基于小波变换的静止图像压缩编码技术研究

摘要

随着图像应用范围和深度的不断扩大，不仅要求实现高压缩率、高保真度和快速性，还应满足诸如渐进传输等网络应用的需要。因此，图像/视频的压缩技术成为国际上热门的研究课题。 本文在对图像压缩编码理论与实际应用技术的的现状和发展趋势进行简要分析的基础上，从一定理论深度较为详细阐述了基于小波变换的静止图像压缩编码技术，重点探讨了编码器结构、编码步骤、小波基的选取以及影响压缩编码性能因素等几个关键问题。对基于图像压缩性能的小波特性进行了分析与仿真，通过仿真比较了具有相似小波特性的正交与双正交小波的压缩性能。 在基于小波变换的图像压缩方案中，嵌入式零树小波(EZW)编码能够很好地利用小波系数的特性使得输出的码流具有嵌入特性。论文在深入分析了EZW算法的原理、步骤、实现过程和优缺点的基础上，针对EZW算法计算复杂度高的缺陷，从探求算法中变换与编码同步实现的角度出发，提出了一种基于分块变换-融合的改进EZW算法。在上述理论工作的基础上，通过VC编程实现了该算法。实验结果表明，使用本算法，解码图像保持了与EZW算法相似的客观性能，但通过使用变换阶段的副产品-带峰值，可以简化零树扫描步骤，在一定程度上降低了算法执行时间，同时可实现真正意义上的子图像编码。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.3研究的目的及其意义

1.4论文的总体安排

第二章静止图像压缩编码基础

2.1数字图像压缩技术简介

2.1.1统计编码

2.1.2变换编码

2.1.3线性预测编码

2.1.4矢量量化编码

2.2 JPEG2000压缩编码标准

2.2.1 JPEG2000概述

2.2.2 JPEG2000基本系统的组成及工作原理

2.3本章小结

第三章图像的小波变换编码

3.1小波变换基础

3.1.1小波分析发展历程简介

3.1.2连续小波变换及其离散化

3.1.3多分辨分析与Mallat算法

3.1.4正交与双正交小波变换

3.1.5小波包变换

3.2小波变换图像编码的基本框架和主要方案

3.2.1小波编码的基本框架

3.2.2几种简单的小波压缩方案

3.3图像小波变换的频率特性

3.3.1系数统计分析

3.3.2小波图像特点

3.4小波变换编码的几个关键问题

3.4.1图像边界的扩展

3.4.2小波变换的级数

3.4.3小波系数的组织与编码

3.5基于图像压缩性能的小波特性分析

3.5.1正交性

3.5.2消失矩

3.5.3正则性

3.5.4幅度响应

3.5.5滤波器长度

3.5.6实验结论与分析

3.6本章小结

第四章基于分块变换—融合的改进EZW算法研究

4.1 EZW编码方法

4.1.1 EZW编码的基本思想

4.1.2 EZW算法的主要特点

4.1.3零树的表示方法

4.1.4基于逐次逼近量化(SAQ)的嵌入式编码

4.1.5 EZW算法分析

4.2基于EZW编码思想的一些改进算法

4.2.1多级树集合分裂算法

4.2.2集合分裂嵌入块编码器

4.2.3可逆嵌入小波压缩

4.2.4最优截断的嵌入式块编码

4.3基于分块变换—融合的改进EZW算法

4.3.1分块变换—融合的基本思想

4.3.2算法的基本原理和主要步骤

4.3.3一个算法压缩实例

4.3.4算法的系统设计与实现

4.3.5实验结果分析与结论

4.4本章小结

第五章结束语

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录

致谢

攻读学位期间主要的研究成果