數(shù)字圖像處理實驗matlab4

數(shù)字圖像處理實驗matlab4PAGEPAGE1————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 個人收集整理勿做商業(yè)用途個人收集整理勿做商業(yè)用途個人收集整理勿做商業(yè)用途9,對圖3實施正交變換編碼和解碼(采用離散傅立葉變換）。建議將圖3分成4*4的4個子圖象。思路:先將圖3數(shù)據(jù)讀入模塊，顯示圖像,將圖分塊進(jìn)行DFT變換，顯示圖像,，在進(jìn)行反變換恢復(fù)原數(shù)據(jù)，在進(jìn)行哈夫曼編碼編碼,后解碼。原理：傅立葉變換傅立葉變換是數(shù)字圖像處理中應(yīng)用最廣的一種變換，其中圖像增強(qiáng)、圖像復(fù)原和圖像分析與描述等，每一類處理方法都要用到圖像變換，尤其是圖像的傅立葉變換.離散傅立葉（Fourier）變換的定義:二維離散傅立葉變換（DFT）為：逆變換為：式中，在DFT變換對中,稱為離散信號的頻譜，而稱為幅度譜，為相位角，功率譜為頻譜的平方，它們之間的關(guān)系為：圖像的傅立葉變換有快速算法.下面給出具體的Huffman編碼算法。（1)首先統(tǒng)計出每個符號出現(xiàn)的頻率,例如S0到S7的出現(xiàn)頻率分別為：0.25，0.19，0。08，0.06，0。21,0。02，0.03，0.16（2)從左到右把上述頻率按從大到小的順序排列。（3)將最小的兩個數(shù)相加的值表上＊號，其余的數(shù)據(jù)不變,然后將得到的數(shù)據(jù)排序（4）重復(fù)（3)，直到只有兩個數(shù)據(jù).（5）從最后一列概率編碼，從而得到最終編碼。具體過程如下圖所示：概率壓縮過程：初始信源信源的消減步驟符號概率123456S00。250.250。250.250。35*0。4＊0。6*0。210。210.210.250.350。40.190。190.190.210。250.160.160。19＊0。190.080。11*0。160。060.080．05＊S40。21S10。19S70.16S20。08S30。06S60.03S50。02表3-1哈夫曼概率壓縮過程編碼過程：初始信源對消減信源的賦值符號概率編碼123456S00.25010.25010.25010。25010。35＊000。4*10.6*00.21100。21100。21100。25010。35000。410.19110。19110.19110.21100。25010.160010.160010.19＊0000.19110.0800010。11*00000.1600010。06000000.0800010。05＊00001S40。2110S10.1911S70。16001S20。080001S30。0600000S60.03000010S50。02000011表3-2哈夫曼算法編碼過程讀入圖像算法流程讀入圖像初始化初始化統(tǒng)計每種灰度數(shù)統(tǒng)計每種灰度數(shù)灰度數(shù)排序此處并沒有采用概率排序，灰度數(shù)排序而是采用對灰度像素個數(shù)按哈夫曼算法編碼排序，這是因為計算概率無按哈夫曼算法編碼疑增大了計算量，因此用灰將灰度編碼表及原圖的編碼寫入txt將灰度編碼表及原圖的編碼寫入txt圖3—1哈夫曼算法程序流程圖程序：clc;clear；closeall;A=［3344445241122154434444524525031215033564231122120365572031221506];subplot（2,2,1)，imshow（A)；title（’原圖’）;I=double（A）;P=A(1:4,1:4）；K=fft(P)；P1=A(1:4，5：8）;K1=fft(P1);P2=A（5:8，1:4）;K2=fft（P2）;P3=A(5:8，5：8)；K3=fft（P3）;fori=1：4forj=1：4H（i,j）=K（i，j）;endendfori=1：4forj=5:8H(i，j)=K1(i，j-4);endendfori=5:8forj=1:4H（i，j）=K2(i—4，j）；endendfori=5:8forj=5：8H（i，j）=K3（i-4，j-4）;endendsubplot（2,2，2）,imshow（H)；title（’DFT變換后的頻域圖像’）；I=H（1：4,1：4);M=ifft(I）；I1=H(1：4,5:8）；M1=ifft(I1)；I2=H（5:8，1:4);M2=ifft（I2）;I3=H(5：8,5:8）;M3=ifft(I3）；fori=1：4forj=1：4A1（i,j)=M（i，j)；endendfori=1：4forj=5：8A1(i，j）=M1(i，j-4）；endendfori=5：8forj=1：4A1(i，j）=M2（i-4,j);endendfori=5：8forj=5：8A1（i，j)=M3（i—4，j—4）;endendsubplot（2,2,3)，imshow（A1）；title(’復(fù)原圖像');%編碼%讀入圖像，定義結(jié)構(gòu)體，便于存儲I=A;pix(8)=struct('huidu',0.0,.。.'number'，0。0，..。'bianma',’’);［mnl]=size(I）;fid=fopen('E:\學(xué)習(xí)\數(shù)字圖像處理\huffman。txt'，’w');％huffman。txt是灰度級及相應(yīng)的編碼表fid1=fopen（’E:\學(xué)習(xí)\數(shù)字圖像處理\huff_compara.txt','w');%huff_compara.txt是編碼表huf_bac=cell(1,l)；fort=1:l%%%％％%%％％％%%%%％％％％%％%％％％%%%%％%%％％%％%%％％％%初始化結(jié)構(gòu)數(shù)組fori=1：8pix（i)。number=1;pix(i)。huidu=i-1;pix（i).bianma='’;end%統(tǒng)計每種灰度像素的個數(shù)記錄在pix數(shù)組中fori=1:mforj=1:nk=I（i,j，t）+1;pix(k).number=1+pix(k）.number;endend％按灰度像素個數(shù)從大到小排序fori=1:7forj=i+1：8ifpix(i).number<pix(j）.numbertemp=pix（j）；pix（j）=pix(i);pix(i)=temp；endendendfori=8：-1：1ifpix(i）。number～=0break；endendnum=i；count(t)=i；％記錄每層灰度級%定義用于求解的矩陣clearhuffmanhuffman(num,num)=struct（’huidu’，0。0,.。.'number'，0.0，。..’bianma’,’')；huffman（num,:)=pix(1:num);%矩陣賦值fori=num-1：—1:1p=1；％算出隊列中數(shù)量最少的兩種灰度的像素個數(shù)的和sum=huffman（i+1,i+1）.number+huffman（i+1,i)。number;forj=1：i％如果當(dāng)前要復(fù)制的結(jié)構(gòu)體的像素個數(shù)大于sum就直接復(fù)制ifhuffman（i+1，p）.number>sumhuffman(i,j）=huffman（i+1,p);p=p+1;else％如果當(dāng)前要復(fù)制的結(jié)構(gòu)體的像素個數(shù)小于或等于sum就插入和的結(jié)構(gòu)體％灰度值為—1標(biāo)志這個結(jié)構(gòu)體的number是兩種灰度像素的和huffman(i,j）.huidu=—1;huffman(i，j）。number=sum;sum=0;huffman(i,j+1：i)=huffman（i+1，j：i-1);break;endendend%開始給每個灰度值編碼fori=1：num—1obj=0；forj=1：iifhuffman(i,j)。huidu==-1obj=j；break;elsehuffman(i+1，j).bianma=huffman（i,j）.bianma;endendifhuffman(i+1,i+1）。number〉huffman(i+1，i).number％說明:大概率的編0,小概率的編1，概率相等的，標(biāo)號大的為1,標(biāo)號小的為0huffman(i+1，i+1)。bianma=[huffman(i,obj）.bianma'0’];huffman（i+1，i）。bianma=[huffman(i,obj）。bianma’1'］;elsehuffman(i+1，i+1）。bianma=［huffman(i，obj)。bianma’1'］;huffman（i+1，i)。bianma=[huffman(i,obj).bianma’0’］；endforj=obj+1:ihuffman（i+1,j—1）。bianma=huffman（i,j).bianma;endendfork=1：count(t)huf_bac（t,k)={huffman（num，k)｝;％保存endend％寫出灰度編碼表fort=1：lforb=1：count(t)fprintf（fid，’％d’，huf_bac{t,b｝。huidu)；fwrite（fid，’’);fprintf(fid,'%s’,huf_bac｛t，b｝。bianma）；fwrite（fid,’’);endfwrite(fid，’％'）；end％解碼%按原圖像數(shù)據(jù)，寫出相應(yīng)的編碼，也就是將原數(shù)據(jù)用哈夫曼編碼替代fort=1:lfori=1:mforj=1:nforb=1:count（t)ifI(i,j,t）==huf_bac{t,b｝.huiduM（i，j,t）=huf_bac{t，b｝。huidu;%將灰度級存入解碼的矩陣fprintf（fid1，’％s’，huf_bac｛t,b｝.bianma）；fwrite(fid1,’’);%用空格將每個灰度編碼隔開break；endendendfwrite（fid1，'，’)；%用空格將每行隔開endfwrite（fid1,'%’）;％用%將每層灰度級代碼隔開endfclose(fid)；fclose(fid1）；M=uint8(M)；sav