小波在JPE2G000中应用.pptVIP

小波变换在JPEG2000中的应用;1.小波变换编码的介绍; 小波变换(WT)的出现满足了上述要求.与傅里 叶变换相比,小波变换是时间(空间)和频率的局部 变换,能有效的从信号中提取局部信息,它通过伸 缩平移运算对信号逐步进行多尺度细化,达到高 频处作细致观察,低频处做粗略观察的目的.同时, 图像的小波变换编码有很高的压缩比和较优的编 码质量.小波变换既能消除图像数据的统计冗余, 又能很好地利用人眼视觉特性消除视觉冗余,从 而获得高压缩比;1.1编码基本原理;二维离散小波变换公式; 式1,2,3,4为二维正交小波变换的分解公式, 它由二维内积的形式给出,上标j表示尺度,下标 表示两个方向的位移; 为对应于尺度空间的 尺度展开系数, 分别为对应于小波空 间的小波展开系数; 小波变换编码的主要工作是取一个特定的 小波基,对图像做小波分解在小波域内研究合 理的量化方案,扫描方式和熵编码方式.熵编码 主要有游程编码,霍夫曼编码和算术编码等.量 化是小波变换的核心,其目的是更好的进行小 波图像系数的组织.; 小波变换是原始图像为初始值,不断将上一级图像分解 为4个子带的过程.每次分解得到的4个子带图像,分别代 表频率平面上不同的区域,他们分别含有上一级图像中的 低频信息和垂直,水平及对角线方向的边缘信息,其中HL 子带为水平方向高通滤波,垂直方向为低通滤波,HH子带 为两个方向的高通滤波,LH子带为水平方向低通垂直高通 滤波,LL子带为两方向的低通滤波.;1.2小波变换编码的优点; 小波变换优点 1.小波图像的各个频带不仅分别对应了原始图像在不同 尺度和不同分辨率下的细节,而且每个频带都是一个小 波分解级数决定的最小尺度,最小分辨率下对原始图像 的最佳逼近. 2.各高频子带具有方向选择性,而不同方向的信息对人眼 有不同的作用,根据这一特性分别设计量化器,可以得到 很好的编码效果. 3.在小波变换编码中,图像是作为一个整体被传送的,而 不像基于块的图像编码方法(如DCT变换)中把图像分成 像素块来传送,因此不会出现方块效应. 4.天然的塔式数据结构;2.JPEG2000编码标准的介绍;2.1 JPEG2000的基本框架; JPEG2000标准基本框架模块组成如上图所示, 离散小波变换是对原始图像数据的处理的第一步. 变换的系数经过量化,熵编码.然后组织成JPEG2 000码流的格式.解码器是编码器的逆过程,码流 首先进行熵解码,反量化,然后进行离散小波反变 换,最终形成重构的图像.;2.2小波变换核心算法; JPEG2000压缩标准支持基于卷积和基于提升的滤波方 式.基于卷积的滤波是传统方法,它将扩充后的源信欧诺个号 与滤波器系数作基于内积的点运算,其缺点是无法即时用离 散小波变换系数替换对应点的源信号数据,因此占用很多内 存.而提升算法具有速度快,所需存储空间较少等优点 ; 在实际的编码实现中,小波变换的分辨率(即小 波变换层数)是一个重要参数,选择合适的分辨率 层数可以得到较好的图像压缩质量,并且提高压缩 效率.JPEG2000默认的参数值为6.适当控制小波 变换的层数,可以在满足图像质量的要求下,尽可 能提高压缩效率.小波分解使得压缩码流在空间上 可分级性,因此可以进行分层编码即基本层和提高 层. ;Le Gall5/3小波其整数变换; JPEG2000标准把Daubechies9/7与Le Gall 5/3 小波用作缺省小波滤波器.由于5/3小波变换是整型 -整型的可以变换(整数小波变换是指整数序列映射 成整数小波变换系数,其变换过程中允许有浮点运 算),因???既可以用于有损压缩,又可以用于无损压 缩.9/7小波变换是实型-实型的非可逆变换,只可用 于有损压缩. ;一个8x8图像的三层小波分解系数值