、题目：基于DCT变换的图像压缩技术的研究
二、指导思想和目的要求
指导思想：图像信息给人们以直观、生动的形象，成为人们获取外部信息的重要途径。然而数字图像具有极大的数据量。在目前的计算机系统条件下，若图像信息不经过压缩，则会占用信道，传输速率变慢，而且传输成本变得昂贵，这对图像的储存、传输及使用都非常不利，同时也阻碍了人们对图像的有效获取和使用。因此，图像压缩技术的重要性也越来越高，在学习、生产、生活等方面的作用也越来越显著，对图像进行压缩成为图像研究领域的重要课题。
目的要求：基于DCT变换的图像压缩技术，首先介绍图像压缩的基本原理及方法，然后了解离散余弦变换的性质以及JPEG图像压缩算法，最后从DCT变换、量化以及熵编码三个过程进行详细论述，利用MATLAB仿真软件实现基于DCT变换的图像压缩，去除冗余数据，节约文件所占的码字，降低原始图像数据量，解决图像数据量巨大的问题，以达到对图像进行压缩的目的。
三、主要技术指标
图像的质量评价方法主要有两种：一种是主观评价，另一种是客观评价。主观评价直接反映人眼的视觉感受，主要从亮度、色调、饱和度和细节分辨等方面入手，但因观察者个体差异、人力成本较高等原因而存在许多不足之处。通常客观评价的方法应用更广泛。常用的客观评价方法和标准有压缩比（CR）和峰值信噪比（PSNR）两种。再根据不同的量化系数得到不同的压缩比和峰值信噪比。
设待评价图像和标准图像0的大小是MN,常用客观评价指标定义如下:
压缩比：r=/0 不同的量化系数压缩比也不同（量化系数分别为：1、3、5、10、15等）
由于量化系数不同得到的峰值信噪比也不同，根据均方差得出峰值信噪比。
均方差： MSE =
式中，运算符Q表示在计算前，为使计算值与人眼视觉感受一致而进行的某种预处理，如对数处理、幂处理等。常用的Q为K，其中K1,K2,K3,b均为常数。
峰值信噪比： PSNR=10 ， 式中，为图像的最大灰度值。
四、进度和要求
（一）进度：
第3周至第4周 查阅资料，确定方案，撰写开题报告
第5周至第6周 学习使用MATLAB软件，翻译英文资料
第7周至第13周 学习JPEG图像压缩的算法及DCT变换；设计图像压缩算法流程图；编写程序，通过MATLAB软件进行调试；对程序进行修改完善，完成论文初稿
第14周至第15周 整理、完成毕业设计，并撰写论文
第16周至第17周 准备及完成毕业设计答辩
（二）要求完成：
（1）外文科技资料翻译（译文字数1500～2000字），要求译文与原文相符并与论文内容相关；
（2）论文1份，打印稿（用学校规定的稿纸），文档字数不少于1.5万字，含中、英文摘要（不少于400字）；
（3）用PowerPoint制作论文答辩电子稿1份。
五、主要参考书及参考资料
[1]孙兆林. MATLAB 6.X 图像处理[M]. 北京：清华大学出版社，2002.5
[2]张德丰. 详解MATLAB数字图像处理[M]. 北京：电子工业出版社，2010.7
[3]郑继刚，王边疆. 基于MATLAB的数字图像处理研究[M]. 云南：云南大学出版社，2010
[4]杨丹，赵海滨，龙哲. MATLAB图像处理实例详解[M]. 北京：清华大学出版社，2013.7
[5]闫敬文. 数字图像处理（MATLAB版）[M]. 北京：国防工业出版社，2011.8
[6]Rafael C. Gonzalez Richard E. Woods Steven L. 等. 数字图像处理的MATLAB的实现[M]. 北京：清华大学出版社，2013.4
[7]何小海. 图像通信[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2005
[8]罗倩玲. JPEG编码与矢量量化编码方法比较[J]. 电子测量技术，2005（4）
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[10]李在铭. 数字图像处理压缩与识别技术[M]. 成都：电子科技大学出版社
[11]白淑岩. BAI Shu-yan. 基于DCT的图像压缩及MATLAB实现[J]. 烟台职业学院学报，2007.13（2）
[12]赵珊，赵倩. 基于DCT系数的JPEG图像检索算法[J]. 计算机工程，2010（19）
基于DCT变换的图像压缩技术的研究摘要
随着科学技术的发展，图像压缩技术越来越引起人们的关注。离散余弦变换常被认为是对语音和图像信号进行变换的最佳方法，图像经过离散余弦变换后，其低频分量都集中在左上角，高频分量分布在右下角。由于该低频分量包含了图像的主要信息，而高频与之相比，就不那么重要了，所以可以忽略高频分量，从而达到压缩的目的。本文的主要内容是对基于离散余弦变换的JPEG图像压缩编码算法进行研究，并利用MATLAB软件进行仿真。首先说明了图像压缩在现代通信中的必要性和可行性，然后阐述图像压缩的基本原理和方法，并对基于离散余弦变换的JPEG图像压缩算法进行了详细的研究，重点介绍了JPEG压缩编码的具体过程和方法，详细介绍了编码中离散余弦变换、量化、熵编码和霍夫曼编码等模块的原理及各模块的功能分析。通过MATLAB仿真表明基于离散余弦变换的JPEG 图像压缩方法简单、方便，既能保证有较高的压缩比，又能保证有较好的图像质量。
关键词：离散余弦变换，图像压缩，MATLAB
ABSTRACT
...
KEY WORDS：discrete cosine transform，image compression，MATLAB
目 录
第一章 绪 论 1
1.1 课题背景及研究意义 1
1.2 图像压缩技术的研究现状与发展趋势 2
1.3 本文研究的主要内容 3
第二章 图像压缩理论基础 4
2.1 图像压缩基本原理 4
2.2 图像压缩系统 4
2.3 图像压缩方法 5
2.3.1 无损压缩 5
2.3.2 有损压缩 6
2.4 静态图像压缩标准 7
2.4.1 JPEG压缩标准 7
2.4.2 JPEG2000压缩标准 8
第三章 基于DCT的图像压缩技术 9
3.1 离散余弦变换原理 9
3.2 DCT在图像压缩中的应用 10
3.3 基于DCT的图像压缩编码步骤 11
3.3.1 基于DCT的图像压缩编码流程图 13
3.3.2 DCT系数的量化 14
3.3.3 量化系数的编排 14
3.3.4 DC系数的编码 14
3.3.5 AC系数的编码 16
3.3.6 组成位数据流 17
第四章 基于DCT的图像压缩的MATLAB仿真实现 21
4.1 MATLAB简介 21
4.2 DCT的编程实现 23
4.3 程序流程图 27
4.4 MATLAB仿真结果分析 27
4.5 本章小结 29
第五章 全文总结 30
参考文献 31
致 谢 33
基于DCT变换的图像压缩技术的研究毕业设计小结 34
附 录 35
