学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

小波图像压缩编码算法的研究

作　者: 杨淑丹
导　师: 孙松林
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 图像压缩 JPEG 2000 小波包变换 EBCOT 代价函数 系数优化
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 155次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


课题来源于国家自然科学基金项目60702049。随着新一代静态图像压缩标准JPEG 2000的出台,小波变换在图像压缩上获得了成功应用,得到越来越多研究者的关注。以小波变换为基础的JPEG 2000图像编码标准,不仅在压缩比上比JPEG提高近30%,还具有小波变换带来的多分辨率性和可扩展性等。尽管小波变换很大程度上改善了压缩编码性能,但是仍然有很多有待研究和改进的方面。本文在研究小波变换的特性以及典型的小波编码技术的基础上,旨在利用小波包变换,改进小波分解的方式,提高编码效率的方法。为此,本文首先研究了小波变换在图像压缩中的特点和优势,深入分析了小波变换的时频定位、窗口自适应性、多分辨率分解、能量集中性等特性,并对三种典型的小波编码算法进行了比较,包括嵌入式零树编码EZW、等级树中的集合分裂算法SPIHT和JPEG 2000中的带有优化截断点的嵌入式块编码EBCOT。基于上述研究,本文设计了JPEG 2000的小波包变换方法,以估计的熵编码量为改进的代价函数,采用自顶向下的最佳小波基搜索方式,并加以一定的分解深度的限制；随后,在JPEG 2000编解码器上实现了改进的小波包变换,并测试了改进算法的PSNR和编解码时间；最后,为了进一步改进算法的PSNR,从小波变换的滤波器增益的角度上优化了小波系数,实验结果表明,优化的方法能提高PSNR和主观重构质量。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 课题的背景和意义  10
  1.2 图像压缩技术的发展  10-11
  1.3 小波图像压缩技术的研究现状  11-13
    1.3.1 小波系数的改进  11-12
    1.3.2 熵编码的改进  12
    1.3.3 码流分配的改进  12-13
  1.4 课题主要研究工作  13-14
  1.5 主要研究成果  14
  1.6 论文的内容安排  14-16
第二章 小波图像压缩编码技术  16-38
  2.1 小波变换  16-28
    2.1.1 傅立叶变换  16-17
    2.1.2 窗口傅立叶变换  17-19
    2.1.3 小波变换的定义  19-20
    2.1.4 多分辨率分解  20-23
    2.1.5 二维图像的小波变换  23-25
    2.1.6 小波变换的能量集中性  25-28
  2.2 小波系数量化编码  28-29
  2.3 JPEG 2000编码技术  29-36
    2.3.1 JPEG 2000的特点  29-30
    2.3.2 编解码框架和主要模块  30-31
    2.3.3 预处理  31-32
    2.3.4 小波变换  32-33
    2.3.5 量化  33
    2.3.6 EBCOT编码算法  33-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章 构造JPEG 2000中的小波包变换  38-52
  3.1 小波包变换  38-39
    3.1.1 小波包变换的引入  38
    3.1.2 小波包变换原理  38-39
  3.2 代价函数  39-44
    3.2.1 基于熵的代价函数  40
    3.2.2 基于R-D优化的代价函数  40-41
    3.2.3 基于实际码率的代价函数  41-43
    3.2.4 本文改进的代价函数设计方案  43-44
  3.3 搜索方式  44
    3.3.1 向上搜索  44
    3.3.2 向下搜索  44
    3.3.3 改进的JPEG 2000小波包分解的搜索方式  44
  3.4 分解级数  44-45
    3.4.1 小波分解级数对图像质量的影响  44-45
    3.4.2 小波包分解的级数限制  45
  3.5 改进的小波包编码框架  45-47
  3.6 算法验证平台的搭建  47-50
    3.6.1 Jasper软件解析  48-49
    3.6.2 C语言与MATLAB的混合编程  49-50
    3.6.3 改进的小波包变换编码器实现框架  50
  3.7 本章小结  50-52
第四章 改进的JPEG 2000小波包变换代价函数  52-66
  4.1 代价函数公式的推导  52-55
    4.1.1 EBCOT编码器分析  52-53
    4.1.2 代价函数的计算公式  53-55
  4.2 概率模型  55-59
    4.2.1 小波系数的统计模型  55
    4.2.2 概率模型的验证  55-59
  4.3 条件概率计算方法  59-60
    4.3.1 幅值的条件概率  59-60
    4.3.2 符号的条件概率  60
    4.3.3 改进的代价函数  60
  4.4 实验结果与分析  60-64
    4.4.1 PSNR性能测试  61-62
    4.4.2 小波包树结构  62-63
    4.4.3 无损压缩长度  63-64
    4.4.4 实验总结  64
  4.5 本章小结  64-66
第五章 JPEG 2000的小波包系数优化  66-76
  5.1 小波分解的系数变化  66-70
    5.1.1 小波变换的滤波器增益  66-67
    5.1.2 量化噪声影响因子  67
    5.1.3 量化噪声影响因子的计算  67-68
    5.1.4 小波包分解的增益计算  68-70
  5.2 分解系数优化  70
  5.3 实验结果与分析  70-75
    5.3.1 PSNR性能测试  71-73
    5.3.2 重构的图像质量测试  73-75
    5.3.3 编解码时间测试  75
    5.3.4 实验总结  75
  5.4 本章小结  75-76
第六章 总结与展望  76-78
  6.1 论文工作总结  76
  6.2 进一步的研究工作  76-78
参考文献  78-82
致谢  82-84
攻读学位期间发表的学术论文目录  84

相似论文

  1. 基于重叠变换与矢量量化的图像压缩算法及应用研究,TN919.81
  2. 基于TMS320C6713的SPIHT图像压缩算法研究及实现,TP391.41
  3. 图像的稀疏表示及编码模型研究,TP391.41
  4. 远程医疗系统图像压缩及传输关键技术研究,R318.0
  5. 偏远地区配电变压器防盗监控系统的设计,TM421
  6. 基于小波的雷达视频压缩方法研究,TN957.52
  7. 基于DM6446与小波的图像压缩系统设计与实现,TP391.41
  8. 鞍山供电机房视频监控系统,TP391.41
  9. 脑部CT图像的压缩应用,TP391.41
  10. 基于压缩感知的语音信号编码技术研究,TN912.3
  11. 一种基于SPIHT改进的ROI图像编码方法,TN919.81
  12. 基于混沌和分形的两类图像处理算法,TP391.41
  13. 基于数字高程模型栅格地图的移动机器人路径规划研究,TP242
  14. 图像压缩网络终端的设计,TP391.41
  15. 几种分形图像压缩方法研究,TP391.41
  16. 利用小波变换与优化截断的嵌入式块编码进行图像压缩,TP391.41
  17. 加窗提升小波包在故障测距中的应用研究,TM755
  18. 基于视觉特性及人工神经网络的图像压缩,TP391.41
  19. 基于小波变换的图像压缩并行算法研究,TP391.41
  20. 基于小波变换的图像压缩编码研究,TN919.81
  21. 高压直流输电系统故障诊断方法研究,TM721.1

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 图像通信、多媒体通信 > 图像编码
© 2012 www.xueweilunwen.com