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基于整数小波变换的无人机侦查图像的压缩

作　者: 逯仁虎
导　师: 黄金杰
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 图像压缩 侦查图像 整数提升小波 分层树集合分裂算法 差分脉冲调制编码
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


随着数字图像技术的迅速发展,无人机侦查图像数据量随之日益庞大,给图像的存储和传输带来许多问题。由于侦查图像的空间冗余较小,容量大,细节丰富,采用传统的压缩方法都存在不同程度的局限性,而小波变换技术因其良好的时域和频域局部化特性、多分辨率分析特性和与人类视觉系统相吻合的特性,在图像压缩领域得到了广泛的应用。首先论述了无人机侦察图像数据压缩的必要性和可行性,并对图像编码的主要方法、图像编码性能的评价标准进行了详细介绍；其次对小波变换理论进行了比较全面的阐述,然后通过分析传统小波的不足,引入了构造第二代小波的提升方案,并介绍了可以实现最优压缩的9／7整数小波变换。最后在分析SPIHT算法的基础上,针对SPIHT在编码过程中,消耗大量内存,压缩比不是很高的缺点上,提出了基于改进的无损差分脉冲编码调制(DPCM)、提升后的整数小波变换和改进后的SPIHT编码算法相结合的改进混合编码算法。首先以压缩效果为准则,以侦查图像为标准训练图像,以压缩比、峰值信噪比为参数来确定最优的小波基。对侦查图像先进行DPCM编码,得到差值图像,然后以9／7整数提升小波对差值图像进行分解,最后对整个变换后的子带进行改进后的SPIHT编码。该方案采用MATLAB进行编程实现,从PSNR、CPU耗时、压缩比和人眼视觉效果等参数下对改进的混合方案进行仿真实现,仿真结果表明：改进混合算法在相同的比特率下PSNR优于SPIHT算法,特别是对低比特率情况下的图像恢复质量有明显的改善。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-14
  1.1 课题研究的背景及意义  10-11
    1.1.1 无人机发展概述  10-11
    1.1.2 无人机侦查图像的压缩  11
  1.2 图像压缩编码技术发展现状  11-12
  1.3 本文的主要工作和章节安排  12-14
第2章 数字图像压缩编码技术概况  14-19
  2.1 图像压缩编码的基本原理  14-15
  2.2 图像编码技术的分类和方法  15-16
    2.2.1 有损压缩编码  15
    2.2.2 无损压缩编码  15-16
  2.3 图像压缩编码技术的评价  16-18
    2.3.1 压缩比  16-17
    2.3.2 保真度准则  17-18
    2.3.3 压缩和解压缩速度  18
  2.4 本章小结  18-19
第3章 基于提升算法的整数小波变换编码算法  19-34
  3.1 小波变换的基本原理  19-23
    3.1.1 短傅里叶变换  19
    3.1.2 连续小波变换  19-20
    3.1.3 离散定义小波变换  20-21
    3.1.4 多分辨率分析与Mallat算法  21-23
  3.2 第二代小波分析理论  23-26
    3.2.1 第二代小波变换简介  23-24
    3.2.2 提升方案的基本原理  24-25
    3.2.3 提升小波方案的优点  25-26
  3.3 基于提升算法的整数小波变换编码算法  26-33
    3.3.1 整数小波变换提升的基本原理  26-28
    3.3.2 算法的结构描述  28-30
    3.3.3 实验结果及其分析  30-33
  3.4 本章小结  33-34
第4章 基于改进SPIHT的侦查图像编码算法  34-46
  4.1 嵌入式零树编码算法  34-37
    4.1.1 嵌入式零树小波编码算法(EZW)  34-36
    4.1.2 多级树集合分裂算法(SPIHT)  36-37
  4.2 基于改进SPIHT侦查图像编码算法研究  37-44
    4.2.1 改进的SPIHT编码算法描述  37-38
    4.2.2 改进算法的原理框图  38-39
    4.2.3 实验结果与分析  39-44
  4.3 本章小结  44-46
第5章 基于侦查图像的改进型混合编码算法  46-56
  5.1 改进混合编码算法描述  46-47
  5.2 改进混合算法原理框图  47
  5.3 实验结果与分析  47-55
  5.4 本章小结  55-56
总结  56-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间发表的学术论文  62-63
致谢  63

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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