基于提升格式的圖像壓縮方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代信息社會(huì)對(duì)通信、信號(hào)處理業(yè)務(wù)要求的不斷增長(zhǎng)，特別是圖像和視頻信號(hào)應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)圖像壓縮算法的效率提出了更高的要求。JPEG2000圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)，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(diǎn)和流行趨勢(shì)。 總體概括起來(lái)，本文的主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)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(diǎn)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(jìn)一步提高了提升格式的計(jì)算速度。本文設(shè)計(jì)了一種基于翻轉(zhuǎn)形式的遞歸結(jié)構(gòu)(FRA)，實(shí)現(xiàn)了多級(jí)離散小波變換。FRA結(jié)構(gòu)通過(guò)遞歸地把所以分辨率級(jí)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(gè)系數(shù)的量化方法。這樣，提出的這種結(jié)構(gòu)與一些文獻(xiàn)上的

3、方法相比，更簡(jiǎn)單，更規(guī)則，更容易擴(kuò)展。 (3)對(duì)最近幾年來(lái)靜止圖像壓縮領(lǐng)域的算法進(jìn)行分析研究，重點(diǎn)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(jìn)的EBCOT圖像編碼算法，該算法進(jìn)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(jī)(SVM)的圖像壓縮方法。壓縮過(guò)程分三個(gè)步驟：首先對(duì)圖像進(jìn)行四級(jí)

4、提升小波變換，這里采用提升格式是因?yàn)樗炔捎脗鹘y(tǒng)的Mallat算法的計(jì)算速度快；其次對(duì)變換后的小波系數(shù)用SPIHT的繼承樹(shù)進(jìn)行重新排序；然后用回歸支持向量機(jī)提取支持向量；最后對(duì)壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)編碼。圖像的解壓縮過(guò)程是上面4個(gè)步驟的逆過(guò)程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提出的方法與常用的JPEG2000相比，當(dāng)壓縮比較高時(shí)有很好的性能。 (5)為了實(shí)現(xiàn)DPCM格式的漸進(jìn)圖像傳輸，提出了一種基于DPCM的從有損到無(wú)損的漸進(jìn)圖像壓縮和編碼格式。

5、這一方法分為兩個(gè)階段。第一個(gè)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(cè)時(shí)提出了一種基于馬爾可夫模型的自適應(yīng)預(yù)測(cè)方法。第二個(gè)階段是對(duì)量化誤差的漸進(jìn)傳輸階段，它使得上一階段得到的低分辨率圖像被漸進(jìn)地完善。即首先對(duì)量化誤差實(shí)施小波變換，然后根據(jù)量化誤差的局部頻率特性，用簡(jiǎn)單的規(guī)則把小波變換后的系數(shù)進(jìn)行分組，最后使得漸進(jìn)圖像傳輸成為可能。本文第七章的實(shí)驗(yàn)證明了上述觀點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由于使用了馬爾可夫模型和小波變換，