实验三 图像编码.docx
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实验三图像编码
实验三图像编码
一实验目的
1．从编码原理的角度出发，了解图像压缩编码的分类方法。
2．掌握算术编码、预测编码和行程编码的图像压缩编码原理，编程实现各个算法，并比较原始图像和解码图像。
3．掌握变换编码的基本原理。
二实验原理
三实验内容
（编写MATLAB文件,要求调试通过，并给出程序清单及代码各个部分的说明，源代码中主要的变量、函数、循环结构等要有注释。
）
1.算术编码
clearall
formatlonge;
symbol=['abcd'];
ps=[0.40.20.10.3];
inseq=（'dacab'）;
codeword=suanshubianma（symbol,ps,inseq）
outseq=suanshujiema（symbol,ps,codeword,length（inseq））
functionacode=suanshubianma（symbol,ps,inseq）
high_range=[];
fork=1:
length（ps）
high_rabge=[high_rangesum（ps（1:
k））];
end
low_range=[0high_range（1:
length（ps-1））];
sbidx=zeros（size（inseq））;
fori=1:
length（inseq）
sbidx（i）=find（symbol==inseq（i））;
end
low=0;
high=1;
fori=1:
length（inseq）
range=high-low;
high=low+range*high_range（sbidx（i））;
low=low+range*low_range（sbidx（i））;
end
acode=low;
functionsymbos=suanshujiema（symbol,ps,codeword,symlen）
formatlonge
high_range=[];
fork=1:
length（ps）
high_range=[high_rangesum（ps（1:
k））];
end
low_range=[0high_range（1:
length（ps）-1）];
psmin=min（ps）;
symbos=[];
fori=1:
symlen
idx=max（find（low_range<=codeword））;
codeword=codeword-low_range（idx）;
ifabs（codeword-ps（idx））<0.01*psmin
idx=idx+1;
codeword=0;
end
symbos=[symbossymbol（idx）];
codeword=codeword/ps（idx）;
ifabs（codeword）<0.01*psmin
i=symlen+1;
end
end
运行结果：
2.预测编码
X=imread（'peppers.bmp,bmp'）;
imshow（X）
title（'原始图象'）
X=double（X）
Y=Yucejiema（X）
XX=Yucejiema（Y）
fiqure,imshow（mat2gray（Y））;
title（'预测误差图象'）
e=double（X）-double（XX）;
[m,n]=size（e）;
erms=sqrt（sum（e（:
）.^2）/（m*n））;
[h,x]=hist（X（:
））;
figure;bar（x,h,'k'）;
title（'原图直方图'）
[h,x]=hist（Y（:
））;
figure:
bar（x,h,'k'）;
title（'预测误差直方图'）
XX=uint8（XX）;
figure,imshow（XX）;
title（'解码图象'）
functionY=Yucebianma（x,f）
error（nargchk（1,2,nargin））
ifnargin<2
f=1;
end
x=double（x）;
[m,n]=size（x）;
p=zeros（m,n）;
xs=x;
zc=zeros（m,1）;
forj=1:
length（f）
xs=[zcxs（:
1:
end-1）];
p=p+f（j）*xs;
end
Y=x-round（p）;
functionx=Yucejiema（Y,f）
error（nargchk（1,2,nargin））;
ifnargin<2
f=1;
end
f=f（end:
-1:
1）;
[m,n]=size（Y）;
order=length（f）;
f=repmat（f,m,1）;
x=zeros（m,n+order）;
forj=1:
n
jj=j+order;
x（:
jj）=Y（:
j）+round（sum（f（:
order:
-1:
1）.*x（:
（jj-1）:
-1:
（jj-order））,2））;
end
x=x（:
.order+1:
end）;
3.行程编码
clearall
IY=imread（'couple.bmp'）;
I=im2bw（IY,0.35）;
[zipped,info]=Xingchengbianma（I）;
unzipped=Xingchengjiema（zipped,info）;
imshow（IY）;
title
figure;imshow（I）;
title
figure;imshow（unzipped）;
title
unzipped=uint8（unzipped）;
erms=jfwucha（I（:
）,unzipped（:
））
cr=info.ratio
whosIYIunzippedzipped
function[zipped,info]=Xingchengbianma（vector）
[m,n]=size（vector）;
vector=vector（:
）;
vector=uint8（vector（:
））;
L=length（vector）;
c=vector
（1）;
e（1,1）=c;
e（1,2）=0;
t1=1;
forj=1:
L
if（（vector（j）==c））
e（t1,2）=double（e（t1,2））+1;
else
c=vector（j）;
t1=t1+1;
e（t1,1）=c;
e（t1,2）=1;
end
end
zipped=e;
info.rows=m;
info.cols=n;
[m,n]=size（e）;
info.ratio=m*n/（info.rows*info.cols）;
functionunzipped=Xingchengjiema（zip,info）
zip=uint8（zip）;
[m,n]=size（zip）;
unzipped=[];
fori=1:
m
section=repmat（zip（i,1）,1,double（zip（i,2）））;
unzipped=[unzippedsection];
end
unzipped=reshape（unzipped,info.rows,info.cols）;
unzipped=double（unzipped）;
functionerms=jfwucha（f1,f2）
e=double（f1）-double（f2）;
[m,n]=size（e）;
erms=sqrt（sum（e（:
）.^2）/（m*n））;
iferms~=0
emax=max（abs（e（:
）））;
[h,x]=hist（e（:
））;
iflength（h）>=1
figure（4）;
bar（x,h,'k'）;
e=mat2gray（e,[-emax,emax]）;
figure（5）;
imshow（e）;
end
end
运行结果：
erms=
0
cr=
6.436157226562500e-002
NameSizeBytesClass
I256x25665536logicalarray
IY256x25665536uint8array
unzipped256x25665536uint8array
zipped2109x24218uint8array
Grandtotalis200826elementsusing200826bytes
erms=
0
cr=
6.436157226562500e-002
NameSizeBytesClass
I256x25665536logicalarray
IY256x25665536uint8array
unzipped256x25665536uint8array
zipped2109x24218uint8array
Grandtotalis200826elementsusing200826bytes
四实验分析
1.在图像的预测编码方法中，有哪些常见的线性预测方案？
2.行程编码常常应用在哪些场合？
3.在变换编码方法中，压缩是在变换步骤中取得的吗？
解释说明原因。
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