Міністерство освіти і науки України
Національний університет “Львівська політехніка”
Інститут комп’ютерних технологій,
автоматики та метрології
кафедра “Захист інформації”
ЗВІТ
до лабораторної роботи № 4
з курсу "Системи запису та відтворення інформації"
"ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ КОМПРЕСІЇ ЗОБРАЖЕНЬ В MATLAB"
РОЗДІЛ 1. МЕТА РОБОТИ
Мета роботи – набути вміння розробляти власні методи стиснення зображень та оцінювати їх ефективність.
РОЗДІЛ 2. ЗАВДАННЯ:
Ознайомитись з теоретичним матеріалом.
Завантажити файл вказаний в завданні відповідно до свого варіанту.
Вивести основну інформацію про файл: кількість пікселів по горизонталі і вертикалі, тип зображення – кольорове/монохромне, кількість біт на піксел, загальний розмір зображення в бітах.
Написати JPEG-подібний кодер, згідно етапів розглянутих в теоретичній частині, який би стискав зображення з заданим степенем стиску G.
Вивести на екран оригінальне та декомпресоване зображення для порівняння їх якості.
Розрахувати реальну степінь стиснення зображення.
Навести покрокові результати всіх етапів стиснення та відтворення довільного блоку 8х8 пікселів зображення.
Варіант
Назва файлу
Степінь стиску G
11
flowers1.tiff
19
РОЗДІЛ 3. ЛІСТИНГ ПРОГРАМИ
info = imfinfo('D:\My\Системи запису та відтворення інформації\4\ flowers1.tiff')
Y = imread('D:\My\Системи запису та відтворення інформації\4\ flowers1.tiff ');
[N,M] = size(Y); %розмір матриці Y
%кількість блоків 8*8 по вертикалі та горизонталі відповідно
N_Block = fix(N/8); %до меншого цілого
M_Block = fix(M/8); %до меншого цілого
%доповнимо некратні 8-ми рядки чи стовпці нулями
if (N - N_Block*8) ~= 0
Dod = 8 - ((N - N_Block*8));
Y = [Y; zeros(Dod, M)];
N_Block = N_Block + 1;
end;
if (M - M_Block*8) ~= 0
Dod = 8 - ((M - M_Block*8));
Y = [Y zeros(N_Block*8, Dod)];
M_Block = M_Block + 1;
end;
Y = double(Y);
%зсув рівня
Y1 = Y - 128;
Y_DCT = blkproc(Y1, [8,8], 'dct2'); %розбиття зображення на блоки % 8*8 і обчислення 2D-ДКП буде матриця Y_DCT такого ж розміру що і % Y1
%будуємо таблицю квантування для заданого G
G = 19;
for ii = 1 : 8
for jj = 1 : 8
Q_Table(ii, jj) = 1 + (ii + jj - 1) * G;
end;
end;
%квантування коефіцієнтів ДКП
%кожен блок коеф. 8х8 поелементно ділимо на матрицю Q_Table і закруглюємо
for ii = 1 : N_Block
for jj = 1 : M_Block
Y_Q( (8*ii-7) : (8*ii), (8*jj-7) : (8*jj) ) = round( Y_DCT( (8*ii-7) : (8*ii), (8*jj-7) : (8*jj) ) ./ Q_Table);
end;
end;
%ZigZag-сканування: 8х8 -> 1x64 (розтягуємо в 1 рядок)
%результат -- матриця Y_Scan розміром (N_Block*M_Block)рядків x 64 елементи
Y_Scan = zeros(N_Block * M_Block, 64);
count = 1;
for j = 1 : N_Block
for i = 1 : M_Block
%читаємо черговий блок 8х8 коефіцієнтів
x = Y_Q(8*j-7 : 8*j, 8*i-7 : 8*i);
%ZigZag перестановка
ZigZag = [ x(1,1) x(1,2) x(2,1) x(3,1) x(2,2) x(1,3) x(1,4) x(2,3) x(3,2) x(4,1) x(5,1) x(4,2) x(3,3) x(2,4) x(1,5) x(1,6) x(2,5) x(3,4) x(4,3) x(5,2) x(6,1) x(7,1) x(6,2) x(5,3) x(4,4) x(3,5) x(2,6) x(1,7) x(1,8) x(2,7) x(3,6) x(4,5) x(5,4) x(6,3) x(7,2) x(8,1) x(8,2) x(7,3) x(6,4) x(5,5) x(4,6) x(3,7) x(2,8) x(3,8) x(4,7) x(5,6) x(6,5) x(7,4) x(8,3) x(8,4) x(7,5) x(6,6) x(5,7) x(4,8) x(5,8) x(6,7) x(7,6) x(8,5) x(8,6) x(7,7) x(6,8) x(7,8) x(8,7) x(8,8) ];
%заносимо результат в матрицю Y_Scan
Y_Scan(count, :) = ZigZag;
count = count + 1;
end;
end;
%кодування DC- та AC-коефіцієнтів, результат в вектор Y_C
delta = 0; midle = [];
for ii = 1 : N_Block * M_Block
%читаємо АС-коефіцієнти поточного блоку
vect = Y_Scan(ii, 2:64);
n = 0; res = [];
for jj = 1 : 63
if vect(jj) == 0 %якщо коефіцієнт рівний 0
n = n + 1; %збільшуємо лічильник нулів n на 1
else
res = [res n vect(jj)]; %інакше записуємо пару [n, AC(jj)]
n = 0; %починаємо підрахунок нулів спочатку
end;
end;
res = [res 0 0]; %додаємо символ завершення блоку
...
