基于改进SPIHT的图像无损压缩算法研究

针对应用于图像无损压缩的传统SPIHT算法没有充分利用小波系数低频子带带内的相关性且存在编码冗余的不足之处,提出了基于改进SPIHT的图像无损压缩算法。首先对原始图像进行整数小波变换,然后对小波变换后的低频子带和高频子带分开编码,即对低频子带进行预测编码;对高频子带,当阈值小于等于2时,改变了传统SPIHT算法的编码方式,减少了比特输出。实验结果表明,与传统SPIHT算法相比,比特率平均降低了0.0653bpp。     

基于视觉特性的Contourlet域图像压缩编码算法

为了有效克服小波变换难以准确捕获图像特征、而Contourlet变换存在冗余等不足,本文提出了一种基于视觉特性的Contourlet域图像压缩编码算法.该算法首先对原始图像进行小波分解,并对中高频小波子带进一步实施自适应方向分解;然后根据人眼视觉特性(HVS),对变换系数进行加权处理;再结合小波分解与方向分解特点,构造扩展的空间方向树结构;最后采用SPIHT编码思想完成图像的压缩.实验结果表明,本文提出的Contourlet域图像编码方法是一种高效的图像压缩算法,不仅其压缩效果明显优于SPIHT、WBCT等图像压缩方案(特别是低比特率下),而且具有比较强的通用性与适应性(SPIHT与WBCT对于Barbara之类纹理图像压缩效果较差,然而本文算法的压缩效果却较理想).     

基于形态Haar小波的SAR图像斑点噪声抑制方法

针对现有相干斑抑制算法不能在去除斑点噪声和保持图像边缘、细节信息之间做到很好的折中,提出了一种新的基于形态Haar小波变换的合成孔径雷达(SAR)图像斑点噪声抑制方法。该方法首先对SAR图像进行二维形态Haar小波分解,图像的边缘、细节和纹理信息在低频子带中得到了更好的保留,噪声主要分布在高频子带;然后,根据各高频子带噪声的特点,分别对高频子带进行均值和中值滤波达到去除斑点噪声的目的;最后,再对低频子带和处理后的高频子带进行形态Haar小波精确重构得到去斑图像。实验证明:该算法不仅大大改善了原始SAR图像的画面质量,同时很好地保持了原始SAR图像的纹理特性和细节信息;该算法去斑性能指标总体优于传统的Lee滤波、Frost滤波、Kuan滤波和小波软阈值法。     

复小波包域遥感图像局部自适应融合算法

为了使融合后的图像在保持原IKONOS 卫星图像多光谱特性的同时,最大可能地提高图像空间 分辨率,提出了一种基于四树复小波包变换的SAR 图像与多光谱IKONOS 卫星图像相融合的新方法．该方法 利用复小波包变换的多方向性和对高频细节信号良好的时频局部化分析能力,分别对IKONOS 图像经HIS 空 间变化的I 分量子图和SAR 图像进行复小波包分解,并对分解后的低频复系数采用取平均或取大值的方法、 对高频方向复系数采用邻域一致性测度的局部自适应方法进行复系数融合．用融合后复系数经复小波包反变 化得到的图像代替原IKONOS 图像经HIS 变换的I 分量,再经HIS 空间反变换得到最终的融合图像．实验结 果表明,该融合算法在光谱保留和空间质量提高方面,比传统的基于小波变换的融合算法具有更高的性能．     

应用人眼视觉特性的Contourlet域图像压缩编码算法

鉴于Contourlet变换存在冗余,小波变换不能准确捕获图像特征等不足,提高编码速度和改进视觉效果,提出了一种基于人眼视觉特性的混合域图像压缩编码算法。算法对原始图像进行小波分解,对中高频小波子带进一步实施自适应方向分解;根据人眼视觉特性（HVS）,对不同子块变换系数进行加权处理;结合小波分解与方向分解特点,构造扩展的空间方向树结构;根据系数重要性,对低频系数采用新的排列结构,采用SPIHT编码思想完成图像压缩。实验结果表明,提出的混合域图像编码方法是一种高效的图像压缩算法,其压缩效果明显优于SPIHT、WBCT等图像压缩方案（特别是低比特率下）。     

针对遥感图像压缩的改进SPIHT 算法

在研究遥感图像和小波分解系数特点的基础上,提出了一种改进的SPIHT算法：对第一阶小波变换产生的低频子带和高频子带进行小波再分解,并对再分解后的四个子带,取不同的门限值,分别进行编码;再分解后的高频子带小波系数不进行编码,在解码时直接赋予固定值重构图像。改进算法更好地处理了低频子带和高频子带的小波系数,对遥感图像的压缩实验证实了改进算法的有效性。     

基于遗传分形编码的嵌入式小波图像编码算法

在分析小波变换与分形编码特点的基础上,提出了一种新的基于遗传分形编码的嵌入式小波图像编码算法。根据图像进行小波变换分解为不同空间频带上的子图像这一特性,对其低频子带进行基于遗传算法的分形编码,利用遗传算法的快速全局搜索能力提高分形编码中值域块与定义域块的匹配搜索速度;对其高频子带部分进行阈值去噪处理后进行SPIHT编码,两部分同时进行,提高图像的压缩效率。实验结果表明：同传统的分形编码和SPIHT编码压缩方法相比,该算法在图像的重构质量方面有所提高,尤其是在中低码率下PSNR(峰值信噪比)得到了较大提高,并且算法执行时间明显减少。     

基于小波包变换的多光谱图像融合方法研究

小波包分析将频带进行多层次划分，对小波多分辨分析没有细分的高频部分也进行了进一步的分解。本文在研究了小波包图像分析法后，提出了基于小波包变换的象素级图像融合算法。通过把同一目标的多传感器获得的不同波段的图像数据利用小波包变换进行融合，得到融合图像。这种方法能够很好地将源图像的细节融合在一起，完好地显示了源图像各自的信息。     

一种基于小波包变换的分形编码方法

利用小波包分析对高频部分进一步分解的特点,尝试将分形编码和小波包变换相结合来进行图像压缩。首先将图像进行小波包分解,然后对高频部分采用基于小波变换的压缩,对低频部分进行分形压缩。计算机模拟试验表明,采用上述改进方案,与基本分形编码相比,编码速度提高了20倍左右,且重建图像的主观保真度更高。     

基于小波-Contourlet变换的图像压缩算法

利用小波-Contourlet变换对图像分解具有多尺度和多方向性的特点,提出一种结合小波-Contourlet变换和无链表集合分裂嵌入块编码的图像压缩算法.小波-Contourlet通过方向滤波器组把小波分解的高频予带进一步分解为多个方向子带,从而更稀疏地表示图像的边缘和纹理.无链表集合分裂嵌入块算法充分利用系数子带内的相关性,具有复杂度低、编码效率高的优点.实验结果表明,与基于小波变换的SPIHT算法和SPECK算法相比,新算法对纹理丰富的图像有很好的压缩效果和视觉效果.     

Multi-polarimetric SAR image compression based on sparse representation

The use of sparse representation in signal and image processing has gradually increased over the past few years.Obtaining an over-complete dictionary from a set of signals allows us to represent these signals as a sparse linear combination of dictionary atoms.By considering the relativity among the multi-polarimetric synthetic aperture radar(SAR)images,a new compression scheme for multi-polarimetric SAR image based sparse representation is proposed.The multilevel dictionary is learned iteratively in the 9/7 wavelet domain using a single channel SAR image,and the other channels are compressed by sparse approximation,also in the 9/7 wavelet domain,followed by entropy coding of the sparse coefficients.The experimental results are compared with two state-of-the-art compression methods:SPIHT(set partitioning in hierarchical trees)and JPEG2000.Because of the efficiency of the coding scheme,our method outperforms both SPIHT and JPEG2000 in terms of peak signal-to-noise ratio(PSNR)and edge preservation index(EPI).     

基于SPIHT编码的语音信号压缩算法

提出了一种基于最佳小波包变换和SPIHT编码的语音信号压缩编码方法。该方法首先对语音信号进行小波包变换,求解最佳小波树,进行动态位分配,再用改进的SPIHT算法对变换后的小波系数进行压缩编码。并且采用了熵编码的方法进一步提高了压缩比。实验表明,该方法在较高的压缩比下能获得较好的信号重构质量,计算复杂度低,延迟小。     

基于Surfacelet变换和SPIHT算法的视频压缩

提出一种基于Surfacelet变换并结合SPIHT算法的视频压缩编码方法。这种新方法把视频信号作为特殊的三维信号,对信号的空间和时间维进行整体处理。Surfacelet变换具有多方向分解、各向异性、高效率的树结构滤波器组、可完全重建和低冗余度等性质。SPIHT算法具有分辨率质量上的可伸缩性、渐进传输性等特性。利用Surfacelet变换的分解系数在各层间相关以及图像能量集中的特性,结合SPIHT算法完成视频数据的压缩编码。这种新的视频压缩编码方法能弥补三维小波变换的缺陷,达到更高的 PSNR 值和更好的视觉效果,尤其适用于纹理复杂度较高、运动幅度较小的视频。     

基于小波域空间树结构的合成孔径雷达图像压缩

空间树结构SOT(Spatial-Orientation Tree)在基于小波的SAR图像压缩中扮演着及其重要的角色,包括EZW(Embedded Zero-tree Wavelet)和SPIHT(Set Partitioning in Hierarchical Trees)的图像压缩编码方法,都利用了SOT中的父子关系。斑点噪声的存在,严重降低了SAR图像的质量和可压缩性。作为研究不同分辨率小波系数的空间相关性的非常有效的数据结构,SOT在斑点噪声去除中并没有得到很好的利用。提出一种新的SAR图像压缩方法,该方法结合基于SOT结构的斑点噪声去除和EZW嵌入式零树编码算法,对机载合成孔径雷达图像压缩实验的结果显示,该方法优于JPEG和标准EZW算法。     

基于内嵌块优化等级树(EBOHT)算法的图像编码

该文提出一种图像编码的新算法（EBOHT），该算法先将图像进行小波变换，然后按空间位置对应关系将小波系数分成若干块，每一块数据采用一种新等级树编码，比传统的SPITH方法增加了预测过程，进一步利用了相邻小波系树的相关性，块间进行基于率失真曲线的优化方法，使每一块图像有合理的比特分配，同时由于数据是分块编码的，因此该算法较SPITH有更好的容错能力，且易于实现感兴趣区（ROI）编码。     

A wavelet packet based block-partitioning image coding algorithm with rate-distortion optimization

As an elegant generalization of wavelet transform, wavelet packet （WP） provides an effective representation tool for adaptive waveform analysis. Recent work shows that image-coding methods based on WP decomposition can achieve significant gain over those based on a usual wavelet transform. However, most of the work adopts a tree-structured quantization scheme, which is a successful technique for wavelet image coding, but not appropriate for WP subbands. This paper presents an image-coding algorithm based on a rate-distortion optimized wavelet packet decomposition and on an intraband block-partitioning scheme. By encoding each WP subband separately with the block-partitioning algorithm and the JPEG2000 context modeling, the proposed algorithm naturally avoids the difficulty in defining parent-offspring relationships for the WP coefficients, which has to be faced when adopting the tree-structured quanUzation scheme. The experimental results show that the proposed algorithm significantly outperforms SPIHT and JPEG2000 schemes and also surpasses state-of-the-art WP image coding algorithms, in terms of both PSNR and visual quality.     

一种低比特率下的快速SAR图像压缩方法*

提出了一种低比特率的快速压缩方法,通过基于小波的降采样增强像素间的相关,继而使用小波包分解降采样后的图像并使用基于零块的方法对系数进行编码。实验结果表明用该方法进行压缩能够得到优于JPEG2000的主观效果,对边缘保持更好,并且计算量小,适合实时实现。     

一种基于Contourlet的图像低码率SPIHT算法

Contourlet是一种优于小波的不可分离图像表示方法，它除了具有一般小波变换的多尺度、局部性外，还具有方向性、各向异性。为此，本文提出了一种基于Contourlet变换的SPIHT编码方法。首先，对图像Contourlet变换各子带系数的分布情况进行了统计分析；进而设计了一种基于Contourlet变换的空间方向树结构，该结构具有类似图像小波变换域中“零树”的特性；在此基础上实现了一种基于Contourlet变换的渐进式编码算法（CSPIHT），该算法除了具有一般基于小波变换的零树编码算法的特性外，还具有方向性和各向异性的特点，特别对图像的边缘方向信息和纹理信息具有很好的捕捉能力和解码的视觉效果。实验结果表明，所提出的算法CSPIHT在低码率下其重构图像的PSNR要高于SPIHT算法；而对于中等码率，尽管重构图像的PSNR略低于SPIHT，但重构图像纹理和边缘区域的视觉效果要优于SPIHT。     

Compression of multi-polarimetric SAR intensity images based on 3D-matrix transform

The algorithms for multi-polarimetric synthetic aperture radar (SAR) intensity image compression are investigated. First, the multi-polarimetric SAR intensity images (HH, HV and VV) are considered as a 3D-matrix unit, and then a 3D-matrix transform is adopted to remove the redundancies, which includes 1D discrete cosine transform (DCT) in the polarimetric channels and 2D discrete wavelet transform (DWT) in each polarimetric SAR image plane. After the 3D-matrix transform, two methods are proposed to encode the 3D mixed coefficients. One is a bit allocation encoding based on differential entropy and the other is a 3D set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) encoding which is an improvement of the conventional SPIHT. The two methods can remove not only the redundancies of the image inside but also the redundancies among the polarimetric channels, because they do not process every channel image separately. Both the theory and experimental results show that the proposed methods are efficient.     

SAR复图像数据的CCSDS-IDC编码性能分析与四叉树编码

目的：CCSDS-IDC (国际空间数据系统咨询委员会-图像数据压缩) 是NASA制定的基于离散小波变换(DWT)尺度间衰减性的空间图像数据压缩标准,适用于合成孔径雷达(SAR)幅度图像及各类遥感图像的压缩。然而,与光学图像不同,常见的SAR图像都是复图像数据,其在干涉测高等许多场合具有广泛应用,分析研究CCSDS-IDC对SAR复图像数据的编码性能具有重要的应用价值。方法：由于SAR复图像数据不具有尺度间的衰减性,因此将其用于SAR复图像数据编码时性能较低。考虑到SAR复图像数据DWT系数呈现出聚类特性,提出将四叉树(QC)用于DWT域的SAR复图像数据编码,发现QC对SAR复图像数据具有高效的压缩性能。结果：实验结果表明,在同等码率下,对基于DWT的SAR复图像数据压缩, QC比CCSDS-IDC最多可提高幅度峰值信噪比4.4dB,平均相位误差最多可降低0.368;与基于方向提升小波变换（DLWT）的CCSDS-IDC相比,QC可提高峰值信噪比3.08dB,降低平均相位误差0.25;对其它类型的图像压缩,基于聚类的QC仍能获得很好的编码性能。结论：CCSDS-IDC对SAR复图像数据编码性能低下,而QC能获得很好的编码性能。对应于图像平滑分布的尺度间衰减性,其在某些特殊图像中可能不存在,而对应于图像结构分布的聚类特性总是存在的,故在基于DWT的图像编码算法设计中,应优先考虑利用小波系数的聚类特性,从而实现对更多种类图像的高效编码。