基于小波变换的矿区图像压缩研究.pdf

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1、·26·煤矿机电2010年第1期基于小波变换的矿区图像压缩研究柏春岚(河南城建学院测绘与城市空间信息系，河南平顶山467044)摘要：采用基于小波变换理论的变换压缩法和相邻像素去相关压缩法处理某矿区图像，并进行比较。相邻像素去相关压缩法具有较好的图像质量和较高的压缩比。关键词：小波变换；图像压缩；变换压缩法；相邻像素去相关压缩法中图分类号：TI弓91．41文献标识码：B文章编号：1001—0874(2010)01—0026—03StudyofMineImageCompressionBasedonWaveletTransformBAiChun-lan(Departme

2、ntofSurvey-mappingandUrbanSpace-information，HenanInstituteofUrbanConstruction。Pingdingshan467044，China)Abstract：Basedonthetheoryofwavelettransform，themineimageiscompressedbytransformcompressionmethodandnon-relevantadjacentpixelscompressionmethod．’11leirresultsalecompared．’rhenon·releva

3、ntadjacentpixelscompressionmethodprovidesbetterimagequalityandhighercompressionratio．Keywords：wavelettranslation；imagecompression；transformcompressionmethod；non—relevantadjacentpixelscompressionmethod随着科技信息技术的发展，数字图像系统获得了广泛应用。但图像表示需要占用计算机很大存储空间，且网络传输时间长、传输速度慢。因此图像压缩已受到人们越来越多的关注⋯。图像压缩就是

4、对要处理的图像按一定的规则进行变换和组合，通过编码压缩，以尽可能少的代码(或符号)表示尽可能多的数据信息。本文采用小波变换理论中的变换压缩法和相邻像素去相关压缩法分析图像压缩效果。1小波变换理论小波变换是窗口大小固定但其形状可变的时域局部化分析方法。小波变换在信号的高频部分可取得较好的时间分辨率；在信号的低频部分，可取得较好的频率分辨率。(1)连续小波变换设以f)是平方可积分函数，即八t)∈r(矗)，则其小波变换(CWT)为：cvcr(啪)=杀长刷多(宁dt口≠o(1)吃“t)-l口1吨5双宁)(2)厂(t)=麦仁卜～cwr(口，6)职“f)d口d6(3)c，=仁掣

5、幽<∞(4)缈(n’)=f妒(t)e喇dt(5)式中：哕(f)一基本小波或母小波；口一尺度参数；6一平移参数；C厂有限值；≯(t)--qr(t)的共轭函数。(2)离散小波变换图像处理需把连续小波及其小波变换离散化。离散小波变换是对连续小波变换的尺度和位移按照2的幂次进行离散化得到的。对尺度参数口和平移参数b进行离散采样：f口=口孑口。>o，，珏∈z(6)Lb=nbo口onlb∈R，n∈Z2010年第1期煤矿机电·27·则小波叱．。(t)变为：吼．。(t)=8∥2(口i”t—nb。)(7)离散小波变换(DWT)为：，∞DWT(口，6)=J八t)蛾，。(t)dt(8)以

6、t)=∑D形L，。多M(t)(9)tit●n式中：缈。，。(t)一峨．。(t)的对偶函数。2小波变换在图像压缩中的应用图2小波工具箱小波变换压缩图像主要有变换压缩和相邻像素去相关压缩两种方法。变换压缩方法是将图像信号进行域的变换，对变换系数进行量化编码，使主要能量集中在少数变换系数上，以实现图像数据的压缩。由于图像分解后的主要能鼍集中于近似分量或低频分量，对这些分量进行编码就可以得到不同压缩比的图像。相邻像素去相关压缩是利用遥感图像相邻像素之间的灰度值的相关性，根据给定的熵标准计图3第1次压缩图像算出最佳分解树，使图像信号按最佳分解树进行小波分解，对除低频部分以外的

7、每个小波包系数，选择适当的阈值进行处理，实现遥感图像数据压缩拉J。Matlab是图像压缩常用的软件"。]。本文用这两种方法对某矿区图像进行压缩分析与比较。原始图像如图1。图1原始图像(1)变换压缩采用Maflab小波工具箱(图2)中的二维小波Wavelet2一D，将原图像调入。使用bior3．7小波和2层压缩，点击Analyze；然后点击压缩按钮。压缩结果如图3、4。两次图像压缩的参数见表1。以原始图像为基准，第一次压缩比约1．99，第二次压缩比约4．5。(2)相邻像素去相关压缩采用Maflab小波工具箱的二维小波包WaveletPacket2-D，将原图像调人