小波圖像壓縮編碼算法及應(yīng)用研究.pdf

1、圖像壓縮編碼研究和應(yīng)用是目前信息技術(shù)中最為活躍的領(lǐng)域之一，就圖像壓縮編碼而言，要求所選擇的變換方法最好能與圖像信號的特征匹配，此外還應(yīng)從失真率要求、實現(xiàn)的復(fù)雜度以及編碼比特率等多方面來綜合考慮。小波變換方法在這幾方面都有著其它方法所不具備的優(yōu)勢。通過選擇適當(dāng)?shù)男〔ɑ?、設(shè)置合理的量化門限、運用快速算法、完善嵌入式碼流結(jié)構(gòu)就能達(dá)到這些要求，然而目前小波變換的理論還不完善，應(yīng)用算法的速度、復(fù)雜度、壓縮性能等方面都還有不少缺陷。在小波圖像編碼中

2、常用的EZW算法還存在著運算速度慢、重建質(zhì)量差等缺陷，噪聲圖像壓縮門限的選取還有不盡人意之處，利用小波進(jìn)行視頻壓縮的具體電路壓縮性能還不能令人滿意。因此基于小波圖像壓縮編碼算法及其應(yīng)用的研究就顯得十分有意義。 全文的內(nèi)容共分為六章。第一章綜合闡述了圖像壓縮編碼技術(shù)發(fā)展的兩個階段、圖像壓縮編碼的技術(shù)現(xiàn)狀、以及各種圖像壓縮編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)。同時指出小波壓縮編碼較其它編碼方法的優(yōu)勢及開展小波圖像編碼研究的意義所在。 第二章介紹了

3、小波圖像壓縮的理論基礎(chǔ)，闡述了各種小波變換、多分辯率分析、Mallat算法等圖像壓縮中常應(yīng)用的理論知識，并對圖像壓縮編碼中小波基的選擇原則進(jìn)行了研究，得出的結(jié)論是：重建濾波器小波函數(shù)的正則性對恢復(fù)圖像質(zhì)量的影響很大；在有損壓縮中，雙正交(9，7)小波具有穩(wěn)定的優(yōu)良性能。 第三章展開了對嵌入式零樹編碼算法的研究：研究了原始圖像小波分解系數(shù)的特點，并對標(biāo)準(zhǔn)的EZW算法作了分析，指出其存在的若干缺陷；針對這些缺陷，在小波系數(shù)的合理組織

4、、多門限量化電平的設(shè)置、掃描次數(shù)等方面作了相應(yīng)的研究，從理論上推導(dǎo)了不同分解尺度之間量化步長的成倍數(shù)關(guān)系?；谝陨涎芯砍晒?，在本章中還提出了一種新的嵌入式零樹編碼RMEZW算法。該算法的主要特點有：(1)根據(jù)HVS特性，對小波分解系數(shù)圖像的不同方向設(shè)置不同的量化門限；(2)根據(jù)最小化量化MSE的概念，對不同分解尺度采用不同的量化門限；(3)采用T變換對高頻系數(shù)的能量進(jìn)行集中處理；(4)最低頻子圖單獨進(jìn)行DPCM處理；(5)根據(jù)設(shè)定的門限

5、，只進(jìn)行一次零樹掃描；(6)引入多級零樹根概念，生成更多的零樹。 第四章是關(guān)于含噪圖像的消噪及壓縮研究。在本章中，對傳統(tǒng)的各種時域和頻域的消噪方法進(jìn)行了闡述，指出了它們不能同時滿足消噪和壓縮兩重功能，從而進(jìn)一步分析了利用小波進(jìn)行消噪處理的方法、閾值選取原則。在此基礎(chǔ)上，提出了一種基于貝葉斯風(fēng)險最小化準(zhǔn)則的消噪門限表達(dá)式，該門限的特點是各子圖獨立選取和表達(dá)式為顯性。一種新的小波消噪與壓縮編碼方案WT_DC也在本章中被提出，該方法的

6、特點是在消噪的同時，又能最大限度地進(jìn)行了壓縮。文章給出了含噪圖像信號噪聲水平的估計及不同尺度子圖的消噪門限估測過程。基于乘性噪聲所污染圖像與常規(guī)高斯白噪聲所污染圖像的不同，提出了運用對數(shù)變換進(jìn)行圖像預(yù)處理，從而將乘性噪聲轉(zhuǎn)化為加性噪聲的處理思路。仿真結(jié)果表明，WT_DC方法的消噪和壓縮性能良好，優(yōu)于JPEG方法。 第五章對視頻序列圖像的小波壓縮方法進(jìn)行了研究：設(shè)計了一種基于空間域運動補償?shù)男〔▓D像序列編碼方法，著重討論了運動矢量