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静止图像压缩在二维条形码PDF417存储技术中的应用

作　者: 鲁卫华
导　师: 蒋大林
学　校: 北京工业大学
专　业: 电路与系统
关键词: 静止图像压缩 JPEG标准 JPEG2000标准
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 270次
引　用: 6次
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内容摘要

随着社会信息化程度的不断深入，二维条形码PDF417作为一种崭新的信息存储、传递和自动识别技术，广泛应用于证件管理领域。由于二维条形码PDF417可以把照片或指纹等个人特征信息存入条码，有效地解决了证件的防伪问题。在二维条形码PDF417内存储信息，首先要将存储信息的容量限定在PDF417所规定的范围之内，因此对所存储信息的容量有很严格的要求。目前许多条码产品大都不能存储静止图像信息，一方面是由于条码的存储容量过小，另一方面是由于静止图像的数据量庞大。因此，必须同时具备容量较大的条码和高性能的静止图像压缩算法，才能完成在条码内存储静止图像的任务。由于PDF417条码的存储容量相对于一般的条码而言要大很多，因此寻找高性能的静止图像压缩算法是解决此问题的关键。在本人的课题研究中，要实现在二维条码PDF417内存储静止图像的任务。本文的工作就是选择高性能的静止图像压缩算法对图像进行有损压缩，并对算法进行优化和改进，以便将图像以较好的质量存储在二维条码PDF417内。由于人的头肩像易于人眼识别，所以我们选用它作为人的特征信息存入条码。 JPEG和JPEG2000被公认为当今世界最流行和最好的静止图像压缩标准。因此，本文采用了这两个标准所提供的算法分别对图像进行压缩。由于JPEG标准所提供的算法还有进一步改进的可能，所以在文中将介绍如何对JPEG标准进行算法改进，主要包括：自适应哈夫曼编码、块效应的消除；针对JPEG2000标准，将主要介绍JPEG2000标准核心算法的实现以及如何用最大位平移方法实现感兴趣区编解码。经过大量的实验证明，采用本文所提出的算法对图像进行压缩，在保证压缩图像容量符合二维条形码PDF417要求的前提下，重构图像的视觉质量也达到了较高的水平，能够满足人眼检测和识别的要求。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-19
  1.1 二维条形码PDF417  7-9
    1.1.1 PDF417条码简介  7-8
    1.1.2 PDF417条码技术在国内外的发展现状  8-9
  1.2 静止图像压缩技术  9-14
    1.2.1 图像压缩技术发展历程  9
    1.2.2 静止图像数据的冗余性  9-10
    1.2.3 静止图像压缩的国际标准  10-11
    1.2.4 静止图像编解码的基本过程  11-13
    1.2.5 静止图像编解码的技术指标  13-14
  1.3 课题研究内容  14-18
    1.3.1 课题的提出  14-15
    1.3.2 课题研究的意义  15
    1.3.3 所从事的主要研究内容  15-17
    1.3.4 论文的安排  17-18
  1.4 本章小结  18-19
第2章 JPEG标准和JPEG2000标准介绍  19-40
  2.1 关于JPEG标准  19
  2.2 JPEG标准编解码系统结构  19-20
  2.3 JPEG标准编解码基本算法  20-28
    2.3.1 离散余弦变换  20-22
    2.3.2 DCT系数的量化  22-24
    2.3.3 JPEG算法中熵编码和解码  24-28
  2.4 关于JPEG2000标准  28-29
  2.5 JPEG2000标准编解码系统结构  29-30
  2.6 JPEG2000标准编解码基本算法  30-38
    2.6.1 离散小波变换  30-34
    2.6.2 子带量化和反量化  34-35
    2.6.3 EBCOT编码算法  35-38
  2.7 JPEG标准与JPEG2000标准的比较  38-39
  2.8 本章小结  39-40
第3章基于JPEG标准的静止图像压缩算法优化  40-56
  3.1 自适应哈夫曼编码  40-46
    3.1.1 JPEG标准所推荐编码表的优点及不足  40-42
    3.1.2 自适应Huffman编码方法的实现  42-43
    3.1.3 实验结果  43-46
  3.2 块效应的消除  46-54
    3.2.1 块效应的产生及其表现  46
    3.2.2 块效应的度量  46-48
    3.2.3 块效应的仿真  48-51
    3.2.4 块效应的消除算法  51-53
    3.2.5 实验结果  53-54
  3.3 改进后的JPEG算法与原始算法的对比  54-55
  3.4 本章小结  55-56
第4章 JPEG2000标准及感兴趣区编码的实现  56-72
  4.1 JPEG2000标准的实现  56-63
    4.1.1 小波提升算法  56-59
    4.1.2 JPEG2000中的量化技术  59-61
    4.1.3 实验结果及其与其它算法实验结果的对比  61-63
  4.2 JPEG2000标准中感兴趣区编解码的实现  63-69
    4.2.1 最大位平移方法概述  64-65
    4.2.2 最大位平移方法的实现步骤  65
    4.2.3 最大位平移方法实现中的关键技术  65-67
    4.2.4 实验结果及其与其它算法实验结果的对比  67-69
  4.3 实验结果总体分析  69-71
  4.4 本章小结  71-72
第5章系统程序设计及用户界面使用说明  72-80
  5.1 系统程序流程  72-74
    5.1.1 编码系统程序流程  72-73
    5.1.2 解码系统程序流程  73-74
  5.2 用户界面的设计  74-79
    5.2.1 图像预处理用户界面介绍  74-76
    5.2.2 图像压缩编码用户界面使用说明  76-77
    5.2.3 图像压缩解码用户界面使用说明  77-79
  5.3 本章小结  79-80
总结与展望  80-82
参考文献  82-87
攻读硕士学位期间发表的学术论文  87-88
致谢  88

静止图像压缩在二维条形码PDF417存储技术中的应用

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