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题名	小波分析方法在图像压缩中的应用研究
作者	解成俊
答辩日期	2002
文献子类	博士
授予单位	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
授予地点	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
导师	宋建中
关键词	Ezw算法 Sp工ht算法 整数小波变换 三维小波变换 最优小波基选则 提升方案 图像渐进性无损压缩 视频图像压缩
英文摘要	本文的研究问题是小波分析方法在图像压缩中的应用，全文分六章。第一章对图像压缩进行了概述，指出了研究基于小波变换的图像压缩的必要性和重要性。第二章深入研究了小波零树编码算法－一嵌入式小波零树编码(EZW)算法和集合的分层树剖分(SP工HT)算法。完成了基于编码的图像自适应小波变换设计，给出了这两种典型算法的数据结构及VC++实现。第三章研究了小波变换在图像压缩中的一些基本问题，从理论上找到利用小波变换提高压缩效果的方法和途径。研究发现正交、双正交、向量小波共扼滤波器的构造，对称性、消失矩、能量聚集、相位等特性对图像的压缩效果有明显的影响。所以在小波理论的框架上，研究图像压缩的算法是极其重要的。实验结果表明基于浮点运算的Daubechies正交小波系不适于作图像压缩，其主要原因是边界延拓及计算机截断误差对重构精度的影响很大。而Coiflets正交小波系，Anton佩no双正交小波更适于提高图像压缩的效果。首次提出了小波变换快速算法的约束条件问题，并应用到图像压缩中收到较好的效果。系统研究了小波变换传递误差、尺度、加权量化对图像压缩质量的影响，给出了具有实际应用意义上的研究结果。结果表明，小波变换尺度对图像压缩编码有明显的影响，通常要在大于4的尺度上作图像压缩编码才可以得到较好的压缩效果，不同的边界延拓，不同尺度的取整重构、加权量化对传递误差的影响是不同的，恰当的选取加权量化步长能达到更好的图像压缩效果，一般而言，同一尺度下随加权量化步长的增加，压缩效果变差，通常压缩倍数在大于3 "2倍时不宜采用加权量化方法。还研究了小波变换边缘检测在图像压缩中的应用；向量小波变换在图像压缩中的应用；小波包算法在图像压缩中的应用，实现了无频率混叠的小波包算法。实验结果表明恰当的选取小波包基以及变换子带作小波包变换，可以取得比单纯作小波变换更好的压缩效果。第四章研究了基于提升方案的整数双正交小波变换应用于图像渐进性无损压缩编码问题。研究了最具代表性的Cohen-Daubechies-Feauveau（m，n）双正交小波系及提升方案、Deslauriers-Dubuc（m，n)插值小波变换及提升方案，以及其它小波的提升方案。给出了图像渐进性压缩性能的实验研究结果。实验结果证明了该方法非常有效，和目前最流行的应用软件的无损压缩方法相比（以CDF (2, 2）为例平均而言），压缩比分别比Huffman, RJ,WinRar, Raw+WinZip, JPEGLS,整数Haar变换结合DPCM编码方法提高了62%，40%，47%，44%，32%，15%左右。改进了提升方案的实现方法，使本文方法在整型数双正交小波变换时不需精度误差估计和边界误差估计就可以实现可逆变换。基于提升方案的整数可逆双正交小波变换，可由加法和移位完成，便于硬件实现，是一种大有前途的图像压缩编码方法，同时本文的研究成果也具有很好的学术价值。第五章从理论上研究了三维小波变换快速算法，给出了3D一SPIHT算法。实验结果表明了三维小波变换对于视频序列图像压缩的有效性，其压缩效果明显优于基于3D佩DCT的压缩编码方法。对于帧组的帧数分别为8，16, 32，64时，32帧时的压缩效果最好，这说明了简单的增加帧组的帧数并不能提高压缩效果。在帧组的帧数相同的情况下，增加小波变换的层数，可以明显提高压缩效果。作3D小波变换时，建议选用整数运算的插值（4，4)小波基作帧内小波变换，整数运算的Haar小波基作帧间小波变换。第六章介绍了本文方法的应用软件设计及实现过程。用Workview Office集成环境生成小波变换硬件内核，为下一步小波变换的实时应用打下坚实的基础。
语种	中文
公开日期	2012-03-21
页码	165
内容类型	学位论文
源URL	[http://159.226.165.120//handle/181722/1601]
专题	长春光学精密机械与物理研究所_中科院长春光机所知识产出
推荐引用方式 GB/T 7714	解成俊. 小波分析方法在图像压缩中的应用研究[D]. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所. 2002.

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