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静止图像压缩算法的研究

于晓宇  
【摘要】: 未经压缩的多媒体(图形,音频,视频)数据要求很大的存储容量和传输带宽。尽管大容量存储器,处理器速度,和数字通信系统在快速进步,但对数据存储容量和数据通信的需求仍然超越当前技术。近来兴起的数据密集的基于多媒体的Web应用不但需要信号和图像的更有效的编码方式,而且要求对这些信号做基于存储和通信技术的压缩。 JPEG是国际上静止彩色图像和灰度图像的第一个国际标准,它不仅适于静止图像的压缩,电视图像序列的帧内图像的压缩编码也常采用JPEG压缩标准。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,并且具有描述非平稳图像信号的能力和适应人眼视觉特性的良好性能,因而成为现代图像编码领域研究的热点之一,在图像编码领域获得了广泛的应用,其中与此的相关研究已取得了很大地进展。Shapiro于1993年提出了嵌入零树小波(Embedded Zero-tree Wavelet,EZW)算法,这种方法很好地利用了小波系数的特性使得输出的码流具有嵌入特性,既实现了高的压缩比,又保证了重建图像的质量。 本文针对静止图像压缩算法进行了较为深入的研究,具体来说包括以下几个方面: 1.研究了基于DCT变换的JPEG基本系统,在此基础上提出一种分级方法,可产生质量可分级的码流。 2.针对传统的图像压缩采用DCT变换编码会出现“方块效应”,同时压缩的效率不高,研究了小波变换及提升方法及基于小波变换的零树编码算法(EZW、SPIHT)。 3.结合整数小波变换和零树编码算法,可实现图像的无损和有损压缩。并提出一种改进的SPIHT算法,通过实验证明,该方法比原始的算法在无损压缩率和PSNR上都有一定提高。


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