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图像压缩编码及低比特率下去块效应算法的研究

石敏  
【摘要】:随着计算机技术和通信技术的迅速发展,图像压缩编码问题一直是研究的热点。不断地探索和研究高压缩比,高质量,实现简单的图像压缩算法仍然是一个重要的课题。基于分块DCT变换的压缩编码技术是已有图像和视频压缩标准,但在低比特率条件下,解码图像不可避免出现了方块效应,研究有效的去除块效应算法也是十分必要的。近年来,由于小波变换在时域和频域同时具有良好的局部特性,因而成为现代图像研究领域的热点之一。本论文将围绕小波变换技术在图像压缩编码方面的应用展开研究,同时对低比特率下的块效应消除算法进行了深入的探讨,具体内容如下: 1、提出一种新的降低比特率的预测矢量量化图像编码方法。在编解码端设置大小不同的两种码书,首先基于方差把所定义的块进行分类,对于平滑块使用较小的码书去量化输入矢量。对于边缘块,就用较大的码书去量化输入矢量。还提出了一种有效的码书设计方法以提高生成码书质量。新的矢量量化方法运算速度快,在同样图像质量下降低了传输过程中所需的比特率。 2、提出了一种基于小波变换的自适应快速码字搜索算法。该算法首先为输入矢量选择合理的初始匹配码字,然后利用多控制点的三角不等式和小波域中矢量的性质去排除不可能匹配的码字,最后通过搜索空间的逐次降低找到与输入矢量最匹配的码矢量。在需很少的预先计算量和额外存储量条件下,所提出的算法编码质量和全搜索相同,但是计算量却有极大的降低。 3、将DPCM变换与整数小波变换相结合来实现图像的无失真压缩。在压缩算法中,首先对图像进行DPCM预测,将差值图像经过整数小波变换,然后再用层次数中集划分(SPIHT)算法进行无损量化,最后再经过相应的逆变换即可以得到重构的无失真图像。该方法简单有效,硬件实现方便。 4、提出了一种基于DCT域的高压缩图像去块效应算法。该算法充分利用了人类视觉的掩盖特性,建立了块效应模型并给出一个简便的检测边缘标准,对于平滑块,对影响块效应的系数进行修正并用线性函数块代替阶跃函数块去消除块效应,最后再对处理后的平滑块和纹理块在DCT域中进行后滤波。该算法在不同的比特率下,对不同的图像,都能得到很好的去除块效应的效果。 5、基于小波域特征分析提出了一种去除块效应算法,通常图像空域中的块效应,在小波域中的高频子带表现为平行线效应,竖直线效应或者网格效应。通过自适应操作算子去抑制这些效应,使得空域中块效应得到消除。新的算法运算速度快,能够很好的消除图像的块效应并保护图像的边缘。


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