开题报告86801new

1、南京工程学院毕业设计开题报告课题名称:基于小波变换的图像压缩 姓 名： 佟 站 班 级： 电科技071 指 导 教 师： 田丽鸿/邱鹏 所 在 系 部： 计算机工程学院 专 业 名 称： 电子信息科学与技术 南京工程学院2011年 3 月22日说 明1根据南京工程学院毕业设计(论文)工作管理规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达

2、要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第24周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。毕业设计(论文)开题报告学生姓名佟站学 号202070527专 业电子信息科学与技术指导教师姓名田丽鸿/邱鹏职 称副教授/助理实验师所在系部计算机工程学院课题来源自拟课题课题类型软件工程课题名称基于小波变换的图像压缩毕业设计的内容和意义1.毕业设计的内容：本课题在研究数

3、字图像处理技术的基础上，使用小波变换实现图像压缩算法。要求了解数字图像处理和小波变换的基本原理，和熟练编程语言实现压缩算法。2.毕业设计的意义图像压缩是一个很有发展前途的研究领域，这一领域的突破对于通信和多媒体事业的发展将具有深远的影响。小波分析是当前数学中一个迅速发展的新领域，它同时具有理论深刻和应用十分广泛的双重意义。将小波分析用于图像压缩是小波分析应用的一个重要方面。它的特点是压缩比高，压缩速度快，压缩后能保持信号与图像的特征不变，且在传递中可以抗干扰。在我们的生活中无论是普通人还是一些工作在科研领域的科技工作者，都会对数据信息进行传输与存储有所接触。随着数字时代的到来，影像的制作、处理

4、和存储都脱离了传统的介质（纸、胶片等），相比传统方式，数字图像有着传统方式无法比拟的优越性。但是每种技术出现的同时，都有制约其发展的一面。比如数字电视、遥感照片、由雷达、飞机等提供的军事侦察图像、可视电话、会议电视和传真照片，在教育、商业、管理等领域的图文资料、CT 机、X 射线机等设备的医用图像、天气云图等等，无论是利用哪种传输媒介进行传输的信息，都会都会遇到需要对大量图像数据进行传输与存储的问题。而对大量图像数据进行传输要保证其传输的质量、速度等，对其进行存储也要考虑其大小容量等。所以，要解决大量图像数据的传输与存储，在当前传输媒介中，存在传输带宽的限制，故在一些限制条件下传输尽可能多的活

5、动图像，如何能对图像数据进行最大限度的压缩，并且保证压缩后的重建图像能够被用户所接受等问题，就成为研究图像压缩技术的问题之源。图像数据之所以可以进行压缩，主要是因为一般原始图像数据是高度相关的，都含有大量的冗余信息。图像压缩编码的目的就是消除各种冗余，并在给定的畸变下用尽量少的比特数来表征和重建图像，使它符合预定应用场合的要求。 为了继承Fourier分析（余弦变换和正弦变换都可以视为Fourier变换的特例）的优点，同时又克服它的许多缺点，人们一直在寻找新的方法。小波变换的理论是近年来兴起的新的数学分枝。小波变换可以被看作是傅立叶变换的发展，即它是空间（时间）和频率的局部变换，能更加有效地提

6、取信号和分析局部信号。文献综述一实际应用方面的价值 人们可以通过使用该软件，实现基于小波变换的图像处理，减少存储图像所需的空间，在图像传输、存储方面有很大意义，且使用简单方便。对工作人员从事图像处理有实际的指导意义。二国内外的研究现状现在国内外图象处理的软件非常之多，针对基于小波变换的图像处理的软件也有很多，如C+，Photoshop和Java等，它们均可以对图像进行压缩，减少存储空间，同时保证图像的视觉效果没有太多变化。三相关技术与研发基础1MATLAB简介MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学

7、数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。 MATLAB和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MA

8、TLAB的基本数据单位是矩阵，它的指令表达式与数学、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB来解算问题要比用C，FORTRAN等语言完成相同的事情简捷得多，并且MATLAB也吸收了像Maple等软件的优点,使MATLAB成为一个强大的数学软件。在新的版本中也加入了对C，FORTRAN，C+ ，JAVA的支持。可以直接调用,用户也可以将自己编写的实用程序导入到MATLAB函数库中方便自己以后调用，此外许多的MATLAB爱好者都编写了一些经典的程序，用户可以直接进行下载就可以用。总之，MATLAB在图像处理上有强大的功能，为广大使用者提供了很多的内置函数，方便大家调用。同时提供可视化界面，方便大

9、家的使用。该软件提供小波函数包、个编码函数对研究此课题提供了很大帮助。2小波分解简介及在图像压缩中的应用1989 年，S. G. Mallat 将小波变换用于多分辨率图像的描述这个过程称为小波分解。它是继傅立叶变换之后在图像压缩中的又一里程碑，它解决了很多傅立叶变换不能解决的问题。与傅立叶变换一样，小波变换的基本思想也将图像信号变为一簇基函数的加权和，而这一簇基函数是通过基本函数的平移和伸缩构成的。小波变换作为正交变换不会产生能量损失，即对小波变换后的图像进行针对性的处理才是实现压缩的关键。小波分解得到的水平和垂直细节图像的高频分量系数大部分为零，可采用非均匀量化。对系数出现概率大的用细量化，

10、对出现概率小的系数采用粗量化。由于人眼对高频分量不敏感，可采用粗量化或舍弃。为了进一步提高压缩比，可对上述经过处理的小波系数采用游程编码或Huffman 编码对图像进行压缩。小波变换是可逆的，通过重构算法，图像数据能够被完全恢复。小波变换图像压缩原理：小波变换用于图像编码的基本思想就是把图像根据Mallat塔式快速小波变换算法进行多分辨率分解。其具体过程为:首先对图像进行多级小波分解, 然后对每层的小波系数进行量化, 再对量化后的系数进行编码。小波图像压缩是当前图像压缩的热点之一, 已经形成了基于小波变换的国际压缩标准, 如MPEG-4 标准, 及如上所述的JPEG2000 标准。四. 主要参

11、考文献如下：1 孙即祥.图像压缩与投影重建.北京：科学技术出版社，2009.2 彭玉华.小波变换与工程应用.北京：科学技术出版社，2009.3 高成.Matlab图像与应用.北京：国防工业出版社，20074 徐建华.图像处理与分析.北京：科学出版社.19925 史元春.多媒体技术教程. 北京：机械工业出版社, 20076 MATLAB 6.5辅助小波分析与应用. 北京：飞思科技产品研发中心编著，20027 魏明果. 实用小波分析 北京：北京理工大学出版社，20058 李在铭 数字图像处理、压缩与识别技术李在铭 成都:电子科技大学出版社,20009 Cohen A. Wavelets and m

12、ultiscale signal processing. Chapman and Hall,199510 Chui, C. K .An introduction to wavelets. Academic Press,1992研究内容一基于小波变换的图像压缩的原理和步骤基于离散小波变换的信号压缩是一种非线性滤波方法，在这种方法中，尽管信号的频率可能是重叠的，但其能量则不尽相同的，而小波变换具有一种信号能量集中在少数小波变换系数上的能力，这些系数的值将远大于那些将能量分散在大量小波系数的信号与噪声的小波系数。这就给我们提供了一种可能，对小波系数进行阀值处理，在小波变换域中除去低幅值的噪声信号和不

13、期望的信号，然后再进行小波逆变换即可。尽管恢复信号可能丢失一些细节，但是仍能保持信号的基本特征。这种方法不仅可以用于数据压缩，再信号去噪和信号分离方面也及其有用。 小波分析方法是将一幅图像分成近似和细节两部分，细节对应的是小波尺度的瞬变，将此近似部分在尺度上进行分解，重复该过程即可。对图像来说，表征图像的最主要部分是低频部分，而高频部分大部分点的数值均接近于0.，而且频率越高，这种现象越明显。因此，利用小波分解去掉图像的高频部分而仅保留图像的低频部分是一种最简单的图像压缩方法。二维图像压缩步骤为： (1)二维图像信号的小波分解。选择适当的小波与恰当的分解层次N，并对待压缩的二维图像信号进行N曾

14、分解计算。（2）对分解后的每一层高频系数，选择一个适当的阀值，并对该层高频系数进行硬阀值量化处理。（3）二维图像信号的小波重构。用小波分解后的第N层近似和经过阀值处理后的各层细节，对二维信号进行小波重构。二.图像处理其研究主要包括以下几点：1.图像的输入和显示2.图像的分解层次3.图像的重构三.应用程序界面设计:主要分为四个模块：文件，内容，格式及预览界面1.文件：包括原始照片目录和处理后的照片存放目录，MATLAB软件将其读出。2.内容：图像的输出框显示进行多次压缩后图像，显示图像的低频和高频信息。显示压缩后的图像大小和压缩比。 3.格式：包括具体所表示显示的文字信息的按钮，即每副图像代表什

15、么结果。以及其在边上显示压缩比。4.预览界面：可以预览处理后的图像效果，点击不同的按钮显示不同的压缩结果。研究计划第1周（2.283.6）：查阅资料，学习MATLAB开发平台和技术第2周（3.73.11）： 对软件功能需求进行分析第3周（3.123.18）：软件功能模块划分及软件界面设计第4周（3.203.25）：撰写并提交毕业设计开题报告、英文资料翻译第5周（3.264.1）：进行功能模块的详细设计第6周（4.24.8）：进行各功能模块的编码第7周（4.94.15）：进行各功能模块的编码第8周（4.164.22）：进行各功能模块的编码第9周（4.234.29）： 软件相关模块的改进，进行综合调试运行第10周（4.305.6）： 软件相关模块的改进，进行综合调试运行第11周（5.75.13）： 对运行中发现的问题进行调整第12周（5.145.20）： 编辑用户使用帮助文档，完成软件开发第13周（5.215.27）： 撰写并提交毕业设计（论文）第14周（5.286.3）： 修改毕业设计（论文），提交毕业论文，准备答辩第15周（6.46.10）： 制作论文PPT；毕业设计（论文）答