分数据取样、FDCT与IDCT、量化与逆量化和Huffman编码。
JPEG图像压缩采用C语言来编写，用Visual C++编译器调试。通过实验，我们可以系统地了解JPEG图像编码的实现过程，分析各个过程在图像压缩和解压中所起的作用，并比较重建图像和源图像。
编程实现基于JPEG标准的无损图像编码系统和有损图像编码系统，并比较其性能和特点。并通过设置不同的品质参数和选用不同的量化表来比较压缩图像效果。
通过实验可得，图像经过无损压缩，图像质量得到很好的保持，并且实现了一定的压缩比。而有损编码由于多了量化过程，可以实现更高的压缩比，但是会产生信息丢失影响图像质量。另外，不同的品质参数导致了量化过程的差异，从而影响了目标图像的差异。品质参数越大，量化越细化，图像质量保持得越好，同时压缩比越小。量化表的参数越小，量化越细化，越适合细节多的图像。

关键词：JPEG标准；DCT算法；量化；Huffman编码
中图分类号：TP317.4

Realization and Analysis of JPEG Image Coding System
Abstract: The image communication becomes especially important in the information age today, but for the large amount of data and the limit of transmission, research on image data compression technology is always an important subject, and obvious progress has been made on it. Among multitudinous image compressions today, JPEG is a wide applicated image compression code standard.
In this paper, the order pattern JPEG image coding system based on the DCT transformation is mainly realized and analyzed. JPEG image compression process includes color transformation and partial data sample, FDCT and IDCT, quantification and counter quantification and Huffman code.
JPEG image compression is compiled by C language and debuged with Visual
C++ compiler. Through the experiment, we may systematically understand the JPEG image coding implementation procedure, and analyze the function of each process in the image compression and the decompression, and compare the reconstruction image and the source image.
Lossless compression system and lossy compression system of JPEG standard is realized via program, and their performance and characteristic are compared in the experiment. Compressed images are compared through setting different quality parameters and selecting different quantified tables.
Through the experiment we can see that the picture quality obtains a very good maintenance when the image passes through the lossless compression, and has realized certain compression ratio. However, to the lossy compression system, a higher compression ratio can be achieved for quantitative process, but the picture quality can be influenced because of the information loss. Moreover, different quality parameter will cause difference in quantification process, thus the difference of target picture can be affected. The quality of pictures maintain better as the bigger of the quality parameter and the more refined of quantification. At the same time, the compression ratio will be smaller as well. Also the smaller of parameters in the quantification table, the more refined of quantification and more suitable for images with many details.

Key Words：JPEG standard; DCT algorithm; Quantification; Huffman code
Classification: TP317.4

目次
JPEG图像编码系统的实现与分析 I
目次 III
0. 前言 1
1. JPEG标准概述 2
1.1 JPEG标准的发展与现状 2
1.2 JPEG标准的主要算法 2
1.3 JPEG模式及应用 4
2. 实验环境介绍 6
2.1 Visual C++可视化集成开发环境 6
2.2 Source Insight程序编辑器和代码浏览器 7
3.无损图像编码系统的实现与分析 8
3.1 无损图像编码过程 8
3.1.1 色彩变换与部分数据取样 8
3.1.2 DCT变换 9
3.1.3 Huffman编码 10
3.2 实验过程及结果分析 12
4.有损图像编码系统的实现与分析 15
4.1 有损图像编码过程分析 15
4.2 品质参数对有损图像编码的影响 16
4.3量化过程的改进与分析 20
5.总结 26
参考文献 27
附录A 29
作者简历 40
学位论文数据集 41

0. 前言
由于数字图像的信息量大，同时采用数字式通信制时占用的频带宽有限，作为多媒体关键技术的图像压缩编码技术一直深受人们重视。例如一幅512×512、各分量为8 B的中分辨率彩色图像,数据量为768 KB，如果是运动图像则数据量更大。所以只有压缩图像数据，才能实现图像的存储、传输和处理。图像压缩是通信、多媒体计算机领域研究的重点课题。它在工业、医学、军事、教育等诸多方面有着重要应用。
为了促进多媒体技术的发展，通过标准化实现多媒体技术在各国间的统一、合作、交流和应用，20世纪90年代，国际标准化协会(ISO)、国际电子学委员会(IEC)和国际电信协会(ITU)等国际组织领导制定了一些重要的国际标准，取得了辉煌的业绩。
静态图像压缩的国际标准已涵盖了从二值、灰度到彩色的图像。对二值图像的压缩标准有G3，G4(G1/G2为模拟标准)和JBIG。JBIG由于采用了自适应技术，其编码效率要比G3和G4高的多。对于灰度和彩色图像有JPEG和新出台的JPEG2000。其中JPEG就是常用的静止图像压缩标准。
JPEG（Joint Photographic Experts Group）是在国际标准化组织(ISO)领导之下制定静态图像压缩标准的委员会，第一套国际静态图像压缩标准ISO 10918-1(JPEG)就是该委员会制定的。由于JPEG优良的品质，使他在短短几年内获得了极大的成功，被广泛应用于互联网和数码相机领域，网站上80%的图像都采用了JPEG压缩标准。
JPEG主要用于计算机静止图像的压缩，在用于活动图像时，其算法仅限于帧内，便于编辑。其中JPEG选定自适应离散余弦变换（DCT）编码作为静态图像压缩的标准化算法，有两种基本压缩算法，一种是采用基于离散余弦变换（DCT）的有损压缩算法，在压缩比为25：1的情况下，压缩后还原得到的图像与原始图像相比较，非图像专家难于找出它们之间的区别，因此得到了广泛的应用，例如，在V-CD和DVD-Video电视图像压缩技术中，就使用JPEG的有损压缩算法来取消空间方向上的冗余数据。另一种是基于空间线性预测技术的差分脉冲编码调制（DPCM）无损压缩算法，容易硬件实现，虽压缩比仅是2：1，但作为补充，追加到标准中。

图像毕业论文-JPEG图像编码系统的实现与分析

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