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1、1数数 字字 图图 像像 处处 理理课课程程设设计计报报告告题题 目：目： 基于图像的基于图像的 DCTDCT 编码解码的设计编码解码的设计 专业班级：专业班级： 通信通信 08020802 学学 号：号： 20080013142008001314 姓姓 名：名： 吴向禹吴向禹 2基于图像的基于图像的 DCTDCT 编码解码的设计编码解码的设计一、一、 设计目的设计目的1.1 熟悉和掌握 MATLAB 程序设计方法1.2 掌握图像 DCT 的编码解码过程1.3 学习和熟悉 MATLAB 图像处理工具箱1.4 学会运用 MATLAB 工具箱对图像进行处理和分析二、设计环境二、设计环境Window
2、 XP,MATLAB 7.1三、具体设计：三、具体设计：3.1%编码程序function y=jpegencode(x,quality) error(nargchk(1,2,nargin); if nargin2quality=1; end x=double(x)-128; xm,xn=size(x); t=dctmtx(8); y=blkproc(x,8 8,P1*x*P2,t,t); m=16 11 10 16 24 40 51 61;12 12 14 19 26 58 60 55;14 13 16 24 40 57 69 56;14 17 22 29 51 87 80 62;18 22
3、37 56 68 109 103 77;24 35 55 64 81 104 113 92;49 64 78 87 103 121 120 101;72 92 95 98 112 100 103 99*quality; yy=blkproc(y,8 8,round(x./P1),m); y=im2col(yy,8 8,distinct); xb=size(y,2); order=1 9 2 3 10 17 25 18 11 4 5 12 19 26 33 41 34 27 20 13 6 7 14 21 28 35 42 49 57 50 43 36 29 22 15 8 16 23 30 3
4、7 44 51 58 59 52 45 38 31 24 32 39 46 53 60 61 54 47 40 48 55 62 63 56 64; %z 型扫描对变换系数重新排列 y=y(order,:); eob=max(x(:)+1; num=numel(y)+size(y,2); r=zeros(num,1); count=0; for j=1:xbi=max(find(y(:,j);if isempty(i)i=0;end3p=count+1;q=p+i;r(p:q)=y(1:i,j);eob;count=count+i+1; end r(count+1):end)=; r=r+12
5、8; r=uint8(r); save dat r; y.size=uint16(xm,xn); y.numblocks=uint16(xb); y.quality=uint16(quality*100);保存为叫 jpegencode 的 m 文件，方便调用。3.2 解码程序function x=jpegdecode(y) error(nargchk(1,1,nargin); m=16 11 10 16 24 40 51 61;12 12 14 19 26 58 60 55;14 13 16 24 40 57 69 56;14 17 22 29 51 87 80 62;18 22 37 56
6、 68 109 103 77;24 35 55 64 81 104 113 92;49 64 78 87 103 121 120 101;72 92 95 98 112 100 103 99; order=1 9 2 3 10 17 25 18 11 4 5 12 19 26 33 41 34 27 20 13 6 7 14 21 28 35 42 49 57 50 43 36 29 22 15 8 16 23 30 37 44 51 58 59 52 45 38 31 24 32 39 46 53 60 61 54 47 40 48 55 62 63 56 64; rev=order; fo
7、r k=1:length(order)rev(k)=find(order=k); endm=double(y.quality)/100*m; xb=double(y.numblocks); sz=double(y.size); xn=sz(1); xm=sz(2); %x=imread(rice.png); load dat r; x=r; x=double(x)-128; eob=max(x(:); z=zeros(64,xb);k=1; for j=1:xbfor i=1:64if x(k)=eobk=k+1;break;elsez(i,j)=x(k);4k=k+1;endend end
8、z=z(rev,:); x=col2im(z,8 8,xm xn,distinct); x=blkproc(x,8 8,x.*P1,m); t=dctmtx(8); x=blkproc(x,8 8,P1*x*P2,t,t);这里为编码程序，保存为函数 jpegdecode 的 m 文件方便调用。3.3%压缩率%function cr=imageratio(f1,f2) error(nargchk(2,2,nargin); cr=bytes(f1)/bytes(f2);保存为函数 imageratio 的 m 文件3.4%bytes%function b=bytes(f) if ischar(f
9、)info=dir(f);b=info.bytes; elseif isstruct(f)b=0;fields=fieldnames(f);for k=1:length(fields)b=b+bytes(f.(fieldsk);end elseinfo=whos(f);b=info.bytes; end3.5%示例程序%clearclear allallx=imread(rice.png);x=imread(rice.png);subplot(121);imshow(x);subplot(121);imshow(x);y=jpegencode(x,5);y=jpegencode(x,5);lo
10、adload datdat r;r;X=jpegdecode(y);X=jpegdecode(y);subplot(122);imshow(X);subplot(122);imshow(X);5e=double(x)-double(X);e=double(x)-double(X);m,n=size(e);m,n=size(e);erms=sqrt(sum(e(:).2)/(m*n)erms=sqrt(sum(e(:).2)/(m*n)cr=imageratio(x,y)cr=imageratio(x,y)五五、实验结果、实验结果crcr = = 81928192六、设计心得六、设计心得数字图像
11、处理是电子信息工程专业的一门基础课，它是集光学、数学、计算机科学等多门学科为一体化的综合性学科。因数字图像处理在科学研究、工农业生产、军事、公安、医疗卫生、教育等领域都具有广泛的应用，所以近来有了长足的发展。本设计旨在设计一GUI界面，用户可以通过该界面对图像进行操作。MATLAB 既是一种直观、高效的计算机语言,同时又是一个科学计算平台。它为数据分析6和数据可视化、算法和应用程序开发提供了最核心的数学和高级图形工具。根据它提供的 500多个数学和工程函数，工程技术人员和科学工作者可以在它的集成环境中交互或编程以完成各自的计算。MATLAB 中集成了功能强大的图像处理工具箱。由于 MATLAB
12、 语言的语法特征与C 语言极为相似，而且更加简单，更加符合科技人员对数学表达式的书写格式，而且这种语言可移植性好、可扩展性强，再加上其中有丰富的图像处理函数，所以 MATLAB 在图像处理的应用中具有很大的优势。而它的 GUI 是一个人机交互界面，在现实中有广泛的应用。本次设计使我的知识面有了很大的提高，专业知识有了进一步的强化，对GUI程序设计有了较深入的认识。由于对知识掌握的不够牢固、全面，在设计中遇到了挺多问题，通过查找资料和同学的帮助，总体设计还算好，不过因为时间比较仓促，所以设计的GUI界面功能不是很全面，还有很多瑕疵，这也为我进一步学习这方面知识提供了帮助。参考文献：1. 林福宗. 多媒体技术基础（第2版）课程设计与学习指导M. 北京:清华大学出版社，20062. 姚敏. 数字图像处理M. 北京：机械工业出版社，2006
