MATLAB实现的渐进式JPEG图像压缩重建算法

资 源 简 介

本项目采用MATLAB完整实现了JPEG标准的图像压缩编码与解码流程，支持彩色/灰度图像处理，包含DCT变换、量化、熵编码等核心模块。提供可调节的压缩质量参数，实现从高质量到高压缩率的灵活控制。

详 情 说 明

基于JPEG标准的渐进式图像压缩与重建 MATLAB 算法实现

项目介绍

本项目采用MATLAB编程语言，完整实现了符合JPEG国际标准的图像压缩与重建算法。通过对输入的原始图像进行离散余弦变换、量化处理和熵编码，生成高压缩比的二进制数据；解码端则执行逆过程，还原出视觉效果良好的重建图像。项目特别设计了可调节的压缩质量参数，使用户能够在图像质量与压缩效率之间进行灵活权衡，并提供了客观的质量评估指标用于算法性能分析。

功能特性

• 完整JPEG流程：实现包括色彩空间转换、分块DCT、量化、Zig-Zag扫描、熵编码在内的完整编码链，以及对应的解码重建流程。
• 多格式输入支持：支持JPEG、PNG、BMP等多种常见格式的图像文件读取。
• 彩色/灰度处理：自动适配并处理单通道灰度图像或三通道RGB彩色图像。
• 智能尺寸适配：自动处理非8×8整数倍尺寸的图像，通过边缘填充确保算法正确执行。
• 可调压缩质量：提供0-100范围内的质量因子设置，直观控制压缩强度。
• 综合性能评估：输出压缩比、峰值信噪比(PSNR)、文件大小变化等关键指标，生成质量分析报告。
• 结果可视化：并排显示原始图像与重建图像的对比图，便于直观比较。

使用方法

1. 准备图像：将待压缩的图像文件置于项目数据目录或指定路径。
2. 设置参数：在main.m脚本中或通过函数接口，设置输入图像路径、输出文件路径及压缩质量因子等参数。
3. 执行压缩：运行主程序main.m，系统将自动完成压缩编码、解码重建及质量评估全流程。
4. 查看结果：程序运行结束后，将在指定输出目录生成压缩数据文件、重建图像文件以及包含性能指标的质量报告文本文件。对比可视化图像将自动弹出显示。

系统要求

• 操作系统：Windows / Linux / macOS
• MATLAB版本：R2016b或更高版本
• 必要工具箱：Image Processing Toolbox

文件说明

主程序文件作为项目的总控入口与执行枢纽，其内部逻辑依次整合并调度了图像预处理、色彩空间转换、分块处理、正向离散余弦变换、量化、熵编码、二进制文件生成等编码器功能模块，以及对应的文件读取、熵解码、反量化、逆离散余弦变换、色彩空间逆转换、图像后处理等解码器功能模块。同时，该文件还负责控制整个流程的时序，调用质量评估函数计算性能指标，并最终生成包含可视化对比结果与文本报告的输出文件。