图像压缩技术文档
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。
基于SVD图像压缩技术研究
Technology Research of Image Compression Based on S V D陈一虎 Chen Yih u（宝鸡文理学院，宝鸡 721013）（Baoji Un i versity of Arts and Sciences ，Baoji 721013，Chin a ）摘 要 ： 数字图像处理方法的研究源于两个主要领域：一是便于人们分解图像，对图像信息进行改进；二是使机器能自动理解图像。
后者正是我们所要研究的内容。
众所周知，在计算机中，图像是通过矩阵来表示的，一幅图像对应着一个矩阵，对图像的压缩就转换成了对矩阵的处理。
在数学中，对矩阵进行奇异值分解可以把一个矩阵分解成只用几个数来表示，而且这种分解具有很好的稳定性、唯一性和自相似性。
通过这种方法，就能用比较少的数据来表示相应的图像。
本文就是通过对图像的矩阵进行奇异值分解，将一幅图像转换成只包含几个非零值的奇异值矩阵， 实现图像压缩。
Abstr ac t ： The theory about DIP (D i g i ta l Image Processing) i s used in two fi l e d. One i s the i m provement of the i nforma ti on about i ma g e , and theother i s the saving, transport and display. And the l a tter i s the object that we researched. It i s we ll known that the graph i s presented by matri x i ncomputer. So we can de a l w ith a graph by using the matrix. In m ath by using the mu l ti resolu ti on SVD, the matrix can be decomposed into just a fewnumbers, and the decompos i ti on i s very stable, un i qu e , and se l f -s i mi l a r. By this method ，we can express di g i ta l i ma g e w itn l e ss data. This paper propos es amu l ti resolu ti on form of the sin g u l a r va l u e decompos i ti o n (SVD), and shows how it may be used for si g n a l a n a l ysi s and a pprox ima ti on. D i g i ta l i ma g e i stransformed into s in g u l a r va l u e matrix that conta i n s nonzero sin g u l a r va l u e s by s in g u l a r va l u e decompos i ti on (SVD) so that the i ma ge i s compre sse d.关 键 词 ： 图像压缩；矩阵；奇异值分解Key w o r d s ： i ma g e depre ss ；ma tr i x ；s in g u l a r va l u e decompos i ti on文 章 编 号 ：1006-4311（2011）13-0169-02中 图 分 类 号 ：TP319 文 献 标 识 码 ：A 存储和传输问题。
JPEG2000图像压缩算法标准剖析
JPEG2000图像压缩算法标准摘要：JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。
本文介绍了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述，介绍了这一新标准的特点及应用场合，并对其性能进行了分析。
关键词：JPEG2000；图像压缩；基本原理；感兴趣区域引言随着多媒体技术的不断运用，图像压缩要求更高的性能和新的特征。
为了满足静止图像在特殊领域编码的需求，JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。
它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能，而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。
这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。
所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复，或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。
1.JPEG2000的基本介绍及优势相信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉，在我们日常所接触的图像中，绝大多数都是JPEG格式的。
JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group，它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会，它制定出了第一套国际静态图像压缩标准：ISO 10918－1，俗称JPEG。
由于相对于BMP等格式而言，品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多，无论是传送还是保存都非常方便，因此JPEG格式在推出后大受欢迎。
随着网络的发展，JPEG的应用更加广泛，目前网站上80％的图像都采用JPEG格式。
但是，随着多媒体应用领域的快速增长，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求：网上JPEG图像只能一行一行地下载，直到全部下载完毕，才可以看到整个图像，如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理；JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大；JPEG格式属于有损压缩，当被压缩的图像上有大片近似颜色时，会出现马赛克现象；同样由于有损压缩的原因，许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任。
JPEG2000图像压缩算法标准
JPEG2000图像压缩算法标准摘要：JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。
本文介绍了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述，介绍了这一新标准的特点及应用场合，并对其性能进行了分析。
关键词：JPEG2000；图像压缩；基本原理；感兴趣区域引言随着多媒体技术的不断运用，图像压缩要求更高的性能和新的特征。
为了满足静止图像在特殊领域编码的需求，JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。
它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能，而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。
这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。
所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复，或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。
1.JPEG2000的基本介绍及优势相信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉，在我们日常所接触的图像中，绝大多数都是JPEG格式的。
JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group，它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会，它制定出了第一套国际静态图像压缩标准：ISO 10918－1，俗称JPEG。
由于相对于BMP等格式而言，品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多，无论是传送还是保存都非常方便，因此JPEG格式在推出后大受欢迎。
随着网络的发展，JPEG的应用更加广泛，目前网站上80％的图像都采用JPEG格式。
但是，随着多媒体应用领域的快速增长，传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求：网上JPEG图像只能一行一行地下载，直到全部下载完毕，才可以看到整个图像，如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理；JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大；JPEG格式属于有损压缩，当被压缩的图像上有大片近似颜色时，会出现马赛克现象；同样由于有损压缩的原因，许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任。
浅谈数字图像压缩之JPEG2000
浅谈数字图像压缩之JPEG2000摘要：数字图像压缩技术对于数字图像信息在网络上实现快速传输和实时处理具有重要的意义，但随着多媒体技术的不断发展，用户对高压缩效率和对压缩图像的互动性及可伸缩性要求也逐渐变高，JPEG2000应运而生。
本文就JPEG2000和传统JPG比较谈起，就其编码特征作简要概述。
关键词：JPEG2000多媒体技术的发展对信息数据的储存和传输提出了更高要求，图像传输技术限于宽带限制，无法满足用户的需求，于是，图像压缩技术应运而生。
通过对图像的压缩处理，能减轻图像数据储存和传输的负担，从而实现网络上图像的快速传输和处理。
传统的JPEG压缩虽然在中端和高端比特率上有良好的图像质量，但限于方块效应、有损压缩和压缩比的不高等原因，解压图像效果始终不佳。
JPEG2000作为全新的静止图像压缩标准，成为了各种图像的通用编码方式。
一、JEPG2000和传统JPEGJEPG2000采用以小波转换为主的多解析编码方式，摒弃了传统JPEG以离散余弦变换为主的区块编码。
在传统JPEG图像压缩中，无论是以DCT零树编码还是以层式DCT零树编码的方式来进行补救，都无法使方块效应得到完美解决。
而JEPG2000采用的小波转换将图像的频率成分抽取出来，同时将彩色静态画面的编码方式（JPEG）和二值图像的编码方式（JBIG）结合起来，实现了图像的轻松压缩。
其编码原理可以简单描述为：二、JEPG2000的优势JEPG2000标准作为新型的图像压缩技术为图像压缩提供了新的优势，这些优势对多媒体的应用和相关产品起到了较好的推动作用。
JEPG2000标准中将顺序模式、渐进模式、无损模式和分层模式融为一体，实现了在编码端的最大压缩质量和图像分辨率的最大压缩。
在解码过程中，解码端能从码流中以任意的图像质量和分辨率来进行解压，保证了图像在解码过程中的无损解码和无失真解码，在保证编码时的质量和分辨率的基础上，保证了图像传输和储存。
图形图像的压缩与存储教学设计(“图像”相关文档)共8张
活动
一、使用ACDSEE软件同，打开给出的图片，分别将其格式 转化 为扩展名为.JPG、TGA、BMP、PCX、GIF、TIF等格式文件，并 观察各种格式的文件尺寸大小及清晰程度。
二、利用压缩软件将BMP格式图片进行压缩，比较压缩文件 与各种格式文件的数据量。
呈现出的特性，用数据的方式记录下来的过程的数据位数。
2、矢量图形和位图图像的比较 3、影响数字化图形、图像显示效果的因素
2、掌握图形、图像文件压缩工具的用法。 1、采样过程中的两个重要参数：分辨率、色彩深度 采样：计算机按照一定的规律，对模拟图像的位点所 呈现出的特性，用数据的方式记录下来的过程。 2、掌握图形、图像文件压缩工具的用法。 二、利用压缩软件将BMP格式图片进行压缩，比较压缩文件 这样大的数据量，在网络上传输很费时间，在存储介质中很 通过观察学生们提供的图片大小清晰度的变化，培养学生观察、分析、归纳能力。 通过通俗的案例迁移到图像压缩的基本过程抽象的知识体系，发展学生合情推理能力。 2、矢量图形和位图图像的比较 通过通俗的案例迁移到图像压缩的基本过程抽象的知识体系，发展学生合情推理能力。 一、使用ACDSEE软件同，打开给出的图片，分别将其格式 转化为扩展名为.
通过观察学生们提供的图片大小清晰度的变化，培养学生观察、分析、归纳能力。
通过通俗的案例迁移到图像压缩的基本过程抽象的知识体系，发展学生合情推理能力 。
教学重点：
图像文件无损的压缩和有损压缩 教学难点：
图像压缩的基本过程
教学过程设计
回顾： 1、采样过程中的两个重要参数：分辨率、色彩深度
分辨率 采样：计算机按照一定的规律，对模拟图像的位点所
教学设计
虎台分校 ：张亚利
图像的压缩与存储
行压缩，并填写下表格。
文件名
导学案.doc 小鸟.bmp
压缩前文件大小 (kb) 压缩后文件大小 (kb)
压缩比
实践
实践
实践
压缩的基本原理 一、高质量压缩图像文件的可能性 1.由于相邻像素之间的相关性，所以图像包含 想当高的空间冗余度。 2.由于图像中不同色彩组成部分的相关性，所 以图像包含一定程度的色谱冗余度。 3.人类视觉系统也造成了某种程度的心理视觉 冗余度。
使用画图或acdsee看图工具，在教学素材中选择一图片，分别将其转化为扩 展名为.jpg、.bmp、.gif、（.pcx、.tga、.tif）格式。观察各种格式的文件尺寸大小 及清晰度。
文件格式 ﹡.JPG ﹡.BMP ﹡.GIF ﹡.PCX
﹡.TGA ﹡.TIF
文件大小(kb)
清晰程度
学习指导：总结出图像格式还有哪些？各有什么特点？
BMP格式
标准windows图像文件格式，图像信息丰富，几乎不进 行压缩，存储体积比较大，一般制作网页时都不会选用。
JPG格式
支持有损压缩，在获取较高压缩比的同时能够展 现生动的图像。比较受网络的青睐。
GIF格式
压缩比高，存储容量小，同时支持2D动画。受网 络青睐，但色彩表现能力差。
1.BMP格式
图形、图像的存储格式
1. 图形与图像常见文件存储格式 ⑴ BMP格式 ⑹ PCX格式 ⑵ DIB格式 ⑺ JPG格式 ⑶ GIF格式 ⑻ EPS格式 ⑷ TIFF格式 ⑼ PNG格式 ⑸ TGA格式
如果同一张图片保存不同格式，那么他们的色彩 大小有什么不同？请完成实践活动一“转一转”
实践一“转一转”：
JPEG2000图像压缩标准及其应用
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J P E G 标准是由国际标准化组织ISO和国际电话电报咨询委员会CCITT为静止图像所建立的第一个国际数字图像压缩标准，它是一个适用范围很广的通用标准，既可以用于灰度图像，又可以用于彩色图像，可以支持各种应用。
例如在计算机技术中，基于JPEG 有损压缩的数字水印算法，和嵌入式系统中的JPEG 分层压缩等。
在JPEG 各类图像压缩算法中，基于离散余弦变换的图像压缩编码过程称为基本顺序过程，它应用于绝大多数图像压缩场合，并且它能在图像的压缩操作中获得较高的压缩比，并且重构图像与源图像的视觉效果基本相同。
基本原理
基于DCT 顺序型工作模式的JPEG 压缩算法系统的编码器与解码器的结构如图1 所示，量化编码是在进行了二元D C T 的系数量化后，且熵编码部分使用Huffman 编码方法。
图1 系统结构图
1 色彩变换与部分数据取样
色彩变换将计算机屏幕显示使用的RGB 色彩数据按照（1 ）式给定的关系，转换成JPEG
中使用的YCbCr 数据，其中Y 是颜色的亮度，CbCr 是色调。
Y=0.2999R+0.5870G+0.1140B
Cb = -0.1687R-0.3313G+0.5000B+128 (1)
Cr = 0.5000R-0.4187G-0.0813B+128
在取样部分，考虑到人眼对图像的亮度变化敏感，而对颜色的变化迟钝。
因此，对反映颜色变化的色调信息只取其部分数据进行处理。
本文的JPEG 格式采用的部分取样方式为Yuv411，即每取4 个Y 数据，只取一个Cb 数据和一个Cr 数据。
因此，原数据在尚未编码时，已获得50% 的压缩。
2 利用DCT 对空间频率的变换
离散余弦变换(DCT)实现将一组光强数据转换成频率数据。
在压缩时，将源图像数据分成8*8 像素构成的像块的集合。
经过零偏置将每一取样值从0～255 转为-128～+127,再做DCT 处理。
DCT 将每个数据单元的值转换为64 个DCT 系数Svu,其中S00 称为直流系数,其余63 个系数称为交流系数。
解压缩是正向变换的反过程。
D C T 和IDCT 分别由公式(2）和公式（3）实现。
770
01(21)(21)(,)()()(,)cos cos 41616i j i u j v F u v C u C v f i j ππ==++⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑ (2) 7700
1(21)(21)(,)()()(,)cos cos 422u v x u y v f i j C u C v F u v N N ππ==++⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦∑∑ (3)
上式中(),()C u C v = (当u ，v=0时) (),()1C u C v = (其他情况)
3 量化和熵编码
直流分量和各交流分量可用不同量化间隔量化，低频分量量化得细，高频分量量化得粗。
Y 、U 、V 也可用不同的量化表，Y 细量化，U 、V 粗量化。
JPEG 规范中，Y 数据和Cb 、Cr 数据各有一个8 × 8 的推荐量化表，根据具体要求可以构造专用的量化表，但量化过程和逆量化过程应使用同样的量化表。
量化是在图像文件品质与压缩比例之间做一选择的重要过程，而这也就是JPEG 所谓的失真压缩方式。
经量化处理后的数据，应用平均压缩比最高的Huffman 码进行熵编码。
经过上述过程后可得到压缩图像。