DCT与DWT对图像处理的matlab仿真
16页1、数字图像处理实验报告DCT和DWT的MATLAB仿真实验目的学习DCT变换基本原理;掌握DCT变换的特性;理解DCT变换在图像图理中的应用;学习DWT变换基本原理;掌握DWT变换的特性;理解DWT变换在图像图理中的应用。实验内容及结果离散余弦变换(DCT)对lena、camenaman、bird三幅灰度图像做DCT变换。 1、lena.tif原始图像(1)lena.tif原始图像如图1-1:图1-1DCT 系数(2)对整幅图像直接进行DCT变换,得系数图如图1-2。图1-2观察系数图,会发现经过DCT变换后,能量分布不均匀,左上角低频部分系数值高,右下角高频部分系数值低,这表明图像能量主要集中在低频上。(3)为了定量分析系数能量分布情况,取系数矩阵左上角16*16个相素,计算其能量在整个矩阵中占的百分比。经计算,得能量百分比为energy_percent=96.32%。可见低频部分能量在整幅图中占的比重是非常大的。原始图像压缩后的图像(4)由以上分析可以得出,高频成分能量在图中占的比重很小,它反映的是图像的细节,因此,可丢掉高频信息,实现数据压缩。在具体实现上,对图像进行8*8分块DC
2、T变换,并只保留每个分块系数左上角10个系数(共64个系数),重构图像并对比。对比如图1-3。图1-3对比原图和压缩后的图像,可以看出,保留10个像素值重构图像仍然较好,视觉效果可以接受。计算原始图像和压缩后的图像的峰值信噪比(PSNR),得PSNR=+35.01 dB。2、cameraman.tifCameraman和bird的DCT变换处理方式与lena基本相同,因此对于这两幅图像只附上其处理结果,具体过程及对结果分析不再赘述。原始图像像(1)cameraman原始图像如图1-4。 图1-4DCT系数(2)系数图如图1-5。图1-5(3)计算左上角16*16个像素的能量分布百分比,得energy_percent=94.83%。原始图像压缩后的图像(4)对比原始图像和压缩后的图像,如图1-6。图1-6计算峰值信噪比,得PSNR=+33.79 dB。3、bird.tif原始图像(1)bird原始图像如图1-7。图1-7(2)系数图如图1-8。DCT系数图1-8(3)计算左上角16*16个像素的能量百分比,得energy_percent=97.19%。原始图像压缩后的图像(4)对比原如图
3、像和压缩后的图像,如图1-9。图1-9计算峰值信噪比,得PSNR=+33.91 dB。二、离散小波变换(DWT)仍然采用lena、cameraman、bird这三幅图像进行离散小波变换。采用的小波为哈尔小波(haar)。1、lena.tif原始图像(1)lena的原始图像如下图2-1。图2-1近似值系数水平细节系数垂直细节系数对角细节系数(2)对图像进行一级分解,图像被分解为2*2个空间分布的小波系数:近似值系数、水平细节系数、垂直细节系数和对角细节系数。如图2-2。观察对比这4个子带,小波系数的分布特点是越往低频子带系数值越大,包涵的图像信息越多,对视觉比较重要,如近似值系数。越往高频子带系数值越小,包涵的图像信息越少,对视觉来说不太重要。因此,可只保留低频子带,从而实现图像压缩。(3)计算系数能量比。保留低频子带系数,计算其占的能量百分比为energy_percent=99.50%。可见,低频子带占了绝大部分能量。原始图像重构图像(4)用低频子带系数重构图像,并与原图像对比,如下所示。图2-3将由低频子带重构的图像与原图像对比,可以发现视觉效果非常好,计算两幅图的峰值信噪比,得PS
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