图像通信系统设计与仿真课程设计

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1、 I 目录 目录 摘要 第一章 图像通信系统的概述 . 1 1.1 图像通信通信课程设计的任务与要求 1 1.1.1 设计任务 . 1 1.1.2 设计要求 . 1 1.2 图像通信通信课程设计流程 1 第二章 图像的编码与解码 2 2.1 哈弗曼编码的原理. 2 2.2 哈弗曼解码的原理 2 第三章 数字信号的调制与解调 . 3 3.1 数字信号的调制 . 3 3.1.1 调制的概念及分类 . 3 3.1.2 调制的原理 . 3 3.2 数字信号的解调 . 4 3.2.1 解调的概念 . 4 3.2.2 解调的原理 . 4 第四章 图形用户界面的设计与制作 6 4.1 图形用户界面 GUI

2、的概述 6 4.2 图形用户界面（GUI）的设计与制作 6 第五章 总结 7 参考文献 8 附录 1 哈弗曼编码解码在 MATLAB 中的算法 9 II 摘要摘要 利用 MATLAB 对图像进行哈弗曼编码，将数字化后的图像进行数字调制， 已调后的信号可以传输和交换，到达接收端，经解调和解码还原成图像，从而完 成了图像信号传送和接收。利用图形用户界面(GUI)，通过窗口、菜单、按键等 方式来方便地对本次课程设计的图像通信进行操作，观察。本文通过对图像进行 哈弗曼编码，对比 ASK,FSK,PSK 三种调制方式进行传输，利用相干解调方式， 然后再进行哈弗曼解码，在图形用户界面上实现图像通信操作仿真

3、。 关键字：关键字：huffman编码解码,调制解调,图形用户界面 第 1 页 第一章第一章 图像通信系统的概述图像通信系统的概述 1.1 图像通信通信课程设计的任务与要求 1.1.1 设计任务 1) 学习并掌握图像通信的基本原理，学会利用仿真的手段对于实用通信系统的 基本理论，基本算法进行实际验证； 2) 学习通信系统仿真软件 MATLAB 的基本使用方法，解决实际系统出现的问题； 3) 通过 MATLAB 进行仿真，并制作图形用户界面(GUI)加深对图像通信系统理论 的理解； 1.1.2 设计要求 1) 编码：读入一幅图像，对图像进行哈弗曼编码； 2) 调制：采用振幅键控(ASK） ，相移

4、键控（PSK） ，频移键控（FSK）三种方式对编 码后产生的数字信号进行调制； 3) 解调：采用相干解调方式； 4) 解码：哈弗曼解码输出原图像； 1.2 图像通信通信课程设计流程 根据系统设计的任务要求， 确定该系统的设计流程方框图， 如图 1.1 所示。 图 1.1 图像的设计流程方框图 第 2 页 第二章第二章 图像的编码与解码图像的编码与解码 2.1 哈弗曼编码的原理 基于哈夫曼编码图像压缩的基本原理是在对数据进行编码时可以对那些经 常出现的数据指定较少的位数表示,而那些不常出现的数据指定较多的位数表示, 每个数据的代码各不相同,这是一种典型的无损编码方式。这些代码都是二进制 码,且码

5、字长度是不均匀的、平均码率可以接近信息源熵值的一种编码。 哈夫曼 编码是一种常用的压缩编码算法,采用变长码编码,属于无损压缩算法的一种。 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: 扫描统计像素出现的概率并按大小排列； 建立最优二叉树; 哈夫曼编码; 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

6、告解压过程完成了。 第 3 页 第三章第三章 数字信号的调制与解调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（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：tnTtgate cs n n cos)()( MASK 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 PM 1