王鸣基于哈曼编码的图像编解码系统设计及实现.doc

课程设计任务书 学生姓名： 王鸣 专业班级： 信息sy1001班 指导教师： 魏洪涛 工作单位： 信息工程学院 题 目: 基于哈夫曼编码的图像编解码系统设计及实现 初始条件： 计算机 Windows8操作系统 MATLAB7.8.0软件 要求完成的主要任务: 设计哈夫曼编码的图像编解码系统、利用软件编写程序、仿真实现 时间安排： 第1-18周：理论讲解 第19周：理论设计，实验室安装调试以及撰写设计报告 答辩： 时间：7月2日 地点: 鉴主15楼通信实验室四 指导教师签名： 年 月 日 系主任（或责任教师）签名： 年 月 日 目录 目录 I 摘要 II ABSTRACT III 1引言 1 1.1图像数据压缩的目的 1 1.2图像数据压缩的原理 1 1.3常用的压缩编码方法 3 2哈夫曼编码 3 2.1 哈夫曼编码简介 3 2.2哈夫曼编码步骤 3 2.3 哈夫曼编码的缺点 5 3基于哈夫曼编码的图像编解码系统的程序设计 6 3.1 分块程序设计分析 6 3.2主程序 8 3.3程序函数 8 3.3.1编码函数 8 3.3.2解码函数 12 3.3.3符号概率计算函数 13 3.3.4节点添加函数 14 3.3.5解码返回符号函数 14 4系统仿真结果 15 4.1程序运行结果 15 4.2 程序运行结果分析 16 5.总结 18 参考文献 19 摘要 本论文首先介绍了图像压缩相关知识。随后，分析概述了哈夫曼压缩编码的原理及方法，并采用 MATLAB 软件对两幅图片进行压缩编码程序设计，获得压缩信息及哈夫曼编码表，分析压缩后的图像像素数据及压缩比。 关键词： 图像压缩；MATLAB；哈夫曼编码;无损压缩编码 ABSTRACT This paper firstly introduces the theoretical knowledge of image compression. Then, it analyses the principle and method of Huffman coding and using Huffman coding principle and methods, compression coding design is made for two images on the MATLAB software. Also gain the compression information and Huffman coding table. What’s more, compressed image pixel data and compression ratio are analyzed. Key words： Image compression; MATLAB; Huffman encoding; Lossless compression coding 1引言 1.1图像数据压缩的目的 数字图像通常要求很大的比特数，这给图像的传输和存储带来相当大的困难。要占用很多的资源，花很高的费用。一般原始图像中存在很大的冗余度。 例如1；一幅512x512的灰度图象的比特数为512x512x8=256k 。 例如2；一部90分钟的彩色电影，每秒放映24帧。把它数字化，每帧512x512象素，每象素的R、G、B三分量分别占8 bit，总比特数为90x60x24x3x512x512x8bit=97,200M。 例如3：一张CD光盘可存600兆字节数据，这部电影光图像（还有声音）就需要160张CD光盘用来存储。 所以，对图像数据进行压缩显得非常必要。 而通常用户通常允许图像失真；当信道的分辨率不及原始图像的分辨率时，降低输入的原始图像的分辨率对输出图像分辨率影响不大；用户对原始图像的信号不全都感兴趣，可用特征提取和图像识别的方法，丢掉大量无用的信息；提取有用的信息，使必须传输和存储的图像数据大大减少。在以上的条件下，其为数据压缩提供了可能性。 图像数据压缩的目的是在满足一定图像质量条件下，用尽可能少的比特数来表示原始图像，以提高图像传输的效率和减少图像存储的容量。在信息论中称为信源编码。 1.2图像数据压缩的原理 对数字图像进行压缩通常利用两个基本原理:一是数字图像的相关性。在图像的同一行相邻象素之间，相邻象素之间，活动图像的相邻帧