图像通信系统设计与仿真课程设计Word格式.docx

1、 由于进行的是无损压缩,所以要扫描图像的所有像素点,压缩过程分为四步:1扫描统计像素出现的概率并按大小排列；2建立最优二叉树;3哈夫曼编码;4保存编码。2.2 哈弗曼解码的原理哈夫曼解码过程是文件编码过程的逆过程，由于哈夫曼编码可即时解码，因此只要得到一个码字,则通过查找哈夫曼编码表得到相应的字符，映射过程是编码时映射的逆过程。因此，每从压缩文件中读出一个码字，就从通过查找哈夫曼编码表用字符替换相应的码字，当压缩文件中所有的码字被字符替换掉，也就宣告解压过程完成了。第三章 数字信号的调制与解调 3.1 数字信号的调制3.1.1 调制的概念及分类用基带信号对载波（通常为余弦或正弦）波形的某些参数

2、（如幅度、相位和频率）进行控制，使这些参数随基带信号的变化而变化。因此，数字信号的调制可分为振幅键控（ASK），相移键控（PSK），频移键控（FSK）。3.1.2 调制的原理1） M进制振幅键控（MASK）基本原理M进制数字振幅调制信号的载波幅度有M种取值，在每个符号时间间隔Ts内发送M个幅度中的一种幅度的载波。表达式：a. g（t）为基带信号波形b. Ts为符号时间间隔c. an为幅度值2） M制频移键控（MFSK）基本原理 式中为载波角频率，共有M种取值。通常可选载波频率fn/2Ts，n为正整数,此时M种发送信号相互正交。3） M进制相移键控（MPSK）基本原理表达式 ：式中a. g（t）

3、-信号包络波形，通常为矩形波，幅度为1b. Ts-码元时间宽度c. c-载波角频率d. -第n个码元对应的相位，共有M种取值3.2 数字信号的解调3.2.1 解调的概念解调也叫检波，其作用就是从接收到的已调波中无失真地恢复出调制信号。调幅信号的解调技术可大致分为两类：相关解调和非相关解调。1） 相干解调（又称同步检波）：需要在接收端知道发射载波的频率和相位（恢复相干载波以用于与接收的已调信号相乘）。其中乘机检波器也叫鉴相器，是将输入的带通信号变为基带信号的下变频电路。2） 非相干解调（又称包络检波）：即不需要知道有关的信息，它的输出信号与输入信号实际包络成正比。3.2.2 解调的原理1. AS

4、K信号的解调 2ASK相干解调方框图如图所示2. FSK信号的解调2FSK相干解调方框图如图所示3. PSK信号的解调2PSK相干解调方框图如图所示第四章 图形用户界面的设计与制作4.1 图形用户界面GUI的概述图形用户界面GUI是一种包含多种对象的图形窗口，并为GUI开发提供一个方便高效的集成开发环境GUIDE。GUIDE主要是一个界面设计工具集，MATLAB将所有GUI支持的控件都集成在这个环境中。GUIDE将设计好的GUI保存在一个FIG文件中，同时生成M文件框架。FIG文件：该文件包括GUI图形窗口及其所有FIG文件包含序列化的图形窗口对象；M文件：该文件包括GUI设计、控制函数以及定

5、义为子函数的用户控件回调函数。GUIDE可以根据GUI设计过程直接自动生成M文件框架，优点如下：a. M文件已经包含一些必要的代码；b. 管理图形对象句柄并执行回调函数子程序；c. 提供管理全局数据的途径；d. 支持自动插入回调函数原型。4.2 图形用户界面（GUI）的设计与制作1） GUI创建包括界面设计和控件编程两部分，主要步骤如下：a. 通过设置GUIDE应用程序的选项来运行GUIDE；b. 使用界面设计编辑器进行界面设计；c. 编写控件行为响应控制（即回调函数）代码。2） 图像通信系统的的图形用户界面GUI第五章 总结参考文献附录1 图像通信在在MATLAB中算法实现1、哈弗曼编码在M

6、ATLAB中的算法1. function ratio,rowsB,colsB,dictionary,Huffcode_I=HuffEncode（I）2. K = imread（cameraman.tif）;3. I = imresize（K,20,20）;4. maxI = max（max（I）; %求图像灰度级最大值5. H = zeros（1,maxI+1）; %直方图矩阵初始化6. rows,cols = size（I）;7. rowsB=tentotwo（rows）; %调用十进制转换成二进制的程序8. colsB=tentotwo（cols）;9. for i = 1:rows10.

7、 for j = 1:cols11. H（I（i,j）+1） =H（I（i,j）+1）+1;12. end13. end14. H = H/（rows*cols）;15. Index, Hn = sortDezero（H）; %调用sortDezero函数 16. IndexCell = num2Cell（Index）; %Huffman树的下标变成元包数组17. lenIndex= length（Index）;18. codeWord = cell（1,maxI+1） ; %定义元包数组存放码字19. for i =1:lenIndex-120. index1 = IndexCell1;21

8、. index2 = IndexCell2; for j =1:length（index1）22. codeWord（index1（j） = 0,codeWordindex1（j） ;23. end24. for j =1:length（index2）25. codeWord（index2（j） = 1,codeWordindex2（j） ;26. end 27. IndexCell = index1,index2,IndexCell3:end;28. Hn = sum（Hn（1:2）,Hn（3:end）;29. Index, Hn = sortH（Hn）;30. IndexCell = In

9、dexCell（Index）;31. end32. Lavg = 0;33. for i = 1:length（H）34. Lavg = Lavg+ H（i）* length（ codeWordi）;35. end36. ratio=8/Lavg; %计算压缩比37. II =I（:38. Huffcode_I = ; % 存储图像的Huffman编码39. for i = 1:length（II）40. Huffcode_I = Huffcode_I,codeWordII（i）+1;41. end42. Huffcode_I = logical（Huffcode_I）;43. diction

10、ary=zeros（1,uint16（maxI+1）*16）;%字典的传送44. A=;45. for i=1:double（maxI+1）46. num=length（codeWordi）;47. Y=num;48. if num=049. for k=1:450. B=mod（Y,2）;51. dictionary（16*（i-1）+（5-k）=B;52. Y=floor（Y/2）;53. end54. A=codeWordi;55. for j=1:num56. dictionary（16*（i-1）+4+j）=A（j）;57. end58. end59. end2、哈弗曼编码在MATL

11、AB中的算法如下：1. function DI = HuffDecode（rowsB,colsB,dictionary, Huffcode_I） 2. rows=0; %图像列数3. for i=1:length（rowsB）4. if rowsB（i）=05. rows=rows+2（length（rowsB）-i）;6. end7. end8. cols=0; %图像行数9. for i=1:length（colsB）10. if colsB（i）=011. cols=cols+2（length（colsB）-i）;13. end 14. codeWord = cell（1,256）; %

12、 字典解码接收,字典解码存放码字15. for i=1:25616. num=dictionary（16*（i-1）+1）*8+dictionary（16*（i-1）+2）*4+dictionary（16*（i-1）+3）*2+dictionary（16*（i-1）+4）;17. if num=018. codeWord（i）=dictionary（16*（i-1）+5）:（16*（i-1）+4+num）;19. end20. if length（dictionary（16*i+1）:end）=num33. if Huffcode_I（k:k+num-1）=codeWordi34. D（q）=

13、i-1; %解码35. k=k+num;36. break;37. end38. end39. end40. end42. DI = reshape（D,rows,cols）;3、调制在MATLAB中的算法如下：1. function eth et bn = digtalmod（fs,fc,an,M,Rb,df,modType）2. Tr=fs/Rb;3. if M=24. bn = bin2decxie（an,M）;5. else 6. bn=an;8. N0=length（bn）;9. T=N0/Rb;%N个码元的传输时间10. t=0:1/fs:T-1/fs;11. for i=1:le

14、ngth（bn）12. s（i-1）*Tr+1:i*Tr）=bn（i）;14. switch modType15. case ASK116. et = s.*cos（2*pi*fc*t）; %ASK17. case FSK218. et = cos（2*pi*（fc+s*df）.*t）;%FSK19. case PSK320. et = cos（2*pi*fc*t+s*2*pi/M）;21. end22. eth=hilbert（et）;4、解调在MATLAB中的算法如下：1. function bn0 = digitaldemod（eth,fs,fc,Rb,M,modType）2. T=le

15、ngth（eth）/fs;3. t=0:4. Tr=fs/Rb;5. eth=hilbert（eth）;6. switch modType7. case 8. des = abs（eth）;9. case 10. phi=unwrap（angle（eth）;11. des=diff（phi）;12. case 13. eth=eth.*exp（-j*2*pi*fc*t）;14. des=angle（eth）;15. des（find（des-0.1）=des（find（des（b+d*（2*k-1）/2） & ddes（b+d*（2*k+1）/2）;24. bn0（index）=k;25. end26. if M=227. k=log2（M）; % 确定M进制需要多少位二进制28. A=zeros（1,k*length（bn0）;length（bn0）30. for f=1:k31. A（k*（i-1）+（k-f+1）=mod（bn0（i）,2）;32. bn0（i）=floor（bn0（i）/2）;33. end34. end35. bn0=A;36. end 课程设计成绩评定表专业： 班级： 学号： 姓名：课题名称图像通信系统设计与仿真方案、结论与改进之处指导教师评语 建议成绩： 指导教师：课程小组评定 评定成绩： 课程负责人：时间： 2013 年 月 日