基于离散小波变换的图像编码相关研究

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图像/视频通信以其直观性、确切性、生动性的特点在多媒体通信中占有重要的地位。随着多媒体技术的发展,特别是Internet的发展,图像/视频的实时传输日益成为计算机通信领域中倍受瞩目的问题。但是各种图像/视频媒体信息数据量是非常大的,这就给存储器的存储容量、通信干线信道的带宽及计算机的处理速度提出了挑战,单纯地靠增加存储器容量、提高信道带宽及计算机的处理速度等方法来解决这个问题是不现实的。据此,研究图像信息的编码技术,实现多媒体信息的高效存储和传输就显得非常必要了。图像、视频编码技术可以大大减少信息的存储量,提高通信干线的传输效率及计算机的处理速度,使计算机实时处理数字信息成为可能。随着人们对图像、视频压缩的效率和质量的要求越来越高,图像、视频编码技术不断发展,新的图像、视频编码方法不断出现。本文针对最新的静止图像编码方法进行了一些研究,主要内容如下:   1、对最新静止图像编码标准JPEG2000及其核心编解码算法EBCOT进行了深入的研究,通过仿真实验详细分析了编码块大小和小波分解级数高低对EBCOT算法编码效率的影响以及产生影响的原因,另外对JPEG2000中所用到的上下文关系进行了细致的分析,并通过仿真实验验证了不同上下文关系对EBCOT编码效率的影响以及产生影响的原因。   2、通过研究基于离散小波变换(DWT)的图像编码算法SPIHT和EBCOT,分析了它们所利用的不同小波系数特性,提出了把SPIHT算法用到的小波系数父子关系特性也用在EBCOT编码中的思想,由此提出一种上下文关系的改进方法。在JPEG2000框架下对改进算法进行了仿真实验。理论分析和实验结果显示,改进的上下文关系优于JPEG2000中采用的上下文关系。   3、国际最新静止图像压缩标准---JPEG2000代表了基于DWT静止图像编码的最高水平,最新的视频编码标准---H.264代表了基于离散余弦变换(DCT)视频编码的最高水平,而其帧内编码代表了基于DCT静止图像编码的最高水平。我们通过大量的仿真实验,比较了H.264的帧内编码和JPEG2000对静止图像的编码性能,发现H.264的帧内编码方法比JPEG2000的编码效率高。从实验结论可以预测,基于帧内空间预测和不同大小块DCT变换的H.264帧内编码方法具有发展成为下一代静止图像压缩标准的潜能。
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