DPCM编码MATLAB实现Word下载.docx

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m,1）;

J1（1,1:

n）=I（1,1:

n）;

m,n）=I（1:

m,n）;

J1（m,1:

n）=I（m,1:

J2=ones（m,n）;

J2（1:

J2（1,1:

J2（m,1:

J3=ones（m,n）;

J3（1:

J3（1,1:

J3（m,1:

J4=ones（m,n）;

J4（1:

J4（1,1:

J4（m,1:

%一阶DPCM编码

fork=2:

m-1

forl=2:

n-1

J1（k,l）=I（k,l）-I（k,l-1）;

end

J1=round（J1）;

cont1=fwrite（fid1,J1,'

int8'

cc1=fclose（fid1）;

%二阶DPCM编码

J2（k,l）=I（k,l）-（I（k,l-1）/2+I（k-1,l）/2）;

J2=round（J2）;

cont2=fwrite（fid2,J2,'

cc2=fclose（fid2）;

%三阶DPCM编码

J3（k,l）=I（k,l）-（I（k,l-1）*（4/7）+I（k-1,l）*（2/7）+I（k-1,l-1）*（1/7））;

J3=round（J3）;

cont3=fwrite（fid3,J3,'

cc3=fclose（fid3）;

%四阶DPCM编码

J4（k,l）=I（k,l）-（I（k,l-1）/2+I（k-1,l）/4+I（k-1,l-1）/8+I（k-1,l+1）/8）;

J4=round（J4）;

cont4=fwrite（fid4,J4,'

cc4=fclose（fid4）;

%=====================================================================

%以上是DPCM编码的编码过程,为了使程序具有连贯性,将编码和解码放在同一个M文件目录下

%以下是DPCM解码

r'

I11=fread（fid1,cont1,'

I12=fread（fid2,cont2,'

I13=fread（fid3,cont3,'

I14=fread（fid4,cont4,'

tt=1;

forl=1:

n

fork=1:

m

I1（k,l）=I11（tt）;

tt=tt+1;

I2（k,l）=I12（tt）;

I3（k,l）=I13（tt）;

I4（k,l）=I14（tt）;

I1=double（I1）;

I2=double（I2）;

I3=double（I3）;

I4=double（I4）;

m,1）=I1（1:

n）=I1（1,1:

m,n）=I1（1:

n）=I1（m,1:

m,1）=I2（1:

n）=I2（1,1:

m,n）=I2（1:

n）=I2（m,1:

m,1）=I3（1:

n）=I3（1,1:

m,n）=I3（1:

n）=I3（m,1:

m,1）=I4（1:

n）=I4（1,1:

m,n）=I4（1:

n）=I4（m,1:

%一阶解码

J1（k,l）=I1（k,l）+J1（k,l-1）;

J1=uint8（J1）;

%二阶解码

J2（k,l）=I2（k,l）+（J2（k,l-1）/2+J2（k-1,l）/2）;

J2=uint8（J2）;

%三阶解码

J3（k,l）=I3（k,l）+（J3（k,l-1）*（4/7）+J3（k-1,l）*（2/7）+J3（k-1,l-1）*（1/7））;

J3=uint8（J3）;

%四阶解码

J4（k,l）=I4（k,l）+（J4（k,l-1）/2+J4（k-1,l）/4+J4（k-1,l-1）/8+J4（k-1,l+1）/8）;

J4=uint8（J4）;

%分区画图

figure

（1）

subplot（3,2,1）;

imshow（I03）;

%隐藏坐标轴和边框,以免坐标轴与标题重叠

axisoff

boxoff

title（'

原始图像'

fontsize'

11,'

fontname'

隶体'

subplot（3,2,2）;

imshow（I02）;

灰度图像'

subplot（3,2,3）;

imshow（J1）;

一阶预测'

subplot（3,2,4）;

imshow（J2）;

二阶预测'

subplot（3,2,5）;

imshow（J3）;

三阶预测'

subplot（3,2,6）;

imshow（J4）;

四阶预测'

%学会DPCM编码必须彻底了解DPCM编码原理

%DPCM编码是数字图形处理的一项应用

%Removingallvariables,functions,andMEX-filesfrommemory,leavingthe%workspaceempty.

clearall

%Deletingallfigureswhosehandlesarenothidden.

closeall

%Deletingallfiguresincludingthosewithhiddenhandles.

closeallhidden

%ClearingallinputandoutputfromtheCommandWindowdisplaygivingusacleanscreen.clc

%Openingthefile'

TEOTH.mp3'

inthereadaccessmode.

fid=fopen（'

%Generatingtheinputsignal'

m（t）'

byreadingthebinarydatain16bit

%integerformatfromthespecifiedfileandwritingitintoamatrix

%'

andthenumberofelementssuccessfullyreadisreturnedintoan

%outputargument'

count'

.

[m,count]=fread（fid,'

int16'

%Redefiningthecountforefficiency.

count=8500;

%Settingthesamplingfrequency.

%becausetheaudiosignalhasamaximumfrequencyof4Kandaccordingto

%Nyquistcriteria,wegetthefollowingsamplingfrequency.

Fs=8000;

%Settingthesamplinginstant.

Ts=1;

%Settingthenumberofsamplestobeused.

No_Samples=（2*Fs）+Ts;

%Definethetimevectorforthecalculations.

time=[1:

Fs/64];

%Calculatingmaximumvalueoftheinputsignal'

Mp=max（m）

%Settingnumberofbitsinasymbol.

bits=5;

%Numberoflevelsofuniformquantization.

levels=2^bits;

%Calculatingthebitrate.

bit_rate=8000*bits;

%SincetheDPCMisimplementedbythelinearpredictor（transversal%predictor）Hencesettingupthepredictioncoefficient'

alpha'

alpha=0.45;

%Transmittingthedifference.

%Sincethereisnoestimatedvaluebeforethefirstsamplesowegetdiff_sig

（1）=m

（1）;

%Calculatingtherestofthevaluesofthedifferencesignalwiththehelp%ofcoefficient.

fork=2:

count,

diff_sig（k）=m（k）-alpha*m（k-1）;

diff_sig（t）'

i.e,tobe

%quantized.

Dp=max（diff_sig）

%Calculatingthestepsizeofthequantization.

step_size=（2*Mp）/levels

%Quantizingthedifferencesignal.

fork=1:

No_Samples,

samp_in（k）=m（k*Ts）;

quant_in（k）=samp_in（k）/step_size;

error（k）=（samp_in（k）-quant_in（k））/No_Samples;

%quant_in=diff_sig/step_size;

%Indicatingthesignoftheinputsignal'

andcalculatingthe%quantizedsignal'

quant_out'

signS=sign（m）;

quant_out=quant_in;

fori=1:

S（i）=abs（quant_in（i））+0.5;

quant_out（i）=signS（i）*round（S（i））*step_size;

%Decodingthesignalusingthequantizeddifferencesignal.

s_out=quant_out;

s_out

（1）=quant_out

（1）;

s_out（k）=quant_out（k）+alpha*s_out（k-1）;

%Calculatingthequantizationnoise'

Nq'

Nq=（（（step_size）^2）/12）*（（Mp/Dp）^2）

%Calculatingsignaltonoiseratio'

SNR'

SNR=1.5*（levels^2）

SNR_db=10*log10（SNR）

%Plottingtheinputsignal'

%figure;

subplot（4,1,1）;

plot（time,m（time）,time,s_out（time）,'

InputSpeechSignal'

xlabel（'

Time'

ylabel（'

gridon;

%Plottingthequantizedsignal'

quant_in（t）'

subplot（4,1,2）;

stem（time,quant_in（time）,'

QuantizedSpeechSignal'

Levels'

%PlottingtheDPCMsignal'

s_out（t）'

subplot（4,1,3）;

plot（time,s_out（time））;

DecodedDPCMSpeechSignal'

Dq（t）'

%Plottingtheerrorsignal'

error（t）'

subplot（4,1,4）;

plot（time,error（time））;

ErrorSignal'

Error（t）'

%Solicitatipodese馻lamuestrear

opcion=input（'

Escriba1siquierecodificarse馻ldeaudioo2siquierecodificarotra:

'

）

%abrese馻lseleccionadaporelusuario

ifopcion==1;

t_input=input（'

escribaeltiempoensegundosquedeseegrabarelaudio:

m=wavrecord（t_input*30000,30000,'

%fid=fopen（'

sonido.wav'

%m=fread（fid,'

ini_cuenta=10;

ifopcion==2;

t=input（'

escribaelvectordetiempoparalase馻l:

m=input（'

escribalase馻lquedeseecodificarf（t）:

ini_cuenta=2;

%Solicitafrecuenciademuestreoynivelesdecuantizacion

Fs=input（'

escribalafrecuenciademuestreo:

levels=input（'

escribalosnivelesdecuantizacion:

Mp=max（m）%Calculaelnivelm醲imodelase馻l

step_size=（Mp*2）/levels%Incrementoentrecadaniveldecuant

particion=[-Mp:

step_size:

Mp];

%vectordeparticion（cuant）

%particion=[0:

2*Mp];

longitud_m=length（m）;

inc_muestreo=longitud_m/Fs;

red_inc_muestreo=floor（inc_muestreo）;

No_samples=（red_inc_muestreo*Fs）+1;

%Numerodemuestras,

%Muestreo

fork=ini_cuenta:

No_samples

ifk==ini_cuenta

samp_in（k-1）=0;

ind_pcm=1

residuo=rem（k,red_inc_muestreo）;

ifresiduo==0

samp_in（k）=m（k）;

elseifresiduo~=0

samp_in（k）=samp_in（k-1）;

%Cuantizacion

quant=quantiz（samp_in,particion）;

pcm_cad=dec2bin（quant）

ind_pcm=1;

%GeneracodigobinariodePCM

forh=ini_cuenta:

residuo=rem（h,red_inc_muestreo）;

PCM（ind_pcm）=str2num（pcm_cad（h,:

））;

ind_pcm=ind_pcm+1;

subplot（2,2,1）;

plot（m）;

title（'

se馻lanal骻ica'

xlabel（'

tiempo'

ylabel（'

amplitud'

subplot（2,2,2）;

stairs（samp_in）;

se馻lmuestreada'

subplot（2,2,3）;

plot（quant）;

se馻lcuantizada'

nivelesdecuantizacion'

DPCM预测编码的MATLAB原代码:

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DPCM预测编码原代码:

i1=imread（'

3.jpg'

i1=rgb2gray（i1）;

i1=imcrop（i1,[2020160160]）;

i=double（i1）;

[m,n]=size（i）;

p=zeros（m,n）;

y=zeros（m,n）;

y（1:

m,1）=i（1:

p（1: