实验5 图像压缩
一．实验目的：
1．掌握图像压缩的原理——编码冗余，压缩比CR的计算等。 2．了解并掌握霍夫曼编码的原理、实现步骤。
3．掌握JPEG标准——通用的图像压缩/解压缩编码标准。
二．实验内容：
1．利用已给出的MATLAB自编函数库matlab_function文件夹，实现压缩比的计算。
2．对信号源符进行霍夫曼编码，以消除信源的冗余数据。 3．练习JPEG标准的压缩/解压缩技术。
三．实验原理：
1．图像压缩比CR的计算 函数imratio(f1, f2)，计算图像压缩比CR，该函数来自MATLAB自编函数库matlab_function文件夹，语法如下：
imratio(imread(‘filename’), ‘filename.jpg’)
//第二个参数‘filename.jpg’仅是文件名，实际上是一个结构，内含压缩//后的各种压缩信息，并不代表图像本身
>>f = imread(‘E:\\医学图像处理实验讲义\\实验五\\car_lady.jpg’) >>imfinfo E:\\医学图像处理实验讲义\\实验五\\car_lady.jpg //查看图像文件的详细信息
>>imwrite(f, ‘car_lady25.jpg’, ‘quality’, 25) //将压缩后的图像存到MATLAB默认路径中 >>imfinfo car_lady25.jpg
//可依据图像信息计算出压缩率 >>f25 = imread(‘car_lady25.jpg’)
>>Cr = imratio (f25, ‘car_lady25.jpg’)
2．霍夫曼编码
符号 概率 a1 0.1875 a2 0.5
a3 0.125 a4 0.1875
函数huffman(p)进行霍夫曼编码，语法：
huffman(p) //p为向量符号
>>p = [0.1875 0.5 0.125 0.1875] >>c = huffman(p)
使用函数mat2huff(‘filename’)对图像进行编码，验证霍夫曼编码压缩的性能。对大小为512×512的8比特单色图像Tracy.tif进行压缩，并计算压缩前后的压缩比Cr：
>> f = imread('E:\\医学图像处理实验讲义\\实验五\\Tracy.tif')’) >> c = mat2huff(f) >> Cr = imratio(f, c)
3．JPEG标准的压缩/解压缩技术
函数im2jpeg(‘filename’, n)对图像filename进行jpeg标准的压缩，参数n将下图的标准化数组×参数n，以改变压缩率，默认为1。
函数jpeg2im(‘filename’)将已经jpeg压缩的图像进行解压缩。 >> f = imread(‘E:\\医学图像处理实验讲义\\实验五\\Tracy.tif’) >>imshow (f)
>> c1 = im2jpeg(f) >> f1 = jpeg2im(c1) >>figure, imshow(f1) >> Cr1 = imratio(f, c1) >>c4 = im2jpeg(f, 4) >>f4 = jpeg2im(c4) >>figure, imshow(f4) >>Cr4 = imratio(f, c4)
四．实验报告：
1．对图像bubbles.jpg进行参数为25的函数imwrite()保存在默认路径中，计算原图像与压缩保存后的压缩比Cr。
2．对下列符号信源进行霍夫曼编码（排序、从右到左分配码字0和1），与程序得出的编码结果进行验证：
符号 概率 a1 0.1875
a2 0.5
a3 0.125 a4 0.1875
对图像Tracy.tif进行霍夫曼编码，求其压缩比。
3．对图像lena.bmp进行JPEG标准压缩、解压缩，对比前后图像的分辨率效果，并求出n=1，n=4时的压缩比Cr1 = ? Cr4 = ?