b. Biến đổi Wavelet rời rạc 2-D
3.1NGÔN NGỮ MATLAB
Hiện nay, có rất nhiều ngôn ngữ lập trình đang được quan tâm và ứng dụng. Các ngôn ngữ lập trình như Basic, Pascal, C, Java... được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Trong số đó, Matlab là một ngôn ngữ rất mạnh được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Nó dễ dàng sử dụng hơn các ngơn ngữ khác. Matlab cho phép tính tốn số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thơng tin, thực hiện thuật tốn, tạo các giao tiếp người dùng và liên kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngơn ngữ lập trình khác. Phần mềm MATLAB cịn được trang bị thêm thư viện cho các lĩnh vực ứng dụng rất đa dạng như xử lí tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lí ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tài chính, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, sinh tin học, ... Đây là các tập hợp mã nguồn viết bằng chính MATLAB dựa theo các thuật tốn mới, hữu hiệu mà người dùng có thể chỉnh sửa hoặc bổ sung thêm các hàm mới. Với thư viện Toolbox, Matlab cho phép mơ phỏng tính tốn, thực nghiệm nhiều mơ hình trong thực tế và kỹ thuật. Chính vì các ưu điểm đó mà trong đồ án này, em quyết định chọn ngôn ngữ lập trình Matlab để mô phỏng các kĩ thuật nâng cao chất lượng và nén ảnh.
3.1.1 Sơ lược lịch sử Matlab
Matlab là từ viết tắt của "MATrix LABoratory", được phát minh vào cuối thập niên 1970 bới Cleve Moler.
Ban đầu, MATLAB được viết bởi ngôn ngữ Fortran. Cho đến 1980, nó vẫn chỉ là một bộ phận được dùng nội bộ của Đại Học Standford.
Năm 1983, Jack Little đã viết lại MATLAB bằng ngơn ngữ C và nó được xây dựng thêm các thư viện phục vụ cho thiết kế hệ thống điều khiển, hệ thống Hộp Công Cụ (Tool box), mô phỏng ... Jack xây dựng MATLAB trở thành mơ hình ngơn ngữ lập trình cơ sở ma trận (matrix-based programming language). Steve Bangert là người đã thực hiện trình thơng dịch cho MATLAB. Cơng trình này tốn gần mợt năm rưỡi. Sau này, Jack Little kết hợp với Moler và Steve Bangert quyết định đưa Matlab thành dự án thương mại - công ty The MathWorks ra đời thời gian này - năm 1984.
Phiên bản đầu tiên MATLAB 1.0 ra đời năm 1984 viết bằng C cho MS-DOS PC được phát hành đầu tiên tại IEEE Conference on Design and Control (hội nghị IEEE về thiết kế và Điều khiển) tại Las Vegas, bang Nevada Hoa Kì.
Năm 1986, MATLAB 2 ra đời trong đó hỗ trợ UNIX. Năm 1987, MATLAB 3 phát hành.
Năm 1990 Simulink 1.0 được phát hành chung với MATLAB
Năm 1992 MATLAB 4 thêm vào hỗ trợ 2-D và 3-D đồ họa màu và các ma trận truy tìm. Năm này cũng cho phát hành phiên bản MATLAB Student Edition (MATLAB ấn bản cho học sinh)
Năm 1993 MATLAB cho MS Windows ra đời. Đồng thời cơng ty này có WEB site là mathwork.com.
Năm 1995 MATLAB cho LINUX ra đời. Trình dịch MATLAB có khả năng chuyển dịch từ ngôn ngữ MATLAB sang ngôn ngữ C cũng được phát hành trong dịp này.
Năm 1996 MATLAB 5 bao gồm thêm các kiểu dữ liệu, phát triển hình ảnh hố, bộ truy sửa lỗi (debugger), và giao diện đồ họa GUI.
Năm 2002 MATLAB 6.5 phát hành, sử dụng phương pháp dịch JIT (Just in Time) và tái hỗ trợ MAC.
Năm 2004 MATLAB 7 phát hành, có khả năng chính xác đơn và kiểu nguyên, hỗ trợ hàm lồng nhau, công cụ vẽ điểm, và phát triển thuật toán tương tác.
Hiện nay, đã là phiên bản 14 với SP3 cải thiện Simulink cùng với hơn 75 sản phẩm khác.
Matlab được dùng rộng rãi trong giáo dục, phổ biến nhất trong lĩnh vực đại số tuyến tính và giải tích.
3.1.2 Đặc điểm của Matlab và các ứng dụng
MATLAB – phần mềm nổi tiếng của công ty MathWorks, là một ngôn ngữ hiệu năng cao cho tính tốn kỹ thuật như được viết trong logo của phần mềm này. Nó tích hợp tính tốn, hiển thị và lập trình trong một mơi trường dễ sử dụng. Các ứng dụng tiêu biểu của MATLAB bao gồm:
Hỗ trợ tốn học và tính tốn.
Phát triển thuật tốn.
Mơ hình, mơ phỏng.
Phân tích, khảo sát và hiển thị số liệu.
Đồ họa khoa học và kỹ thuật
Phát triển ứng dụng với các giao diện đồ họa.
Tên của phần mềm MATLAB bắt nguồn từ thuật ngữ “Matrix Laboratory”. Đầu tiên nó được viết bằng FORTRAN để cung cấp truy nhập dễ dàng tới phần mềm ma trận được phát triển bởi các dự án LINPACK và EISPACK. Sau đó nó được viết bằng ngơn ngữ C trên cơ sở các thư viện nêu trên và phát triển thêm nhiều lĩnh vực của tính tốn khoa học và các ứng dụng kỹ thuật.
Matlab là một mơi trường tính tốn số và lập trình. Matlab cho phép tính tốn số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thơng tin, thực hiện thuật tốn, tạo các giao tiếp người dùng và liên kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngơn ngữ lập trình khác. Vì vậy, Matlab là mợt ngơn ngữ rất mạnh được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Nó dễ dàng sử dụng hơn các ngơn ngữ khác như Basic, Pascal, C...
Phần mềm MATLAB cịn được trang bị thêm các ToolBox – các gói chương trình (thư viện) cho các lĩnh vực ứng dụng rất đa dạng như xử lí tín hiệu, nhận dạng hệ thống, xử lí ảnh, mạng nơ ron, logic mờ, tài chính, tối ưu hóa, phương trình đạo hàm riêng, sinh tin học, ... Đây là các tập hợp mã nguồn viết bằng chính MATLAB dựa theo các thuật tốn mới, hữu hiệu mà người dùng có thể chỉnh sửa hoặc bổ sung thêm các hàm mới. Với thư viện Toolbox, Matlab cho phép mơ phỏng tính tốn, thực nghiệm nhiều mơ hình trong thực tế và kỹ thuật.
MATLAB được thiết kế để giải các bài toán bằng số chứ khơng nhằm mục đích chính là tính tốn ký hiệu như MATHEMATICA và MAPLE. Tuy nhiên, trong MATLAB cũng có thể tính tốn ký hiệu được nhờ các hàm trong Symbolic Math ToolBox.