基于纯二维全相位滤波器组的静态图像编码实现

摘要

JPEG2000是新一代的静态图像压缩标准，图像压缩性能卓越、灵活性高，在众多领域有着广泛的应用前景。然而，标准中的变换编码采用的行列分离式小波变换，频域分解不符合人眼视觉特征，因而不能够有效地降低视觉冗余度，影响了压缩特性的提高。
　　 本文以提高静态图像压缩质量为目的，以变换编码采用纯二维全相位滤波器组提升格式实现小波变换，熵编码采用位平面编码和MQ算术编码为方法，参照JPEG2000中编码系统的构架，进行了一种结合现代各种前沿图像编码技术的全新静态图像编码系统的探索性研究。
　　 纯二维全相位滤波器组提升格式实现小波变换，结构简单，编码速度快。其频域分解符合人眼视觉特征，能够有效降低视觉冗余度，提高压缩特性。结合位平面编码和MQ算术编码，能够很好的压缩图像，生成码流。
　　 实验表明，基于纯二维全相位滤波器组的静态图像编码有良好的压缩性能。若在量化方案和MQ算术编码中状态迁移的概率估计等方面进一步完善，能够更大程度地提高压缩质量。

目录

文摘

英文文摘

声明

学位论文的主要创新点

第一章 绪论

1.1 论文研究的背景

1.2 论文研究的主要内容

1.3 论文研究的主要意义

1.4 论文工作安排

第二章 图像预处理与分割

2.1 DC层进

2.2 分量变换

2.3 填充块分割

2.4 分辨率层次的划分与子带分解

2.5 对分辨率层次中子区的划分

2.6 对子区中代码块的划分

2.7 本章小结

第三章 JPEG2000标准中的小波变换

3.1 基本结构

3.2 滤波器组的选择

3.3 一维信号的周期性对称延拓

3.4 基于提升格式的一维小波变换

3.5 JPEG2000小波分解子带的时域和频域关系

3.6 JPEG2000小波分解和重构实验

3.7 本章小结

第四章 纯二维全相位滤波器组及其提升格式

4.1 一维全相位列率滤波器

4.1.1 一维全相位数据空间

4.1.2 一维全相位列率滤波

4.2 二维全相位列率滤波器

4.2.1 二维全相位数据空间

4.3 纯二维全相位滤波器组及其提升格式

4.3.1 二维离散信号采样格式

4.3.2 纯二维全相位滤波器组

4.3.3 纯二维全相位滤波器组的提升格式实现

4.4 纯二维全相位的子带分解的时域和频域关系

4.5 纯二维全相位子带分解与重构实验

4.6 本章小结

第五章 位平面编码

5.1 量化

5.2 位平面编码

5.2.1 位平面的构成

5.2.2 扫描顺序

5.2.3 显著性

5.2.4 术语表示

5.2.5 邻域关系

5.2.6 四种编码原语

5.2.7 三种编码通道

5.3 位平面解码

5.4 位平面编解码实验

5.5 本章小结

第六章 MQ算术编码

6.1 算术编码原理

6.2 上下文索引和MPS的初始化

6.3 概率估计的状态迁移

6.4 MO编码器的算法实现

6.4.1 寄存器的结构

6.4.2 编码器主流程

6.4.3 编码器初始化

6.4.4 MPS编码

6.4.5 LPS编码

6.4.6 编码器重新归一化

6.4.7 字节输出

6.4.8 编码器的终结

6.5 MQ解码器的算法实现

6.5.1 寄存器的结构

6.5.2 解码器主流程

6.5.3 解码器的初始化

6.5.4 压缩数据的输入

6.5.5 LPS状态交换

6.5.6 MPS状态交换

6.5.7 解码器的重新归一化

6.6 MQ算术编解码实验

6.7 本章小结

第七章 实验比较与结果分析

7.1 实验设备及平台

7.2 图像压缩质量的评价指标

7.2.1 图像压缩的评价

7.2.2 图像质量的评价

7.3 实验数据及结果比较

7.4 实验结论分析

7.5 本章小结

第八章 总结与展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

谢辞