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JPEG XR码率控制算法的研究

吴静龙  
【摘要】: JPEG XR静止图像压缩标准和Motion-JPEG XR运动图像压缩标准具有压缩性能好、支持更高的动态范围和色彩精度、全部采用整数操作以简化算法和减少内存占用等特点,必将使其在不久的将来得到越来越广泛的应用。码率控制是JPEG XR编码的重要过程,它决定着整个图像压缩性能的优劣和重建图像质量的好坏。因此,对JPEG XR的码率控制算法进行研究,提出高质量的码率控制策略有助于减少编码计算冗余、减少内存消耗以及提高编码的速度,这对于JPEG XR以及Motion-JPEG XR图像压缩算法的软硬件实现都是具有重要的现实意义的。 在研究JPEG XR的码率控制算法之前,本文首先详细介绍了JPEG XR图像压缩标准的编码过程以及图像编码码率控制的基本理论。对于这一部分的介绍将为进一步研究JPEG XR的码率控制算法提供宝贵的基础知识和理论基础。然后本文根据JPEG XR的编码特点,提出了一种基于自适应率失真表的码率控制算法,该算法能够根据当前宏块的编码情况,自适应地调整率失真表。该方法具有计算复杂度低,重建图像质量好的特点。为了验证算法的性能,本文将上述算法与一种较为有效的JPEG XR码率控制方法,即二次R-D算法进行了比较,实验结果表明,本文提出算法不论在控制精度还是重建图像质量方面均有不小的提高。 最后,本文介绍了一种JPEG XR的全流水线硬件系统结构,并对如何在该流水线结构中实现码率控制做了分析,本文通过对码率控制算法的调整,牺牲了很少的性能,提出了码率控制的流水线系统的方案,并进行了性能仿真。结果表明,该方案能够以损失0.13%控制精度和微小图像质量的代价,最终将码率控制模块应用在流水线系统中。


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