小波域的SSIM及其在JPEG2000图像压缩算法中的应用研究

摘要

随着数字图像处理技术的发展，小波域的图像处理已经成为图像处理领域的重要组成部分，研究能嵌入在小波域图像处理算法中的图像质量评判方法就显得至关重要。
　　 JPEG2000图像压缩标准是基于小波变换的新一代静止图像压缩标准，与以往的压缩标准相比，其具有很多优点，如良好的低比特率压缩性能、支持图像象素和分辨率渐进传输、支持感兴趣区域编码等。但是JPEG2000以MSE作为图像失真评价标准，而MSE和主观评分相差很大，进而很大的影响了JPEG2000的压缩性能。
　　 空间域结构相似度（SSIM：Structural Similarity）具有计算简单、与主观评分相关性高等优点。本文将SSIM应用在小波域，提出了小波域结构相似度（DWTSSIM）的图像质量评价方法。并进一步将DWTSSIM引入到JPEG2000压缩编码算法中，提出了基于SSIM的JPEG2000编码方法。本文主要工作如下：
　　 1．通过对小波域图像结构特性的研究，将空间域图像质量评价方法结构相似度SSIM推广到了小波域，提出了小波域的结构相似度（DWTSSIM）。由于充分利用了小波域不同频率成分的特点，DWTSSIM取得了更好的评判结果。实验结果表明DWTSSIM比空间域的SSIM更加符合人眼的视觉特性，可以更好地评判图像质量。
　　 2．基于人眼的视觉特性，通过对小波域各频带加权提出了加权的JEPG2000压缩算法。该算法很好地保留了图像的纹理等细节，提高了压缩图像的主观质量，在各种质量评价方法上优于不加权的JPEG2000。
　　 3．基于以上的研究，提出了以SSIM作为失真评价标准的JPEG2000压缩算法。该算法以系数对图像结构的贡献量来截取码流，使压缩后的图像尽量保存原图像的结构信息。实验结果表明该算法压缩得到的图像很好的保留了图像结构信息，SSIM值较原JPEG2000有一定提高。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究意义

1.2 图像质量评价的国内外研究现状

1.2.1 主观质量评价方法

1.2.2 客观质量评价方法

1.3 静止图像编码的发展及研究现状

1.3.1 图像编码方法的种类及介绍

1.3.2 静止图像压缩标准

1.4 本文主要内容安排

第二章 JPEG2000静态图像编码标准研究

2.1 JPEG2000编码过程

2.1.1 图像预处理

2.1.2 离散小波变换

2.1.3 量化

2.1.4 EBCOT算法

2.2 仿真实验

2.3 本章小结

第三章 基于结构相似的小波域图像质量评价方法的研究

3.1 基于结构相似度的小波域图像质量评价方法思想

3.2 小波域结构相似度的算法实现

3.3 实验结果及分析

3.3.1 实验环境及评价标准

3.3.2 实验结果及分析

3.4 本章小结

第四章 基于SSIM的JPEG2000静态图像压缩算法

4.1 对各频带加权的JPEG2000图像压缩算法

4.1.1 算法思想

4.1.2 实验结果及分析

4.2 基于SSIM的JPEG2000图像压缩算法

4.2.1 算法分析

4.2.2 实验结果及分析

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢