摘 要: 随着科学技术的发展，信息时代带来了信息爆炸，人们对计算机实时处理图像信息的要求越来越高。但是由于数字图像的数据量非常大，而且当前对图像需求的增长超过了网络带宽的限制，所以如何在保证图像质量的前提下，对图像信息进行一定的压缩处理成为了一个不可或缺的环节。

本文在对比分析了K-L变换和离散余弦变换(DCT)的基础上，研究了基于DCT的JPEG图像压缩编码算法。JPEG是国际标准化组织(ISO)制定的以离散余弦变换为中心的静态图像压缩标准。DCT是在均方误差最小意义下的准最佳正交变换。基于DCT的JPEG基本系统编码的过程如下：首先把图像分成8×8大小的子块，并且对每个子块进行二维DCT变换，从而得到64个变换系数，接着对这些系数进行量化并进行Z形扫描，然后再对量化后的变换系数进行编码和传送，即可得到压缩后的图像数据。在数据接收端，经过解码、反量化后，再进行逆DCT变换后得到重构图像。

MATLAB仿真实验结果表明：该算法既能保证有较好的图像质量，又能获得较高的压缩比。应用MATLAB进行仿真具有方法简单、速度快、误差小的优点，能够大大地提高图像压缩的效率和精度。

关键词：图像压缩；离散余弦变换；JPEG；直流系数；交流系数

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1本课题的研究内容和意义-1

1.2 数字图像压缩编码技术的研究现状及前景-1

1.2.1 数字图像压缩编码技术的研究现状-1

1.2.2 数字图像压缩编码技术的前景-2

1.3 论文章节安排-2

第2章 正交变换编码-3

2.1正交变换编码的基本思想-3

2.2 正交变换编码的基本过程-3

2.2.1 正交变换的去相关性-3

2.2.2 正交变换的性质-4

2.3 常用的正交变换编码方案-4

2.3.1 K-L变换-5

2.3.2 DCT变换-7

2.3.3 K-L变换与DCT变换的性能比较-8

2.4 变换域系数的量化和编码-8

2.4.1 变换矩阵的选择-8

2.4.2 量化系数的选择-9

第3章 基于DCT的JPEG压缩算法-12

3.1 静止图像压缩的要求及其JPEG压缩标准-12

3.1.1 静止图像压缩的要求-12

3.1.2静止图像压缩的JPEG标准-12

3.2 JPEG标准的基本框架-12

3.3 基于DCT的JPEG压缩算法编码步骤-13

3.3.1颜色空间的转换和采样-13

3.3.2 二维离散余弦变换-14

3.3.3 DCT系数的量化-15

3.3.4 Z形扫描-16

3.3.5 编码-17

第4章 基于DCT的JPEG压缩算法的MATLAB仿真-20

4.1 MATLAB简介-20

4.1.1 MATLAB的一般编程方法-20

4.1.2 MATLAB 的图形用户界面-20

4.2数据压缩的主要性能指标-21

4.2.1 压缩能力-21

4.2.2 信号质量-21

4.3 系统模块图-22

4.4 压缩编码程序流程图-22

4.5 MATLAB仿真及结果分析-23

第5章 结论与展望-28

5.1结论-28

5.2不足之处及未来展望-28

参考文献-29

致  谢-30

附录：MATLAB程序代码-31