图像压缩编码及低比特率下去块效应算法的研究

论文题目: 图像压缩编码及低比特率下去块效应算法的研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 通信与信息系统

作者: 石敏

导师: 谢胜利

关键词: 图像压缩,小波变换,矢量量化,无损压缩,整数小波变换,块效应

文献来源: 华南理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 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。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 背景知识及研究现状

1.2.1 小波变换

1.2.2 矢量量化

1.2.3 无损压缩编码

1.2.4 去块效应算法

1.3 本研究课题的来源以及实际意义

1.4 本论文的研究内容

第二章 一种新的预测矢量量化图像编码方法

2.1 引言

2.2 几种降低比特率的VQ 编码算法

2.2.1 边缘匹配矢量量化

2.2.2 预测矢量量化方法

2.3 新的预测矢量量化方法

2.3.1 块分类

2.3.2 矢量预测

2.3.3 码书设计

2.3.4 编解码算法

2.3.5 仿真结果

2.4 本章小节

第三章 基于小波变换的矢量量化快速码书搜索算法

3.1 引言

3.2 典型快速搜索算法

3.2.1 基于不等式删除算法

3.2.2 基于金字塔结构删除算法

3.2.3 基于变换域删除算法

3.3 基于小波变换的快速搜索算法

3.3.1 码字排除准则

3.3.2 小波变换

3.3.3 快速搜索算法

3.3.4 仿真结果

3.4 本章小节

第四章 DPCM 与整数小波变换相结合的图像无损压缩

4.1 引言

4.2 整数小波变换

4.3 SPIHT 编码

4.4 DPCM 预测编码

4.5 压缩算法

4.6 实验结果与讨论

4.7 本章小节

第五章 基于DCT 域的高压缩图像去块效应算法

5.1 引言

5.2 零掩盖技术

5.3 块效应模型

5.4 基于HVS 的块效应可见度函数

5.5 所提出的去除块效应算法

5.5.1 平滑块的块效应消除

5.5.2 后滤波

5.6 实验结果

5.6.1 主观质量评价

5.6.2 客观质量评价

5.7 本章小节

第六章 基于小波域特征分析的去块效应算法

6.1 引言

6.2 块效应图像的小波域特性分析

6.3 小波域软阈值去块效应方法

6.4 新的小波域去块效应方法

6.5 仿真实验

6.6 本章小节

第七章 一种小波域和MRF 相结合的去块效应算法

7.1 引言

7.2 马尔可夫随机场(MRF)方法去块效应

7.3 HUBER 函数阈值T 的确定

7.3.1 图像平滑性的度量

7.3.2 设置Huber 函数阈值T

7.4 小波域与MRF 相结合去块效应算法

7.5 仿真实验

7.6 本章小节

结论

参考文献

攻读学位期间发表的与学位论文内容相关的学术论文

致谢

发布时间: 2006-08-10

参考文献

• [1].高效视频编码及其感知质量评价理论与方法研究[D]. 吴庆波.电子科技大学2016

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标签：图像压缩论文;  小波变换论文;  矢量量化论文;  无损压缩论文;  整数小波变换论文;  块效应论文;