JPEG2000中重要性编码及上下文建模的改进

众所周知,基于上下文建模的算术编码是JPEG2000标准中的关键技术,而对于重要性编码,JPEG2000中采用的上下文模型是码块内的8邻域系数,由于其根据经验将所有上下文分成9类,且所有比特平面都使用这套固定的上下文分类方案。因此针对这种上下文分类方案的不足,对JPEG2000中重要性编码及其上下文建模方式进行了改进,即首先建立比原来的3×3更大的上下文模型;然后提出了一种基于重要上下文的扫描方式;最后基于新的扫描方式根据最小码长的准则进行上下文量化的优化,考虑到不同子扫描之间的统计差异,对不同的扫描子过程使用不同的上下文模型方案。实验结果表明,与JPEG2000的无损压缩相比,新的重要性编码算法的无损压缩结果(平均比特率)较JPEG2000提高了1.312%。     

单一滑动窗口下的字级位平面编码研究与实现

位平面编码（BPC）是JPEG2000编码器中EBCOT的重要组成部分。为了解决BPC实现的低效问题,提出了一种改进的并行硬件结构来实现字级位平面编码算法。对编码通道预测和上下文形成的流水线并行处理技术进行了研究,实现了在一个时钟周期内对一个条带列的所有位样本并行编码。当样本系数被顺次编码时,包含在每个位平面中的三个通道编码在一次扫描中完成。该系统结构已经通过ModelSim实现和TSMC综合。结果表明,该结构可以有效减少硬件成本,并提供高速的数据处理能力,适合实时图像和视频的应用。     

JPEG2000上下文形成算法的研究与实现

在JPEG2000的EBCOT编码中,算术编码器需要使用上下文信息来编码相应的记号,上下文形成器是其重要基础.通过对位平面中的样本的条带扫描方式和记号的环境特征的详细分析,把记号和记号的上下文进行了合理的分类,这就为上下文形成算法的设计提供了理论根据.关于清理通道中的RLC上下文标志的形成,因为有关文献的论述并不清楚,所以有必要做出明确的解释,并给出了一个有效的算法,整个算法用Delphi实现,实验结果证明了其正确性.     

基于JPEG2000的码率控制算法的研究

码率控制是JPEG2000编码的重要过程,其算法的优劣直接决定着整个编码效率的高低和压缩图像质量的好坏.针对JPEG2000标准建议的码率控制算法的计算复杂度高且占用存储空间大的问题,提出了对隔行扫描编码通道算法ACPI的一种改进算法,包括添加估计斜率值阶段、逆转扫描分辨率水平顺序,以及逆转同等级子带扫描的顺序.实验结果表明,该算法有效地减少了一JPEG2000的计算复杂度和存储量,提高了性能.     

JPEG2000编码算法中上下文关系的改进

通过研究SPIHT和EBCOT（JPEG2000核心算法）编码算法,分析它们所用的小波系数的不同性质,本文提出了把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,并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。     

JPEG2000的系数位上下文建模算法及其应用研究*

提出了系数位上下文建模算法,利用它可先建立每个位平面的上下文,再直接进行编码,大大提高了编码的并行性。利用它还可以容易地实现一次性扫描的快速编码系统和位平面并行编码系统。     

位平面算术编码的编码分离与MQ编码器改进

为了降低图像压缩中位平面算术编码的计算复杂度,提出了将算术编码从位平面扫描中分离,方便编码的并行计算。以JPEG2000的位平面编码为例,实现了位平面扫描和MQ编码的分离,然后根据编码分离后的算法特点,设计了一种改进的MQ编码器。对该算法在TMS320C6000系列DSP中的实现进行了研究,通过软件流水、循环展开、条件操作和优化选项等方法提高处理速度。编码独立和编码器改进相结合,使重建图像质量稍有提高,编码速度提高了8倍以上。     

基于回归分析的嵌入式块编码预测截断算法

针对JPEG2000中基于率失真优化后压缩处理的嵌入式块编码算法所存在的运行复杂、浪费大量编码时间等问题,提出了一种有效提高编码效率的方法,即基于回归分析的嵌入式块编码预测截断算法。该算法根据多元线性回归分析得到的回归方程来预测截断点,避免了对将被截断的位平面进行扫描编码,并舍弃了复杂耗时的率失真计算与搜索,有效地加快了嵌入式块编码算法的运行速度。实验结果表明,算法获得了可观的编码速度提升收益。     

基于上下文预测算法的位平面解码器VLSI设计

位平面解码器作为JPEG2000解码系统中算法复杂、运算量最大的组件,限制了解码器的工作效率,为此,以下提出了一种上下文预测算法,并将该算法与基于组的像素点跳跃算法混合使用,实现了数据处理的流水线操作,提高了位平面解码器的工作速度.并采用Verilog HDL硬件描述语言进行了RTL级描述,经过功能仿真和DC综合,最高工作频率可达100MHz,内嵌到JPEG2000解码器系统中,可满足图像实时解码的要求.     

JPEG 2000系数位平面编码的FPGA设计

研究JPEG 2000 标准中系数位平面编码的硬件实现问题,提出一种适合ASIC实现的结构,在保证编码速度的前提下,最大限度减小了片内小波系数缓存量,解决了扫描过程中如何对系数状态字进行读写的问题,大大减少了系统访问系数状态字的频率。设计中幅度细通道和清理通道并行工作,使编码时间比传统非并行工作减少30%以上。在FPGA上对设计进行了仿真验证。     

高性能的EBCOT编码及其VLSI结构

提出了比特平面与编码过程全并行处理的EBCOT(embedded block coding with optimizedtruncation)编码结构.通过分析JPEG2000和国内外提出的EBCOT编码结构,指出不仅每一个比特平面,而且对应的编码过程的编码信息可以同时获得,从而给出了比特平面与编码过程全并行处理的块编码方法,并且详细说明了实现的VLSI结构.理论分析以及具体实验结果表明,比特平面与编码过程全并行处理所需的时钟周期最少,FPGA原型系统最高时钟频率可达65MHz,对于512×512的灰度图像,处理速度可达30fps,完全可以实时处理,图像质量达到了公布的JPEG2000标准.     

基于整数小波变换和子带比特平面编码的图象压缩算法

在分析图象整数小波变换的基础上 ,提出了基于子带比特平面编码的压缩算法 .该算法将整数小波系数按子带分为若干比特平面 ,称之为子带比特平面 ,并采用简单高效的率失真优化算法确定子带比特平面的编码顺序 ,且这一顺序与图象无关 .按此顺序对子带比特平面进行自适应 MQ算术编码 ,便得到嵌入式压缩码流 .该算法可以从无损到有损 ,以任意倍率或质量进行图象压缩 ,压缩效率达到了浮点 EZW算法和 JPEG2 0 0 0整数小波编码方案的水平 ,而速度远快于这两者的速度 .该算法还具有复杂度低 ,占用内存少的优点 .     

基于最速下降法的JPEG2000快速率控制方法

研究实现了基于最速下降法（SD）的JPEG2000率控制方法。该方法的主要特点是：通过多次迭代依次选择失真率比值最大的编码遍作为最终的压缩码流;并针对最速下降法排序时间复杂度大的缺点,引入了最大堆排序结构,大大提高了在每次迭代更新过程中的排序和查找效率。该方法在率控制的过程中进行备选编码遍的编码过程,既消除了JPEG2000编码的冗余性,又减少了率分配的时间。实验结果表明,该方法显著减少了编码和率控制的时间复杂度,提高了压缩编码效率。     

比特平面并行的EBCOT编码及其VLSI结构

该文提出了比特平面并行处理的EBCOT编码算法 .通过分析JPEG2 0 0 0中EBCOT编码结构 ,指出每一个比特平面的编码信息可以同时获得 ,从而给出了比特平面并行处理的块编码方法 ,并且详细说明了实现的VLSI结构 .与现有的结构相比 ,该结构具有并行度高、避免编码位置的时钟浪费等特点 .从实验结果表明 ,比特平面并行处理方式所需的时钟周期最少 ,FPGA原型系统最高时钟频率可达 5 2MHz,图像质量达到了公布的JPEG2 0 0 0标准 .     

基于可逆整数小波变换的遥感图像的无损压缩

针对遥感数据的特点，将可逆整数小波引入遥感图像压缩领域，与SPIHT编码相结合，试验选用了几种可逆整数小波对几幅遥感图像和标准测试图像进行图像无损压缩试验，结果与JPEG2000相比都所有提高。     

基于形态学位平面扫描的遥感图像压缩算法

给出了一种基于形态学位平面扫描的小波域遥感图像编码算法。算法对典型的扫描顺序进行了改进,使用形态学重要符号邻域优先的系数扫描策略,改善了上下文条件概率的时变稳定性,提高了编码效率。实验表明,算法较经典的EBCOT编码方法在同码率下PSNR有一定的提高。