《基于小波变换的图像编码与解码技术的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于小波变换的图像编码与解码技术的研究（58页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、长春理工大学 硕士学位论文 基于小波变换的图像编码与解码技术的研究 姓名：潘博 申请学位级别：硕士 专业：模式识别与智能控制 指导教师：陈殿仁 20100601 摘要 图像是获取外界信息的主要载体，在多媒体技术中占有重要位置。但是图像信息 量巨大，给图像的存储和传输带来了困难，因此图像压缩技术成为很活跃的研究领域。 小波编码技术作为新一代图像编码技术，有着很好的应用前景。小波变换同时具备时 频局部特性，多分辨率特性，与人类视觉特性有机结合，具有很好的应用价值。 首先，本文介绍图像编码的意义和小波编码的发展过程，分析小波变换的相关理 论并且将多分辨率分析思想引入到图像编码中，为小波图像编码提供理
2、论基础；其次， 通过对两种零树编码算法一E Z w 和S P I H T 算法的深入分析，深刻领会嵌入式编码思想。 嵌入式编码最主要特性就是在编码过程中可以根据目标图像的要求，在任意位置结束 编码，非常适合图像的渐进性传输，有效减少传输带宽；接着针对E Z W 算法的不足， 做了一些改进，主要包括：采用无损编码技术对图像的主要能量区一低频子带进行编码， 根据人眼视觉特性的相关理论，引入边缘阈值的概念，对边缘有用信息进行量化，分 配字符E ，优化扫描顺序，注重对图像边缘信息的提取，使得重构图像在较低码率时更 加清晰。最后搭建改进算法软件流程图，通过对标准图像的仿真实验，从重构图像的 客观信噪比和
3、主观视觉方面，验证算法的有效性。 关键字：S P I H I 图像编码小波变换E Z W A B S T R A C T A st h ep r i m a r yc a r r i e ri m a g ep l a ya l li m p o r t a n tr o l ei nm u l t i m e d i at e c h n o l o g yw h e n p e o p l et r yt oa c q u i r et h ei n f o r m a t i o na b o u to u t s i d e H o w e v e r , h u g ei n f o
4、 r m a t i o no fi m a g e b r i n gl o t so fd i f f i c u l t i e sa tt h e i rs t o r a g ea n dt r a n s m i s s i o n ，t h u si m a g ec o m p r e s sh a v eb e e na l l a c t i v er e s e a r c ha r e a W a v e l e tc o d i n gt e c h n i q u ea sn e wg e n e r a t i o ni m a g ec o d i n gt e
5、 c h n i q u e h a sg o o df o r e g r o u n do fa p p l i c a t i o n W a v e l e tt r a n s f o r m a t i o nh a v el o c a lf e a t u r eo ft i m ea n d f e q u e n c y ，m u l t i r e s o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i ct h a tC a nc o m b i n eh u m a nv i s i o ns y s t e mt a k i n go n
6、g o o d v a l u eo f a p p l i c a t i o n F i r s t l y , t h et e x ti n t r o d u c e st h em e a n i n go fi m a g ec o d i n ga n dd e v e l o p i n gp r o c e s so f w a v e l e t c o d i n g ，a n a l y s e s c o r r e l a t i o n t h e o r y o f w a v e l e tt r a n s f o r m a t i o na n db
7、r i n g m u l t i r e s o l u t i o na n a l y s i si n t oi m a g ec o d i n gt h a ts u p p l yt h e o r e t i c a lp r i n c i p l ef o rw a v e l e t i m a g ec o d i n gt e c h n i q u e S e c o n d l y , Ih a v ec o m p r e h e n d e d E m b e dZ e r o t r e eW a v e l e t a l g o r i t h m i
8、cp r o f u n d i t yb ya n a l y z i n gt w oz e r ot r e ec o d i n ga r i t h m e t i c E Z Wa n dS P I H T M o s t i m p o r t a n tc h a r a c t e r i s t i co fE m b e d Z e r o t r e eW a v e l e tc o d i n gi St h a tc o d i n gp r o c e s sC a ns t o pa t a n yp o s i t i o na c c o r d i n
9、g t o r e q u e s to ft a r g e ti m a g e S o i ti ss u i t a b l ef o rp r o g r e s s i v e t r a n s m i s s i o no fi m a g ea n dr e d u c e st r a n s m i s s i o nb a n d w i d t he f f e c t i v e l y A f t e rt h a t ，t op o i n t a g a i n s ti n s u f f i c i e n c yo fE Z W , Im a k es
10、o m ee f f o r t st oi m p r o v et h ea l g o r i t h m i ci n c l u d i n gt w o a s p e c t s ，o n es h a l lc o d el o w f r e q u e n c yb a n dt h a tc o n c e n t r a t em o s to fe n e r g yw i t hl o s s l e s s c o d i n gt e c h n i q u e ，b a s e do nc o r r e l a t i o nt h e o r yo fH
11、V S ，i n t r o d u c i n gc o n c e p to fe d g et h r e s h o l d ， p a ya t t e n t i o nt oe x t r a c tt h ee d g ei n f o r m a t i o no fi m a g ea n d m a k er e c o n s t r u c t e di m a g ec l e a ri n l o wc o d er a t e F i n a l l y ，Is e tu ps o f t w a r ef l o wc h a r to fi m p r o
12、v e m e n ta l g o r i t h m ，f r o mt w o a s p e c t s ，o b j e c t i v eP S N R a n ds u b j e c t i v ev i s i o n ，i n s p e c ta n dv e r i f ya l g o r i t h m i cv a l i d i t y K e yw o r d s ：S P I H Ti m a g ec o d i n g w a v e l e tt r a n s f o r mE Z W 2 长春理工大学硕士学位论文原创性声明 l I l ll lII
13、 I 11 11 1I I IIU l Y 17 4 0 9 0 8 本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，基于小波变换的图像编码与解码 技术的研究是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除 文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写 过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：业月卫日 长春理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“长春理工大学硕士、博士学位论文版 权使用规定”，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研究所、中国优秀博硕 士
14、学位论文全文数据库和c N 系列数据库及其它国家有关部门或机构送交学 位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以 将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印 或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。 作者签名： 1 躺 翩虢监毖夕 坐年月丛日 尬么 第一章绪论弟一早珀下匕 1 1 图像编码压缩的意义 1 1 1 图像编码压缩的必要性 近年来微电子技术，计算机技术和网络技术的发展为多媒体的发展创造了条件， 多媒体已经广泛地应用于人们生活的各个领域。所谓的多媒体是指包括文字、声音、 图形和图像等多种媒体，图像信息作为人类认知世界的最直观形式而被广
15、泛。它比以 往单纯文字传输更多、更生动的信息，但它的数据量比文字要大得多，如一幅分辨率 为6 4 0 4 8 0 ，2 4 b i t 像素的真彩色的计算机图像数据量为9 2 1 6 0 0 字节，按照每秒1 5 帧计算，则一秒钟的数据量是1 3 8 2 4 0 0 0 字节；如果是C C I R 格式，N T S C 制、彩色、4 ：4 ：4 采样的数字电视图像，则每帧数据量更高达7 2 0 X 5 7 6 X 3 = 1 2 4 M B ，每秒数据量( 位率) 为3 7 2 M B s ，一片6 5 0 M B 的C D R O M 只能存5 2 4 帧图像，只能持续播放1 7 5 秒。另
16、外， 人们对视觉效果的要求越来越高，使图片的信息数据量也越来越大，信息量爆炸式的 增长。如此庞大的数据量，无论是存储还是传输都是一个很大的负担。虽然近年来计 算机存储介质和网络技术有了很大的发展，硬盘的存储容量不断的加大，网络传输带 宽已经达到了l O O M b p s ，但仍无法满足上述巨大数据量的存储和传输需求，因此采用 数据压缩技术去除不必要的冗余数据以减少所需传输的数据量是必由之路。 1 1 2 图像编码压缩的可能性 另一方面，在一幅图像中，虽然含有大量的信息数据，但同时也存在大量的冗余 信息。首先，从空间上来看，一幅图像的许多区域是相同的或相似的，没有必要记录 所有点的像素值；其次，从时间的角度来考虑，由于图像变化的连续性，相邻两帧图 像数据有着大量相同之处，可以只记录它们的差别。这就使我们通过适当的压缩算法 去除图像数据在空间和时间上的冗余，大大减少所需存储或传输的数据量。信息理论 认为：若信源编码的熵大于信源的实际熵，该信源中一定存在冗余度。去掉冗余不会 减少信息量，仍可原样恢复数据；但
