基于提升格式的圖像壓縮方法研究與實現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代信息社會對通信、信號處理業(yè)務(wù)要求的不斷增長，特別是圖像和視頻信號應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，對圖像壓縮算法的效率提出了更高的要求。JPEG2000圖像編碼標準的出臺，意味著以第二代小波變換——基于提升格式的小波變換為基礎(chǔ)的圖像編碼方法己經(jīng)成為研究的熱點和流行趨勢。 總體概括起來，本文的主要研究工作和創(chuàng)新點體現(xiàn)在以下幾個方面： (1)介紹了小波變換的基本理論，多分辨分析的概念以及小波分解和重構(gòu)的快速算法——Mallat算法。提

2、升格式是第二代小波變換的核心，本文的重點是研究了第二代小波變換的基本理論及其在圖像壓縮上的應(yīng)用。 (2)翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)進一步提高了提升格式的計算速度。本文設(shè)計了一種基于翻轉(zhuǎn)形式的遞歸結(jié)構(gòu)(FRA)，實現(xiàn)了多級離散小波變換。FRA結(jié)構(gòu)通過遞歸地把所以分辨率級別的小波變換都折疊到一套硬件里，得到了較高的硬件利用率。此外，為了改善性能，提高硬件資源和速度以及降低耗電量，還研究了翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的6個系數(shù)的量化方法。這樣，提出的這種結(jié)構(gòu)與一些文獻上的

3、方法相比，更簡單，更規(guī)則，更容易擴展。 (3)對最近幾年來靜止圖像壓縮領(lǐng)域的算法進行分析研究，重點分析了基于小波變換的一系列嵌入式靜止圖像壓縮算法，如EZW、SPIHT、EBCOT。并在EBCOT算法的基礎(chǔ)上，介紹了改進的EBCOT圖像編碼算法，該算法進一步提高了圖像編碼效率。 (4)為了在較高的壓縮比上獲得很好的壓縮性能，提出了一種基于小波變換和支持向量機(SVM)的圖像壓縮方法。壓縮過程分三個步驟：首先對圖像進行四級

4、提升小波變換，這里采用提升格式是因為它比采用傳統(tǒng)的Mallat算法的計算速度快；其次對變換后的小波系數(shù)用SPIHT的繼承樹進行重新排序；然后用回歸支持向量機提取支持向量；最后對壓縮后的數(shù)據(jù)進行算術(shù)編碼。圖像的解壓縮過程是上面4個步驟的逆過程。實驗結(jié)果表明，所提出的方法與常用的JPEG2000相比，當壓縮比較高時有很好的性能。 (5)為了實現(xiàn)DPCM格式的漸進圖像傳輸，提出了一種基于DPCM的從有損到無損的漸進圖像壓縮和編碼格式。

5、這一方法分為兩個階段。第一個階段是使用傳統(tǒng)的DPCM算法得到低分辨率的近似圖像。其中在DPCM預(yù)測時提出了一種基于馬爾可夫模型的自適應(yīng)預(yù)測方法。第二個階段是對量化誤差的漸進傳輸階段，它使得上一階段得到的低分辨率圖像被漸進地完善。即首先對量化誤差實施小波變換，然后根據(jù)量化誤差的局部頻率特性，用簡單的規(guī)則把小波變換后的系數(shù)進行分組，最后使得漸進圖像傳輸成為可能。本文第七章的實驗證明了上述觀點。實驗結(jié)果表明，由于使用了馬爾可夫模型和小波變換，