浅谈基于小波变换的图像压缩算法

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1、重庆大学硕士学位论文基于小波变换的图像压缩算法姓名：李宁申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：熊忠阳20041110重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要图像压缩是根据图像数据存在冗余和人眼视觉特性来实现的。基于小波变换的图像压缩技术是当前研究图像压缩的主要方向之一，在满足所需图像质量前提下，如何迸一步提高压缩比和压缩速度，以充分发挥传输信道和存储空间的利用率，其研究工作是具有重要的理论和实际意义的。提升方法是小波变换中一种有效的方法，其逆变换也相当容易，并且能时刻保持输入数据的完全重构，它就成为构造第二代小波变换的一

2、般方法，在图像压缩中有着广泛的应用。本文在对传统小波理论进行扼要介绍和回顾的基础上，较详细地介绍了提升方法的基本原理及其对信号的分解和重构过程，并对预测／更新和更新／预测两种提升方法进行较详细的对比分析。在预测／更新提升方法的基础上，引入自适应理论和自适应提升方法。本文提出了一种具有多层结构的改进的自适应提升方法。该方法具有前期预测、更新和自适应3层结构，它改善了更新过程对应的低通滤波性能；自适应层的预测器可灵活设计，对图像的边沿区域和平滑区域自适应地选择预测算法。通过仿真实验，比较了在不同提升方法下小波变换后系数的信息熵

3、，实验结果表明，用改进的自适应提升方案变换后系数的熵优于其它两种方案(更新顾测的非自适应提升方案和更新／预测的自适应提升方法)。受到视觉灵敏度的局限，人眼具有对于图像边缘急剧变化不敏感、对图像的亮度信号敏感和对于颜色分辨力弱的特点，这种特点也能帮助实现数据压缩。本文引入人眼视觉特性(Hvs)，对小波系数赋予不同的视觉权值，保证优先传输视觉上最重要的系数，以保证进一步提高图像复原质量。在较详细介绍分层树集合划分(SetPartitioninginHierarchicalTrees，SPIHT)图像压缩编码算法基本原理和分析S

4、PIHT算法所存在不足的基础上，本文提出了一种改进的零树结构。新的零树结构具有两方面的优势：首先，可以有效缩短集合链表LIP的长度，节省宝贵的内存空间；其次，可以缩短集合链表LIS的长度，能更加有效的捕获不重要的信息，而且能大幅度提高集合链表LIS中重要系数集合的比例，使排序扫描过程所耗费的时间更少(相对于SPIHT算法)，使得阈值对分速度加快及更多重要信息及早出现在码流中。在SPIHT算法的基础上，本文提出了一种改进算法。该算法的特点是：采用改进的自适应提升方法对实验图像进行小波变换；，根据人眼视觉特性(I-IVS)对变

5、换后的小波系数赋予合适的视觉权值：利用重新定义零数结构后的SPIHT算法对变换后的数据进行压缩编码。通过这三项措施的结合，意在提高算法的压缩性能后仍重庆大学硕士学位论文中文摘要有满意的图像质量。实验结果表明，改进算法是一种高效的图像压缩算法，在编解码速度、图像复原质量、内存需求量等方面均优于SPIHT算法(特别在低比特率下)。关键词：图像压缩，提升方法，SPRIT算法，零树结构，视觉特性II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTImagecompressioncouldbeachievedbasedonhumanvi

6、sualsystemandredundancyoccurredinimagedata．Inordertoimprovetherate—in—useofchannelandmemorizersthetechnologyofimagecompressionbasedonwaveletstransformwhichisregardedaSoneofthemainresearchdirectionsaboutimagecompression，withthetargetofincreasingincompressionrateand

7、compressionspeedwhileobtainingsatisfactoryimage，hasveryimportantsignificanceintheoryandpractice．Liftingschemeisregardedasanefficientmethodinwavelettransform．ItsInverfibletransformcouldbeobtainedeasilyuponthebaseofkeepingperfectreconstructionaboutinputtingdam．Lifti

8、ngschemehasbeenusedwidelyinthefieldofimagecompression，meanwhilebecomesthegeneralmethodofconstructionseconderawavelettransform．Inthepaper,wedescribetheba