基于DCT图像压缩算法开题报告.docVIP

海 南 大 学 本科生毕业论文（设计）开题报告 题 目 基于DCT图像的压缩算法研究 学生姓名 刘卓 学 号 20101601310011 学 院 信息科学技术学院 专业年级 电子信息工程2010级 指导教师 沈荻帆 职称、学历 讲师、研究生 计划完成时间 2014年5月20日 开题报告 选题的目的、意义（理论、现实）和国内外研究概况 1)选题的目的和意义 本选题的目的是深入研究基于DCT图像压缩的算法，学习并掌握基本原理，最终使自己对于图像压缩方面具备一定的知识和处理能力，进一步学习matlab编程，提高matlab编程能力。 图像压缩编码技术是20世纪60年代后期发展的新的信息处理方法，尤其在最近几十年得到了飞速的发展，目前图像压缩编码技术的研究已成为通信领域的一个主要研究和发展方向。综上，本课题在各方面均具有较深刻的研究意义。基于离散余弦变换的有损压缩算法，使图像有较高的压缩比，正由于这种优越性，DCT得到广泛应用。基于离散余弦变换编码已在图像处理领域奠定了坚实的理论与实践基础，也在不断显示出它的不可取代性。 2）国内外研究概况 随着多媒体应用的普及和数字视频技术的发展，以及网络上图像传输的增多，对图像的处理变得越来越重要。图像的数字化是必然的趋势，但是经过数字化的图像所占据的数据量相当庞大，而信道带宽和存储空间的限制又给实际应用造成了很大的困难，所以图像压缩已经成为现代信息社会急需解决的问题。虽然数字图像的数据量极为庞大，但是这些数据之间往往是高度相关的。换言之，其中存在着大量的冗余，图像压缩技术就是通过有效的消除图像的各种冗余，达到用尽可能少的数据表示和重建原始图像的目的。 第一代图像压缩编码的研究工作是从上个世纪50年代提出电视信号数字后开始的，至今已有60多年的历史。主要是基于信息论的编码方法，压缩比小。1966年J.B.Neal对比分析了差分编码调制（DPCM）和脉冲调制（PCM）并提出了用于电视的实验数据，1969年进行了线性预测编码的实际实验。同年举行首届图像编码会，在这次会议之后，图像压缩编码研究有了很大进展。 为了克服第一代图像压缩编码存在的压缩比小，图像复原质量不理想等不足，1985年，Kunt等人充分利用人眼视觉特性提出了第二代图像压缩编码的概念。上世纪80年代中后期，人们相继提出了很多在多分辨率下表示图像的方案，主要有子带压缩编码，金字塔压缩编码等。这些方法均在不同程度上有如下优点：不同分辨率的信号占用不同的频带，便于引入视觉特性。1987年，Mallat巧妙的将计算机视觉领域内的多尺度分析丝线引入到小波变换中，统一了之前各种小波的构造方法之后，他又研究了小波变换的离散形式，并将相应的算法应用于图像的分解与重构中，为随后的小波图像压缩编码奠定了理论基础。1988年Barnsly和Slan共同提出了分形图像编码压缩方案，之后各国学者提出各种各样的改进方法，从而掀起了分形图像编码的新高潮。但由于在分形压缩编码过程中，运算量大，从而造成编码时间过长，且提高压缩比同减小失真度之间的矛盾始终存在，从而局限了它的实用性。 上个世纪90年代后，又取得了一系列图像压缩编码研究的阶段性新成果，基于零树的编码算法首先由A.5.Lewis和G.Knoes提出，其特点是根据小波系数在同方向子带中的相似性，即若一个小波系数较小，则很可能高一级（频率更高）同方向子带中相应位置的小波系数也较小，利用一种称为小波树的树形结构来组织小波系数，使其能方便地去除频域和空间域中的相关性。接着Shapir结合比特平面编码方法设计了更好的零树编码方法，它有效利用了小波系数的特性，实现了图像的可分级编码，但是不同程度地存在算法时间复杂度和空间复杂度过高的弱点。 其中离散余弦变换不仅是现在的研究的热点，而且这方面的编码也取得了一些引人注目的成功。如离散余弦变换技术已经作为联合图像专家组新的图像压缩标准JPEG-2000的核心技术。 二、本课题的理论依据、研究内容和研究方法、步骤及进度安排 1）本选题的理论依据、研究内容 本选题的理论依据：离散余弦变换是与傅里叶变换相关的一种变换，它类似于离散傅里叶变换，但是只使用实数。离散余弦变换相当于一个长度大概是它两倍的离散傅里叶变换，这个离散傅里叶变换是对一个实偶函数进行的（因为一个实偶函数的傅里叶变换仍然是一个实偶函数），在有些变形里面需要将输入或者输出的位置移动半个单位。离散余弦变换具有很强的“能量集中”特性：大多数的自然信号的能量都集中在离散余弦变换的低频部分，而当信号具有接近马尔科夫过程的统计特性时，离散余弦变换的去相关性接近于K-L变换（它具有最优的去相关性）的性能。所以离散余弦变换与压缩算法相结合，可以产生高压缩率和高峰值性噪比，其对变换