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基于经验模态分解和融合的多视点图像编码研究

作　者: 何沛思
导　师: 孙季丰
学　校: 华南理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 多视点图像编码 经验模态分解 图像融合 图像拆分 图像压缩
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 52次
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内容摘要


随着立体显示技术的发展,以及人们对具真实感和临场感的场景再现需求与日俱增,具有3D视觉功能的多视点视频技术成为近年来研究的热点之一。在多视点视频中,除了各个视频流内具有很强的空间和时间相关性,各视点之间也具有一定的交叉相关性,因此,关键是如何有效地利用视点间的视差信息以提高编码效率,使其能在有限的带宽传输或在有限的存储空间上记录。基于这个出发点,本文针对多视点视频系统中平行或角度差异较小的相邻视点某时刻的图像,在颜色校正,图像配准,图像融合,图像拆分,多视点图像压缩编码等方面展开研究。本文首先分析了目前多视点视频编码的研究现状,指出目前编码方法的不足之处,创新性地提出可考虑结合图像融合的优势,尝试使用基于融合的方法对多视点图像进行编码,替代传统去冗余的编码方式,以求取得高压缩比同时,尽可能地保留图像的信息。融合效果的好坏直接影响到算法的表现,因此需要选用一种合适的图像分析工具。经验模态分解方法完全由数据驱动,经实验证明,比传统的分解方法有着更好的空间和频率特性,有助于融合图像质量的提高。因此,本文对其原理、关键技术以及在图像处理中的表现进行了详细的研究。在选取分析工具后,还需要探讨怎样将其应用于本文的算法中。因此,着重对基于经验模态分解的图像融合,以及基于经验模态分解的图像压缩编码方法进行研究。通过分析前人研究成果,对比各种方法的优劣,得出适合本文的具体算法。接着设计基于相邻视点融合的多视点图像编码方法的原理框架,对框架中的各部分算法展开论述,包括颜色校正,图像配准,融合,拆分以及图像压缩编码。框架可大致描述为:在编码端,原始图像经过经验模态分解,得出二维的经验模态函数和余量图像,对模态函数和余量图像分别进行融合得到融合图像,并对融合图像进行基与经验模态的压缩编码;在解码端,再将融合图像拆分,重构出原始图像。最后依照编码框架进行计算机仿真,根据实验结果,对编码个环节的表现进行横向和纵向的比较,得出算法的各种性能指标。实验结果表明,该方法具有失真度小和压缩比高的优势,具有实践意义。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-14
  1.1 研究背景  10
  1.2 多视点视频编码  10-11
    1.2.1 多视点视频编码的研究现状  10-11
    1.2.2 多视点视频编码的方法  11
    1.2.3 目前编码方法的不足  11
  1.3 图像融合  11-13
    1.3.1 图像融合技术  11-12
    1.3.2 常见的图像融合方法  12
    1.3.3 基于融合的多视点系统编码方法  12-13
  1.4 本文的结构安排  13-14
第二章 经验模态分解的基本理论  14-24
  2.1 经验模态分解的基本方法  14
  2.2 经验模态分解的性质  14-16
    2.2.1 固有模态函数的正交性  14-15
    2.2.2 EMD 方法与傅里叶变换的关系  15-16
  2.3 二维经验模态分解及其关键问题  16-22
    2.3.1 二维经验模态分解的实现方法  16-17
    2.3.2 二维经验模态分解中的拟合问题  17-21
    2.3.3 二维经验模态分解中的筛分控制问题  21-22
  2.4 经验模态分解在图像处理中的应用  22-23
  2.5 本章小结  23-24
第三章 基于经验模态分解的图像融合与压缩  24-35
  3.1 基于经验模态分解的图像融合  24-28
    3.1.1 经验模态分解在复数域的扩展  24-26
    3.1.2 图像融合的规则  26-28
  3.2 基于经验模态分解的图像压缩  28-34
    3.2.1 基于经验模态分解压缩算法的基本思想  29-31
    3.2.2 固有模态函数的变采样率采样  31-33
    3.2.3 与其他压缩方法的比较  33-34
  3.3 本章小结  34-35
第四章 基于经验模态分解和融合的多视点图像编码方法  35-48
  4.1 基于相邻视点融合的多视点图像编码原理  35-36
  4.2 图像预处理  36-41
    4.2.1 颜色校正  36-39
    4.2.2 图像配准  39-41
  4.3 图像融合  41-43
  4.4 图像拆分  43-44
  4.5 融合图像的压缩与重构  44-47
    4.5.1 第一模态压缩  44-45
    4.5.2 第一余量压缩  45-47
  4.6 本章小结  47-48
第五章 仿真与分析  48-56
  5.1 仿真编码系统简介  48
  5.2 仿真结果与分析  48-54
    5.2.1 基于主色提取的颜色校正  48-49
    5.2.2 基于经验模态分解的相邻视点图像融合  49-51
    5.2.3 融合图像压缩编码  51-53
    5.2.4 融合图像拆分  53-54
    5.2.5 本算法对压缩率的贡献  54
  5.3 本章小结  54-56
总结与展望  56-58
  内容总结  56
  主要贡献及创新点  56
  后续工作与展望  56-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间取得的研究成果  62-63
致谢  63-64
附件  64

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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
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