基于整數(shù)小波變換的圖像編碼研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于傳統(tǒng)離散小波變換的圖像壓縮編碼技術(shù)由于其壓縮比高、重構(gòu)圖像視覺質(zhì)量好、允許漸進(jìn)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn),是當(dāng)前人們研究的熱點(diǎn);但其缺點(diǎn)是運(yùn)算量較大,不利于硬件實(shí)現(xiàn);而真正推動(dòng)圖像壓縮技術(shù)發(fā)展的是其硬件實(shí)現(xiàn),因它可以產(chǎn)品化,能夠滿足人們的需求,具有無限商機(jī).整數(shù)小波變換由于相對(duì)于傳統(tǒng)的小波變換而言計(jì)算空間和乘法運(yùn)算次數(shù)都大為減少,從而便于硬件實(shí)現(xiàn),但其缺點(diǎn)是在有損編碼時(shí)的重構(gòu)圖像的質(zhì)量不及傳統(tǒng)的離散小波變換.為了在編碼效率和重構(gòu)圖像的保真度兩方面取

2、得平衡,本文提出一種基于2維整數(shù)小波變換的圖像壓縮算法,并且軟硬件實(shí)現(xiàn)之,主要成果有以下幾點(diǎn):(1)建立了一種與人眼對(duì)圖像的感知評(píng)價(jià)保持良好一致的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)方法.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明它與主觀評(píng)價(jià)方法MOS(Mean Opinion Score)法的相關(guān)系數(shù)達(dá)0.95,而相應(yīng)的PSNR與MOS法的相關(guān)系數(shù)只有0.85.(2)提出一種基于提升格式的2維整數(shù)小波變換方法.該方法進(jìn)行小波變換時(shí)直接在圖像空間進(jìn)行2維分解,其乘法運(yùn)算次數(shù)比傳統(tǒng)的基于1維

3、張量積的2維提升整數(shù)小波變換減少約25%,從而也減少了存儲(chǔ)空間.實(shí)驗(yàn)表明該方法比傳統(tǒng)方法要快10%左右.(3)對(duì)傳統(tǒng)的算術(shù)編碼進(jìn)行改進(jìn),在保持編碼性能的情況下,沒有浮點(diǎn)運(yùn)算,也沒有整數(shù)乘除法,從而大大降低了運(yùn)算復(fù)雜度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法比CACM87算法快將近30%.(4)成功研制了一套基于TMS320DSC25的硬件開發(fā)平臺(tái),該平臺(tái)具有功耗低、體積小、成本低、升級(jí)容易等特點(diǎn),在此平臺(tái)上可方便地進(jìn)行圖像編碼等算法和軟件的開發(fā).(5)設(shè)計(jì)

4、了一套基于2維提升整數(shù)小波變換、結(jié)合基于形態(tài)膨脹運(yùn)算的改進(jìn)EZW編碼和改進(jìn)自適應(yīng)算術(shù)編碼的圖像壓縮算法軟件,并且根據(jù)作者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),討論了手工匯編優(yōu)化時(shí)需注意的若干問題.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法的編碼時(shí)間比EZW編碼的時(shí)間快約1倍,并且重構(gòu)圖像的質(zhì)量在PSNR上要比EZW編碼高0.2~0.9dB,可以和SPIHT編碼相媲美.算法軟件在本文研制的硬件開發(fā)平臺(tái)上經(jīng)調(diào)試和優(yōu)化后,對(duì)于512×512×8位的灰度圖像,比特率為0.25bpp時(shí),每秒鐘能