小波理论及其在图象压缩和数字水印中的应用

摘要

对小波理论及其应用的研究是一个十分有意义的课题.本论文主要研究滤波长度有限的双正交多尺度分析的构造和基于小波交换的图象压缩\图象隐形水印技术.主要贡献有:1.分别研究了所有滤波长度为4和5的双正交多尺度分析(MRA)的构造.求出了构成双正交MRAs的滤波系数所在的范围,分析了此范围内滤波系数构成的尺度函数的正则性别.2.提出了一种与图象本身无关的熵编码方法去消除金字塔格型矢量量化(PLVQ)的输出冗余;同时也提出了由格点输出索引和由索引输出格点的快速算法;而且还根据异传输模式(ATM)的特点.选择了传输的优先级.3.利用D<,4>格将PLVQ和性能优异的零树(ZR)编码结合起来,采用改进的零树编码处理零格点,并从下向上、人上向下两次扫描重要图,降低了零树算法的计算复杂度.实验结果证实了该算法优于传统的基于游长的熵编码.4.根据人体视觉系统(HVS)的特点,提出了一种固定码率压缩算法.5.提出了一种优化小波块量化矩阵的算法.6.根据小波图象系数的分布特点和对小波系数振幅的定性、定量分析,分别提出了基于离散二进小波变换(DDWT)和基于离散多进小波变换(MDWT)的瓣的图象隐形水印嵌入对策;同时指出,水印嵌入到小波图象低频系数和高频系数需要用不同的嵌入公式.7.提出了一个基于DDWT的自适应水印算法.8.提出了一个嵌入有意义字符串的图象隐形水印算法.9.提出了一个基于MDWT并把HVS的掩蔽特性结合到水印编码过程的自适应水印算法;并比较了DDWT域与MDWT域水印的稳健性能.

目录

文摘

英文文摘

第一章引言

第一章小波分析基本理论

2.1从Fourier分析到小波分析

2.1.1 Fourier分析

2.1.2 Gabor变换

2.1.3小波变换

2.2多尺度分析(MRA)

2.2.1多尺度分析的定义

2.2.2 Mallat算法---信号的离散小波变换(DWT)及其逆变换

参考文献

第三章双正交多尺度分析的构造

3.1引言

3.2记号及基本定理

3.3长度为4的双正交MRAs的构造

3.3.1长度为4的双正交MRAs的构造

3.3.2长度为4的正交MRAs的构造

3.4长度为5的双正交MRAs的构造

3.4.1长度为5的双正交MRAs的构造

3.4.2长度为5的对称双正交MRAs的构造

3.5关于正则性的讨论

3.6例子

3.6.1几个尺度函数图形

3.6.2几个不同尺度函数在图象压缩中的性能比较

3.7结论

参考文献

第四章基于小波变换的图象压缩

4.1图象压缩

4.1.1引言

4.2小波图象压缩的研究进展

4.2.1引言

4.2.2图象的小波分解

4.2.3小波变换用于图象压缩时需要考虑的问题

4.2.4量化与编码

4.2.5 MPEG 4的静止图象压缩和JPEG 2000

4.3基于金字塔格型矢量量化的多尺度图象编码

4.3.1引言

4.3.2金字塔格型矢量量化

4.3.3小波图象的编码

4.3.4实验结果

4.3.5传输的优化级

4.4基于零树、金字塔格型矢量量化的小波图象编码

4.4.1引言

4.4.2小波图象系数的分布特点、零树的概念

4.4.3小波图象的编码

4.4.4结果

4.5一种基于HVS的固定码率压缩算法

4.5.1引言

4.5.2小波变换和小波块

4.5.3比特分配和量化矩阵

4.5.4确定量化因子、编码

4.5.5实验仿真

4.6一种优化小波块量化矩阵的算法

4.6.1引言

4.6.2基于HVS的权值控制

4.6.3整体熵和量化噪声分析

4.6.4优化量化矩阵Q的算法

4.6.5编码和实验仿真

4.7结论

参考文献

第五章基于小波变换的图象隐形水印

5.1图象隐形水印综述

5.1.1引言

5.1.2数字水印的一般原理

5.1.3图象隐形水印的研究现状

5.1.4水印的攻击问题

5.2 DWT域图象水印的嵌入对策和嵌入公式

5.2.1引言

5.2.2小波变换

5.2.3 DWT域嵌入对策

5.2.4嵌入公式

5.3基于HVS的自适应水印算法

5.3.1引言

5.3.2自适应水印算法

5.3.3实验结果

5.4一种盲检测的有意义图象水印算法

5.4.1引言

5.4.2字符串的数据隐藏

5.4.3字符串的数据检测

5.4.4图象的隐藏和检测

5.4.5实验

5.5.1引言

5.5.2多进制小波

5.5.3 MDWT域嵌入对策

5.5.4基于HVS的自适应水印算法

5.5.5实验结果

5.5.6 DDWT和MDWT域嵌入水印稳健性比较

5.6结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

致谢