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多媒体通信毕业设计论文 目录 TOC \o 1-3 \h \u 像素间的相关性引起的空间冗余；图像序列中不同帧之间存在相关性引起的时间冗余；不同彩色平面或频谱带的相关性引起的频谱冗余。数据压缩的目的就是通过去除这些数据冗余来减少表示数据所需的比特数。由于图像数据量的庞大,在存储、传输、处理时非常困难,因此图像数据的压缩就显得非常重要。 信息时代带来了“信息爆炸”，使数据量大增，因此，无论传输或存储都需要对数据进行有效的压缩。在遥感技术中，各种航天探测器采用压缩编码技术，将获取的巨大信息送回地面。 图像压缩是数据压缩技术在数字图像上的应用，它的目的是减少图像数据中的冗余信息从而用更加高效的格式存储和传输数据。 2.图像压缩基本方法 图像压缩可以是有损数据压缩也可以是无损数据压缩。对于如绘制的技术图、图表或者漫画优先使用无损压缩，这是因为有损压缩方法，尤其是在低的位速条件下将会带来压缩失真。如医疗图像或者用于存档的扫描图像等这些有价值的内容的压缩也尽量选择无损压缩方法。有损方法非常适合于自然的图像，例如一些应用中图像的微小损失是可以接受的（有时是无法感知的），这样就可以大幅度地减小位速。 无损图像压缩方法有： 行程长度编码 熵编码法 如 LZW 这样的自适应字典算法 有损压缩方法有： 将色彩空间化减到图像中常用的颜色。所选择的颜色定义在压缩图像头的调色板中，图像中的每个像素都用调色板中颜色索引表示。这种方法可以与 抖动(en:dithering)一起使用以模糊颜色边界。 色度抽样，这利用了人眼对于亮度变化的敏感性远大于颜色变化，这样就可以将图像中的颜色信息减少一半甚至更多。 变换编码，这是最常用的方法。首先使用如离散余弦变换（DCT）或者小波变换这样的傅立叶相关变换，然后进行量化和用熵编码法压缩。 分形压缩（en:Fractal compression）。 2.2JPEG图像压缩基本原理 输入图像 输入图像 色彩转换 图像分块 Dct 量化 dc系数 ac系数 块间DPCM Z字型扫描 Huffman编 码 Huffman编 码 DC哈夫曼表 压缩数据 AC哈夫曼表 解 码 码 表 反量化 量化表 IDCT 恢复的图像数据 量化表 图2-1JPEG图像压缩基本原理图 2.1.1 颜色空间转换以及图像分量采样 工具箱用RGB图像中直接描述颜色，或者在索引图像中间接描述颜色，此时，彩色映射使用RGB格式来储存。然而，还有其他的色彩空间（又称彩色模型），他们的应用有时会更加方便或更加恰当。其中包括NTSC、YCbCr、HSV、CMY、CMYK和YUV色彩空间。 NTSC色彩空间：NTSC彩色制式在美国用于电视系统。这种形式的有点是灰度信息和彩色信息是分离的，所以同一个信号既可以用于彩色电视，又可以用于黑白电视机。在NTSC制式中，图像数据是有三部分组成的：亮度Y、色调I和饱和度Q，其中字母YIQ选择常常是按照惯例进行的。亮度分量描述灰度信息的，其他俩个分量携带电视信号的彩色信息。YIQ这几个分量都是利用如下变换从一副RGB分量中得到的： Y=0.229R+0.587G+0.114B I=0.596R-0.274G-0.322B Q=0.211R-0.523G+0.312B （式2-1） 根据以上可以得到rgb2ntsc可执行这样的变换yiq_image=rgb2ntsc(rgb_image) 同上理：IPT函数ntsc2rgb用于实现ntsc转换为RGB： rgb_image=ntsc2rgb(yiq_image) YCbCr彩色空间：YCbCr1Cb是蓝色分量和一个彩色空间广泛用于数字电视。在这种格式中，亮度信息单个分量Y来表示，彩色信息用俩个色差Cb和Cr来储存。分量Cb是蓝色分量和一个参考值的差，分量Cr是红色分量和一个参考值的差。 JPEG采用的是YCrCb颜色空间，而BMP采用的是RGB颜色空间，要想对BMP图片进行压缩，首先需要进行颜色空间的转换。YCrCb颜色空间中，Y代表亮度，Cr,Cb则代表色度和饱和度(也有人将Cb,Cr两者统称为色度)，三者通常以Y,U,V来表示，即用U代表Cb，用V代表Cr。RGB和YCrCb之间的转换关系如下所示： Y = 0.299R+0.587G+0.114B Cb = -0.1687R-0.3313G+0.5B+128 Cr = 0.5R=0.418G-0.0813B+128 （式2-2） 一般来说，C 值 (包括 Cb Cr) 应该是一个有符号的数字, 但这里通过加上128，使其变为8位的无符号整数，从而方便数据的存储和计算。 R = Y+1