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《西安电子科技大学》 2001年
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小波变换在图像边缘提取和压缩编码中的应用研究

刘宏兵  
【摘要】: 小波变换(Wavelet Transform)理论是近年来迅速发展起来的一门新理论, 它是继1822年法国数学家约瑟.傅立叶变换之后的一项重大突破,它使数理科学 发生了重大的变化。虽然小波变换和傅立叶变换都是线性变换,但是由于小波变 换具有时域和频域的双重局域性的特性,从而使小波变换比傅立时变换更灵活, 有利于信号的时频特性。 1989年Mallat提出了多分辨率分析的思想,统一了各种小波函数的构造方 法,并且利用两个正交镜像滤波器,给出了构造正交基的金字塔式的快速算法, 在图像处理中得到了广泛的应用。本文基于小波变换的多尺度特性,研究了它在 图像边缘提取和压缩编码中的应用。主要内容如下: ● 本文针对在图像边缘提取中分块自适应法所存在的问题,提出了矩形自 适应的边缘提取方法。它可以随着所研究领域的模极大值的平均值来自适应 地调整链平均幅度阈值,有利于根据图像特征来提取边缘有强弱变化的边缘, 克服了分块自适应法中分块的人为性,能够根据图像自身的特点来提取边缘。 ● 本文从可以作为尺度函数的样条函数出发,根据双正交小波的基本条件,构造 了能够满足多尺度边缘提取要求的双正交小波。和Mallat等人提出的边缘提 取算法的计算量比较,该方法大约减少到它的三分之一,克服了Mallat等人 提出的多尺度边缘提取方法中数据量保持不变、计算工作量较大的缺点。这 样一来,当我们利用这种小波变换数据进行图像编码压缩后,从这些压缩数 据中仍可直接提取图像边缘而勿需重构图像,这就为在压缩数据域中提取图 像特征奠定了基础。 ● 本文在研究Shapiro嵌入式小波零树图像编码方案的基础上,提出了一种改 进型的自适应嵌入式零树编码方法。本算法利用‘公有化’的K-L变换以增 加编码过程中零树的个数,提高编码效率,实验结果表明它能在相同压缩率 的情况下,提高PSNR约0.1~0.6dB,同时该编码方案仍保持零树编码产生嵌 入式码流,支持多码率图像解码。 ● 本文在大量比较实验的基础上,验证了反对称的双正交小波在编码压缩中同 样具有适用性。它的性能和目前在压缩编码中常用的9-7对称双正交小波可 以比拟,但是由于反对称双正交小波还有如下潜在优点,即从压缩数据域中 不经重构图像即可提取图像边缘,故应对反对称双正交小波在图像编码中的 地位予以充分重视。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TN919.81

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