基于多尺度幾何分析的小波變換壓縮編碼算法研究.pdf

1、近幾十年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)字圖像在質(zhì)量、大小等方面提出了更高的要求，數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)量快速增長(zhǎng)，給數(shù)字圖像的存儲(chǔ)和傳輸造成了很大的困難。為了滿足各種應(yīng)用的需要，進(jìn)行圖像壓縮是十分必要的。圖像的紋理、輪廓等細(xì)節(jié)包含了大量有用信息。不同類(lèi)型的圖像的紋理、輪廓細(xì)節(jié)信息不同，如何能夠最大限度地保存有用信息已經(jīng)成為了數(shù)字圖像壓縮編碼研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向之一。本文的研究就是針對(duì)這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)的。
　　 小波變換在圖像壓縮方面獲

2、得了巨大成功，但是由于其理論固有的局限性，使得其對(duì)高維空間數(shù)據(jù)的紋理細(xì)節(jié)信息表示能力有限。本文詳細(xì)介紹了小波變換的基本原理，并對(duì)小波變換的特點(diǎn)進(jìn)行了深入分析。在小波變換理論基礎(chǔ)上，多尺度幾何分析理論獲得了發(fā)展，已經(jīng)成為了數(shù)字圖像壓縮編碼研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向。多尺度幾何分析方法具有各向異性特征，能夠有效地表示高維數(shù)據(jù)空間中的線奇異和面奇異。本文介紹了目前較有效的多尺度幾何分析工具Contourlet變換。Contourlet變換是一種“真正

3、”意義上的二維圖像稀疏表示法，能夠很好的表征圖像的各向奇異性，在圖像處理中獲得了很好的效果。Contourlet變換采用了“雙重濾波器組”結(jié)構(gòu)，首先采用拉普拉斯金字塔變換(LP)對(duì)圖像進(jìn)行多分辨率分析，然后方向?yàn)V波器組進(jìn)行多方向分解。由于LP分解是一個(gè)冗余分解，因此Contourlet變換并不適用于圖像壓縮。針對(duì)這一缺陷，一種新的多尺度幾何分析工具WBCT被提出，WBCT采用了小波分解和方向?yàn)V波器相結(jié)合的方法，是一種無(wú)冗余的變換。然后，

4、本文介紹了兩種比較經(jīng)典的嵌入式編碼方法：嵌入式零樹(shù)小波編碼算法(EZW)和在其基礎(chǔ)上提出的多級(jí)樹(shù)集合分裂算法(SPIHT)。
　　 基于WBCT方向分解后系數(shù)特點(diǎn)，采用SPIHT編碼，能夠有效地保留圖像中的細(xì)節(jié)，對(duì)紋理細(xì)節(jié)信息豐富的圖像壓縮效果很好，但是對(duì)于紋理細(xì)節(jié)信息較少的圖像進(jìn)行多方向分解反而會(huì)降低解碼圖像效果。因此，本文提出了平滑度的概念，并依據(jù)平滑度對(duì)小波子帶進(jìn)行方向分解。依據(jù)本文算法方向分解的系數(shù)結(jié)構(gòu)，對(duì)SPIHT編碼