《基于小波分析的静态图像压缩编码方法的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于小波分析的静态图像压缩编码方法的研究（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、西安科技大学 硕士学位论文 基于小波分析的静态图像压缩编码方法的研究 姓名：余航 申请学位级别：硕士 专业：应用数学 指导教师：乔宝明 论文题目：基于小波分析的静态图像压缩编码方法的研究 专 业：应用数学 硕 士 生：余 航 (签名) 指导教师：乔宝明 (签名) 摘 要 随着因特网、电信网、广播电视网的逐步融合与发展，解决图像存储与传输问题的 压缩编码技术逐渐成为国内外研究的热点。从 JPEG、MPEG-1 到 JPEG-2000、MPEG-4 反 映了图像压缩编码技术的飞速发展。目前小波分析逐步代替了傅立叶分析，成为新一代 编码算法的主要变换工具， 由于良好的时频局部性和多分辨率分析特性的优
2、势克服了传 统傅立叶变换的缺点，基于小波分析的算法已经占据了主导地位。目前小波算法的主要 研究问题集中在以下方面：如何高效的组织系数模型，提高编码效率；如何组织码流， 使其具有多质量服务能力，实现可分级编解码。小波系数的组织也出现了不同的方法: 即按照树结构和块结构两种模型来组织，前者利用了跨子带系数相关性，后者则利用了 子带内邻域系数相关性。 本文在分析嵌入式小波零树算法的基础上，通过计算机仿真实验给出了小波图像压 缩编码中最佳小波分解层数、最优小波基的选取，并在分析目前采用树形结构组织系数 的优秀压缩算法的基础上，增加了小波分解前的图像平滑预处理，提出了一种结合平滑 模板预处理的小波零树编
3、码算法。最后，对基于小波变换的嵌入式零树算法进行了详细 的分析和讨论，针对零树算法的一些不足，提出了一种基于零树算法的改进方法。具体 来说，就是在传统 EZW 编码的基础上，合理调整了零树的结构，改进了原编码的流程， 从主扫描完成过程到副扫描检测，直到解码的方式方法都随之作了相应的调整，最终形 成了一种新零树算法。通过对算法进行程序实现，结果表明，与现有零树算法相比，该 算法改进措施提高了压缩效率，在压缩比一定的情况下与 EZW 算法相比，重构图像的 PSNR 有了明显提高。 本文提出的平滑模板预处理算法可以采用不同的平滑模板， 是一种 具有广泛应用价值的方法， 可运用于其他的小波零树的改进算
4、法， 具有一定的推广意义。 关 键 词：小波分析；零树；模板平滑；预处理 论文类型：应用研究 Subject : The Research of Static Image Compression Coding Algorithm Based on Wavelet Analysis Specialty : Applied Mathematics Name : Yuhang (Signature) Instructor : Qiao Baoming (Signature) ABSTRACT As the Internet, telecommunications, broadcasting and
5、television, the gradual fusion image storage and transmission problem solving the compression technology at home and abroad is gradually become the focus of research. From JPEG, MPEG - 1 to JPEG - 2000, MPEG-4 reflects the image compression technology rapid development.At present wavelets analysis h
6、as replaced Fourier analysis and turned into a primary transforming tool of new coding algorithms.Because of the good time-frequency locality of wavelet overcoming defects of traditional transform, based on the wavelet analysis algorithm has occupied a dominant position. Currently the main research
7、algorithm of wavelet questions focused in the followings: How to organization coefficient model to improve the coding efficiency; How to organize streaming to make it has more quality services and realize scalable decoding. Wavelet coefficients of the organization also appeared in different ways: th
8、at is according to tree structure and block structure, the former using the cross correlation coefficient, the latter using the coefficients in neighborhood. Based on the analysis of the embedded zero-tree wavelet algorithm, paper through computer simulation experiment gave the best wavelet decompos
9、ition layers and the optimal selection of wavelet, and on the analysis of the current tree structure of excellent compression coefficient of organization algorithm, increased wavelet decomposition of the image preprocessing before smooth, put forward a kind of combination template smooth and improve
10、ment of wavelet zero-tree coding algorithm. Finally， the algorithm embeded zero-tree wavelet is analyzed and discussed in detail，and a improved algorithm based on zero-tree is proposed，which adjusts the structure of the zero-tree rationally based on classic EZW coding technology.It also changes the
11、original coding flow，which results in the adjustment of proeesses of main seanning，assistant scanning，and decoding. Program realization by the algorithm, the results show that,compared with the existing zero-tree algorithm, improvement measures improved the efficiency of compression, compared with E
12、ZW algorithm in certain circumstances compression ratio, reconstruction images of PSNR improved significantly. Proved that based on the improvement measures of the new algorithm is a kind of effective compression method. This template smooth pretreatment algorithm can adopt different smoothing templ
13、ate,it is a method with a wide application value, it can be used for other wavelet zero-tree improved algorithm,and has certain significance for popularization. Key words: Wavelet Analysis zero-tree Quantization Truncation Pre-processing Thesis : Application Research 1 绪论 1 1 绪论 1.1 研究背景和意义 近年来， 信息技
14、术的飞速发展正推动社会发生着一场深刻的变革， 从贝尔发明电话、 第一台计算机的出现到现在的互连网、数字电视等，在短短的几十年间人们的生活、工 作、学习方式发生了巨大的变化，信息交互与共享已经成了其中的重要内容。据统计， 人们接受的信息 20%来自听觉，60%来自视觉，20%来自其他途径，可见视觉信息的重 要性，所谓百闻不如一见、一目了然正说明了这个道理。而视觉信息的内容就是静 态的图像和动态的视频，伴随多媒体技术的发展，图像视频信息正逐渐成为日常交互的 主要内容之一，但不管是 WEB 图像传输与浏览、数码相机还是数字电视、视频会议无 不涉及到图像的存储与传输（视频为时间序列图像） 。带宽和存储
15、空间资源相对日新月 异的应用而言永远是一个瓶颈，例如中等分辨率(640 480)下，全屏幕显示(Full Screen)， 真彩色(True Color 24 位)，一张静态图像的数据量为 921 600 字节。1 秒钟全动作(Full Motion，25-30 帧/秒)的视频画面数据量为 27 648 000 字节。与一千多万的汉字所占用的 存储空间相当。又如：现在的可视电话要求带宽低于 56KB/s，而一秒的视频数据需要 18.25M 带宽。这些应用涉及的庞大图像数据量，给传输、存储造成了很大的困难。同 时，模拟信号数字化后其频带大大加宽，一路 6MHz 的普通电视信号数字化后，其码率 将
16、高达 167Mbps，对储存器容量要求很大，占有的带宽将达 80MHz 左右，不解决这些 问题，数字信号将失去实用价值。图像压缩编码技术可以很好地解决上述问题，压缩后 的信号传输带宽和存储空间大大减少。因此，图像压缩编解码是实现图像通信的关键技 术之一，也是国内外众多研究人员、机构和组织关注的热点。图像压缩技术促进了图像 通信的发展，解决了大数据量问题，使图像信息更加方便的交互、存储。已经实用化的 VCD、数码相机、Internet 图像传输与浏览、图文传真、可视电话等技术极大的丰富了 人们的交互手段，也吸引了越来越多的关注。多媒体技术的发展推动着社会各领域信息 化的进程，交互信息向多样化、自然化的方向发展。高清晰度数字电视（HDTV） 、视频 点播（VOD） 、视频会议
