【图像压缩】Matlab实现JPEG编码压缩.zip

function JPEG; close all;clear all;clc; J=imread('05.jpg'); imwrite(J,'05 质量因子80.jpg','quality',80); x=imread('05 质量因子80.jpg'); R=rgb2gray(x); I=double(R); imwrite(R,'05 灰度图.jpg'); %% 图像分割 以8x8为最小单元分割，可分割成4096个方块，从上往下，得到32768x8的矩阵 % lena512: 512*512 % Block: 32768*8 Block=[]; for numi=1:64 %逐行取方阵 m=(numi-1)*8+1; %每块行的开头 for numj=1:64 %逐列取方阵 n=(numj-1)*8+1; %每块列的开头 Block=[Block; I(m:m+7,n:n+7)]; end end %% 离散余弦变换 DCT变换 对4096个方阵分别进行DCT变换，得到4096个变换方阵，从上往下存，32768x8的矩阵 % Block: 32768*8 % FBlock: 32768*8 for num=1:4096 start=(num-1)*8+1; FBlock(start:start+7,:)=dct2(Block(start:start+7,:)); end %% 量化 对4096个方阵分别根据JPEG亮度标准量化表进行量化，从上往下存，32768x8的矩阵，部分高频分量被舍弃，减小了视觉冗余 % FBlock: 32768*8 % QBlock: 32768*8 load('JPEG512.mat','lighttable');%JPEG标准亮度量化表 for num=1:4096 start=(num-1)*8+1; QBlock(start:start+7,:)=round(FBlock(start:start+7,:)./lighttable); end %% 反向量化 % QBlock: 32768*8 % reFBlock: 32768*8 for num=1:4096 start=(num-1)*8+1; reFBlock(start:start+7,:)=QBlock(start:start+7,:).*lighttable; end %% 反离散余弦变换 IDCT for num=1:4096 start=(num-1)*8+1; Block(start:start+7,:)=idct2(reFBlock(start:start+7,:)); end %% 图像重构 reI=[]; for numi=1:64 m=(numi-1)*512+1; % 分成64个512*8阵列，每个阵列有64个8*8方阵 A=[]; for numj=1:64 n=(numj-1)*8; A=[A Block(m+n:m+n+7,:)]; end reI=[reI; A]; end %% JPEG Figure subplot(1,2,1);imshow(I./256);title('input'); subplot(1,2,2);imshow(reI./256);title('JPEG压缩'); imwrite(reI./256,'05 质量因子80.jpg'); %% CODE %% 锯齿形 ZIG-ZAG 对每一个方阵采用ZIG-ZAG排序，以增加图像中的连0个数，得到4096x64的矩阵 % QBlock: 32768*8 % QLine: 4096*64 QLine=[]; load('JPEG512.mat','zigzag');%快速Z型排序行向量 zigzag = zigzag + 1; % 下标加1，从0开始 for num=1:4096 start=(num-1)*8+1; A=reshape(QBlock(start:start+7,:),1,64);% 变成行向量 QLine=[QLine;A(zigzag)]; end %% 对第一列的DC分量进行DPCM编码 第一个记为0，后面的都只记录与前者的差值 % QLine: 4096*64 % VLIDC: 4096*1 % 对第一列进行DPCM编码，第一个值记为DC，并赋0 DC=QLine(1,1);%保留备用 sumcode=0;%计算编码长度 QLine(1,1)=0; for num=4096:-1:2 QLine(num,1)=QLine(num,1)-QLine(num-1,1); end VLIDC=ones(4096,1);% VLI分组 for num=1:4096 temp=abs(QLine(num,1));%用绝对值判断组别 if temp==0 VLIDC(num)=0; else for k=1:7%经测试，第一列最大值为80，前7组够用 if (temp>=2^(k-1)) && (temp<2^k) VLIDC(num)=k; break; end end end end for num=1:4096 %先根据DC亮度huffman表计算sumcode if (VLIDC(num)<=5) && (VLIDC(num)>=0) sumcode=sumcode+3; elseif VLIDC(num)==6 sumcode=sumcode+4; else sumcode=sumcode+5; end %再根据VLI表计算sumcode sumcode=sumcode+VLIDC(num); end %% 对其余63列AC分量进行RLC编码 % QLine: 4096*64 % 经测试，后63列最大值为58，VLI前6组够用。 eob=max(QLine(:))+1; %设一个超大值作为每一行结束符 for numn=1:4096 %放eob for numm=64:-1:2 if QLine(numn,numm)~=0 QLine(numn,numm+1)=eob; break; end if (numm==2)%没找到 QLine(numn,2)=eob; end end end test=QLine'; [col,~]=find(test==eob);%我们只要eob列位置 validAC=col-1; %每一行保留的AC数据量，含EOB maxcz=0; for numn=1:4096 %逐行计算并加至sumcode cz=[];%记录前0数 VLIAC=[];%记录组号 count=0;%记录连0数 for numm=2:1+validAC(numn) if QLine(numn,numm)==eob cz=[cz 0]; VLIAC=[VLIAC 0]; elseif QLine(numn,numm)==0 count=count+1; else %遇到非0值 if count>15 %遇到连0大于15的 cz=[cz 15]; count=0; VLIAC=[VLIAC 0]; continue; end cz=[cz count]; count=0; temp=abs(QLine(numn,numm));%用绝对值判断组别 for k=1:6%经测试，后63列最大值为58，前6组够用 if (temp>=2^(k-1)) && (temp<2^k) VLIAC=[VLIAC k]; break; end end end end%该行cz和VLIAC已定，开始计算 sumcode=sumcode+4;%EOB对应1010，就是4bit czlen=length(cz)-1; %czlen不包括EOB load('JPEG512.mat','codelength');%霍夫曼编码码长矩阵（AC、DC亮度编码表） for k=1:czlen if VLIAC(k)==0 sumcode=sumcode+11; else sumcode=sumcode+codelength(cz(k)+1,VLIAC(k)); end end end %% 压缩率 OB=512*512*8; CR=OB/sumcode; D=I-reI; MSE = sum(D(:).*D(:))/prod(size(I)); disp(['原图 Bit: ',num2str(OB),' bit']); disp(['压缩图像 Bit: ',num2str(sumcode),' bit']); disp(['压缩比: ',num2str(CR)]); disp(['均方根误差: ',num2str(MSE)]); end