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《国防科学技术大学》 2004年
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基于变换的低计算复杂度低存储需求的图像压缩方法研究

陈波  
【摘要】:本文主要设计并实现了一种基于双正交叠式变换(LBT)和简化零树编码技术的适用于计算能力与存储空间受到严格限制的场合的图像压缩方法。 目前,图像压缩中研究最为广泛的是基于小波变换(DWT)的图像压缩方法。原因在于,小波变换具有良好的能量集中特性,能从本质上的避免块效应的出现,并且具有多分辨性质和对点状奇异特征的优秀表示能力,从而可以保持更多的图像细节信息。同时,采用与小波变换的多分辨结构紧密结合的编码方法(如零树编码),可以明显的提高编码质量,并自然的实现码流的渐进传输特性,能够满足不同类型的需求。 但是,基于小波变换的图像压缩方法大多计算量较高,并且要求与图像大小相当的缓存空间,这在星载图像压缩以及小型便携设备中均是不可能实现的。同时小波变换本身也存在着基函数过长的问题,从而引起了低比特压缩中较为严重的虚影的出现。 针对基于小波变换的图像压缩方法存在的上述问题,本文提出了一种基于双正交叠式变换的低复杂度、低存储需求的图像压缩方法。该算法中LBT所需的存储开销不到DWT的1/15,计算量仅为DWT的38%,基函数长度适中。通过分析LBT系数的统计分布特点,本文采用一种带量化的集合分裂算法对LBT系数进行编码,除系数块(大小为8×8)本身外,不需要任何上下文信息,存储消耗小;并且不需维护链表等复杂的数据结构,实现简单。对大量标准测试图像的压缩结果表明,采用同样的编码方法,基于LBT压缩后图像的峰值信噪比(PSNR)普遍高于DWT,且主观质量也有明显改善。这种新方法特别适合对遥感图像等细节丰富的图像的压缩。整个压缩方法适合于实时处理和小型设备中的应用。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN911.73

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王继东;星载遥感图像实时压缩中的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
2 鲁琴;无线多媒体传感器网络多节点协同图像采集与压缩技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
3 张威;无人机载光谱仪超光谱图像压缩技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 程环环;整数时域重叠变换算法及其在视频和图像压缩中的应用[D];国防科学技术大学;2005年
2 房鹤;卫星图像实时压缩设备中的关键技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 钟广军,成礼智,陈火旺;双正交重叠变换的整数实现算法与图像压缩[J];电子学报;2001年11期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李祥阳;严洁;;往复机构混沌振动响应特征辩识[J];四川有色金属;2010年02期
2 李其虎;任国强;吴钦章;王明富;;高速多级二维IWT的IP核设计与实现[J];半导体光电;2011年04期
3 高建波;赵尔沅;乐光新;;小波提升变换OFDM系统抗脉冲性能分析[J];半导体技术;2006年08期
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9 于卓;梁晓辉;马上;沈旭昆;;基于GPU加速的binLBT压缩解压算法[J];北京航空航天大学学报;2010年03期
10 周建新;杨卫东;叶双;;基于提升小波的轧辊偏心信号提取及自适应控制[J];北京科技大学学报;2008年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘营;郝燕玲;王仁龙;;一种离散小波变换的优化并行硬件结构[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 尚丽娜;高广春;赵胜颖;;三级提升小波变换的硬件实现[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
3 张龙;何晶;许信玉;;H.264解码器中反变换的硬件实现[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
4 孟鸿鹰;王志华;;基于推举体制的小波构造方法[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
5 陈大科;韩九强;;5/3提升小波变换及逆变换的FPGA设计方法[A];2005年全国自动化新技术学术交流会论文集[C];2005年
6 许辉;陈章侠;;一种高性能9/7离散小波变换滤波器的硬件设计[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
7 程扬波;;上升型小波变换及其在突变信号检测中的应用[A];中国电子学会电子机械工程分会2007年机械电子学学术会议论文集[C];2007年
8 黄思齐;杨鲁平;刘桥;;一种适合JPEG2000的5/3离散小波变换硬件系统结构[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
9 岳鹏;;基于提升方法的9/7小波在TigerSHARC DSP上的优化实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
10 赵春晖;马梅真;尚政国;;基于提升小波变换和分形维数的声纳图像识别[A];中国声学学会2007年青年学术会议论文集(上)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘营;雷达图像编码器的并行处理研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 宋国明;基于提升小波及SVM优化的模拟电路智能故障诊断方法研究[D];电子科技大学;2010年
4 杨族桥;DEM多尺度表达研究[D];武汉大学;2009年
5 张志勇;存储式活塞稳态温度测量装置的研究[D];华中科技大学;2011年
6 冯铁男;基于小波的蛋白质相互作用网络的研究[D];上海大学;2011年
7 徐晓东;基于CCSDS IDC星载图像压缩算法的FPGA实现技术[D];山东大学;2011年
8 王晓甜;基于信噪特征的遥感图像去噪方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
9 陈旭阳;主动式探测系统高质量检测、成像与识别方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
10 高伟;基于独立变量分析的盲反褶积研究[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 韦建威;基于OMAP5912的准在线故障诊断系统软件平台关键技术研究[D];郑州大学;2010年
2 张学梦;基于小波理论的水下图像后向散射降噪研究[D];中国海洋大学;2010年
3 黄建伟;基于小波分析的图像压缩的研究[D];合肥工业大学;2010年
4 逯仁虎;基于整数小波变换的无人机侦查图像的压缩[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 孙琦;非参数限定支持域图像盲复原算法的研究[D];长春工业大学;2010年
6 李占魁;小波分析在机车信号记录数据压缩存储中的应用[D];北京交通大学;2010年
7 邓海兵;基于提升小波变换方法的视觉和听觉诱发脑电信号单次提取[D];华东理工大学;2011年
8 朱贵富;天文图像无损压缩算法研究与实现[D];昆明理工大学;2009年
9 胡志定;面向数字摄影测量的遥感影像压缩技术的研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 钟读贤;小波矩量法在电磁散射问题求解中的应用研究[D];安徽大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘丽娟,邹雪城,雷旭,朱全庆,沈绪榜;基于小波变换图像压缩芯片的实现[J];半导体技术;2003年01期
2 刘洁瑜;张德运;;基于Motion JPEG2000的分布式无线传感器网络视频压缩新算法[J];兵工学报;2007年10期
3 程子敬,周孝宽;星载高速图像数据压缩原理样机的研制[J];北京航空航天大学学报;1999年06期
4 周孝宽,姜宏旭,程子敬;基于空间重采样的遥感图像压缩[J];北京航空航天大学学报;2001年05期
5 刘波;姜宏旭;练有品;逯进元;;机载图像无损/近无损压缩方案及其FPGA实现[J];北京航空航天大学学报;2006年12期
6 程子敬,周孝宽,周付根,王非;图像数据实时压缩技术研究[J];北京航空航天大学学报;1999年04期
7 鲁琴;杜列波;左震;;无线多媒体传感网节点能耗问题评述[J];传感器与微系统;2008年12期
8 王向阳,杨红颖;基于快速提升小波变换的多阈值嵌入零树小波图像编码算法[J];测绘学报;2002年04期
9 谈国新,林宗坚;基于自然数的线性四叉树优化构造算法[J];测绘学报;1995年03期
10 杜列波;肖学敏;鲁琴;罗武胜;;基于FPGA+多DSP的JPEG2000星载遥感图像压缩实现方案[J];测试技术学报;2008年06期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 钟广军;基于提升方法的图像压缩技术的研究[D];国防科学技术大学;2001年
2 刘恒殊;超光谱遥感图像压缩算法的研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2003年
3 张雷;基于超光谱遥感图像三维特征的压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
4 陶丹;视频传感器网络覆盖控制及协作处理方法研究[D];北京邮电大学;2007年
5 孙岩;多媒体传感器网络中服务质量保障问题的研究[D];北京邮电大学;2007年
6 徐振阳;无线传感反应网络实时高效路由与任务分配机制的研究[D];国防科学技术大学;2007年
7 黄菁;高光谱图像编码研究[D];南京理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 薛莉;基于预测技术的高光谱图像压缩算法研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
2 顾军跃;超光谱图像的压缩算法研究[D];浙江大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 张兵;;智能遥感卫星系统[J];遥感学报;2011年03期
2 尹传历;李嘉全;;基于位平面的嵌入式超光谱图像压缩系统[J];液晶与显示;2012年02期
3 黄涛;熊继平;宣利峰;赵健;;基于自适应分组与压缩感知的分布式视频编码方法[J];微型机与应用;2012年15期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 马舜峰;星载CCD遥感相机图像压缩技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
2 武晓玥;图像无损压缩及去噪技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 窦雪荔;遥感图像传输中的压缩编码及容错范围的研究[D];沈阳理工大学;2010年
2 阴成军;无线多媒体传感器网络覆盖增强算法研究[D];太原理工大学;2011年
3 胡冰;面向战场环境立体监测的图像侦察传感器设计[D];国防科学技术大学;2010年
4 胡小开;JPEG XR编码器研究及其FPGA实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 罗平;适合于WMSNs的视频压缩及可靠传输编码技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 范纪铭;超光谱图像压缩与DSP实现技术研究[D];苏州大学;2011年
7 赵嘉鑫;星载图像压缩系统设计与高效硬件实现[D];西安电子科技大学;2010年
8 张晓峰;机载SAR通信控制板的软件设计与实现[D];国防科学技术大学;2009年
9 辛英;无线多媒体传感器网络的目标覆盖研究[D];太原理工大学;2012年
10 刘仰川;基于预测与JPEG2000的高光谱图像无损压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 闫宇松,sxx0.math.pku.edu.cn,石青云;可逆的DCT整型变换与无失真图像压缩[J];软件学报;2000年05期
【相似文献】
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2 覃凤清;;基于DCT的图像压缩及其MATLAB实现[J];大众科技;2006年03期
3 刘丽;姚建锋;;基于小波变换的图像压缩技术研究[J];光盘技术;2009年07期
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5 唐跃林,肖沙里,姚富光,丘柳东,谭霞;一种反映人眼视觉特性的JPEG压缩编码[J];微型机与应用;2004年02期
6 肖晓玲,张翔;小波零树量化编码及其在图像压缩中的应用[J];江汉石油学院学报;2003年S1期
7 王琪,钟玉琢;一种结合量化的零树小波图像编码器[J];清华大学学报(自然科学版);2000年07期
8 曹荻华,曾峦;基于小波变换的静态图像压缩的一种方法[J];装备指挥技术学院学报;2000年02期
9 陈斌;崔志明;;JPEG2000的Le Gall(5,3)有损压缩重构优化[J];计算机应用;2006年05期
10 刘维群;李元臣;;基于小波的JPEG2000图像压缩及消噪[J];微计算机应用;2006年02期
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2 张锐菊;周诠;;神经网络用于遥感图像压缩的一些研究结果[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
3 潘超;李和平;陈定方;;基于行程编码的位图压缩方法的研究[A];12省区市机械工程学会2006年学术年会湖北省论文集[C];2006年
4 克兢;侯榆青;唐升;;快速DCT为核心的图像压缩算法在DSP系统上的实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
5 黄福莹;黄开志;;基于矢量量化和Huffman编码的图像压缩[A];广西计算机学会2009年年会论文集[C];2009年
6 刘莹;李娜;冯暖;;基于数字电视信源图像编码系统的研究与设计[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(3)[C];2008年
7 余平;马小虎;李建国;;基于LS9/7小波的图像压缩算法研究[A];2008年全国开放式分布与并行计算机学术会议论文集(上册)[C];2008年
8 王英春;苏晓宏;;小波理论在雷达图像压缩中的应用[A];中国航海学会通信导航专业委员会2005年学术年会论文集[C];2005年
9 王红亮;杨晓;赵纯;;深空探测中的图像处理技术[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第四届学术年会论文集[C];2007年
10 蔡旸;吴谨;;基于DCT顺序型工作模式的JPEG算法的图像压缩的研究[A];中国计量协会冶金分会2009年年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 小焦;新一代DVD图像压缩格式年内亮相[N];中国电子报;2002年
2 新华社评论员;制止国有资产无偿量化给个人[N];新华每日电讯;2001年
3 龚四波 施晓焰;竞优淘汰都有量化尺度[N];人民公安报;2002年
4 本报记者 赵晋华;大学人文学科“量化”管理引发争议[N];中华读书报;2001年
5 哈尔滨市人民检察院检察长 杜松岩;评估:量化业绩促办案[N];检察日报;2001年
6 刘士林;无法量化的诡辩[N];文艺报;2001年
7 本报记者 李继学;数字视界拓荒人[N];中国财经报;2000年
8 河北 孙玉军;巧用ACDSee压缩图像[N];电子报;2007年
9 本报记者  胡军 武晓黎;RAW 与 JPG各有千秋[N];中国消费者报;2006年
10 陈淮;量化个人信用需要创新[N];中国财经报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毛玉星;小波域图像与视频压缩算法及应用研究[D];重庆大学;2003年
2 张雷;基于超光谱遥感图像三维特征的压缩方法研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2005年
3 张薇;自动机和链编码的理论研究与应用[D];华东师范大学;2006年
4 屈稳太;基于小波变换的图像压缩与信号检测技术研究[D];浙江大学;2003年
5 石敏;图像压缩编码及低比特率下去块效应算法的研究[D];华南理工大学;2005年
6 张雄明;低内存需求的图像压缩关键技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
7 谢海慧;SAR相干斑抑制及图像压缩的小波域方法[D];电子科技大学;2004年
8 杨丽;无线内窥镜系统设计及内窥镜图像压缩编码算法研究[D];重庆大学;2008年
9 王沛;遥感图像基于小波变换压缩系统的快速实现[D];中国科学院长春光学精密机械与物理研究所;2000年
10 龚劬;小波的设计与图像压缩新方法研究[D];重庆大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈波;基于变换的低计算复杂度低存储需求的图像压缩方法研究[D];国防科学技术大学;2004年
2 邵晨;基于小波变换的嵌入式零树图像压缩编码研究[D];上海交通大学;2008年
3 司徽东;基于小波变换的分形压缩方法研究[D];山东大学;2005年
4 杨德红;基于小波变换和人眼视觉特性的图像压缩新方法[D];重庆大学;2002年
5 李士锋;基于视觉特性选取图像压缩预处理方式[D];山东大学;2005年
6 涂立桥;小波分析在图像压缩中的应用[D];武汉理工大学;2002年
7 胡峰;小波零树编码在图像压缩及其去噪中的应用研究[D];南京理工大学;2003年
8 杨晟院;基于Essentially Non-Oscillatory方法的双正交小波变换图像压缩研究[D];湘潭大学;2003年
9 杨震伦;基于嵌入式系统的图像网络传输研究[D];华南师范大学;2004年
10 刘颖;小型数字图像系统的变换域处理[D];哈尔滨理工大学;2004年
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