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.     

基于小波变换的嵌入式图像编码研究

对基于小波变换的嵌入式图像编码进行分析，对其中具有代表性的嵌入式零树小波编码（EZW）、多级树集合分裂算法（SPIHT）、集合分裂嵌入块编码（SPECK）进行比较和讨论，并予以实现。     

基于提升方法的SPECK算法的研究

集合分裂嵌入块编码算法(SPECK)是基于小波变换的采用块状结构的图像编码算法.对SPECK算法的排序过程进行了详细的分析,针对离散小波变换(DWT)在相同压缩比下,SPECK算法重建的图像质量有时比SPIHT算法差的情况,提出基于9-7整数小波变换的改进的SPECK.先对图像整数小波分解,然后通过完善集合分配策略、合理分配比特等处理.实验结果表明,该算法在相同的输出码率情况下不仅得到了更好的恢复效果,而且缩短了编码时间.     

基于提升小波的SPIHT改进算法

针对多级树集合分裂算法（Set Partitioning In Hierarchical Tree,SPIHT）复杂的特点,采用整数实现的提升格式代替了原来的小波变换,简化了计算过程。对小波系数采用基于块的结构划分,在频域重新建立空间方向树。根据块中相邻系数相关性建立上下文模型,对输出信息进行自适应算术编码,提高了编码效率。实验表明,在相同的比特率条件下,重构图像的PSNR值高于原算法。     

基于离散小波变换的改进SPIHT算法研究

随着现代信息社会对通信业务要求的不断增长,图像通信与通信容量的矛盾日益突出。为了缓解网络带宽的不足、加快图像信息的传播速度,对于基于高比率的图像压缩算法的研究很有必要。目前比较流行的多级树集合分裂算法压缩效果比较好,输出的比特流较少,但是需要对内存中的数据反复的读取,且反复的在链表结构中扫描不重要系数,增加内存的负担及软硬件实现的复杂度,从而降低了编码的效率。本文针对多级树集合分裂算法的缺点提出了一种基于离散小波变换的改进的多级树集合分裂算法,通过对小波系数排序过程的调整,减少了对内存反复的读取操作,减轻了对内存造成的负担,提高了编码的效率。     

基于小波变换的嵌入式图像编码研究

对基于小波变换的嵌入式图像编码进行分析,对其中具有代表性的嵌入式零树小波编码(EZW)、多级树集合分裂算法(SPI-HT)、集合分裂嵌入块编码(SPECK)进行比较和讨论,并予以实现。     

基于二叉树的改进SPIHT算法

为在保持多级树集合分裂(SPIHT)算法编码速度的同时提高其性能,提出一种基于二叉树的改进SPIHT算法。对D型集合分裂得到的4个系数进行二叉树编码,优先编码L型集合的重要性,并以较高的概率提前判断二叉树根节点的重要性,从而提高编码效率。实验结果表明,该算法的执行速度与SPIHT算法相当,且具有较高的峰值信噪比。     

基于多小波域SOT结构的SAR图像去噪与压缩算法*

合成孔径雷达（SAR）图像固有的相干斑噪声严重影响了SAR图像的判读和进一步压缩处理,提出一种在多小波域将空间方向树（SOT）去噪与压缩相结合的SAR图像压缩算法。首先利用SOT对高频子带的多小波系数进行软阈值去噪,滤除相干斑噪声;然后采用改进的多级树集合分裂（SPIHT）算法编码形成嵌入式码流。利用大量的机载SAR图像对该算法进行了仿真验证,实验结果表明采用该算法进行SAR图像压缩提高了重建图像的PSNR,同时对相干斑噪声进行了有效的抑制。     

基于三维集合分裂嵌入式块编码(3D-SPECK)的视频编码器

提出了一种基于三维SPECK(Set Partitioned Embedded Block)编码方法的视频编码器。为了进行三维小波变换,视频序列被组织成帧组(GOP,Group of Frames),变换后的小波系数被组织成小波方格(WC,Wavelet Cube)。通过采用3D-SPECK对WC进行有效地编码,从而实现视频序列的有效编码。时域上放弃了运动估计和运动补偿,采用了时间轴上的小波变换,因此该编码器与传统的混合编码模式相比,具有计算量小的优点。实验结果表明,该编码器无论在数值结论还是主观效果上都与无运动补偿的3D-SPIHT(Set Partitioning in Hierarchical Trees)相当。     

小波零树和集合分裂算法在图像压缩中的应用

介绍了小波零编码在图像压缩中的应用，在小波零树编码中采用了集合分裂算法。实验证明该算法能有效的传送小波零树系数的排序信息，编码比特率控制方便，且算法简简。     

基于对象的三维医学图像形状自适应编码算法

提出了一种针对三维医学图像已知诊断对象区域的形状自适应小波编码方法.该算法仅对对象区域内的像素应用形状自适应小波变换去相关,变换后,对象在变换域中的系数个数与图像域的像素保持相同.为了实现快速无损变换,提出一种基于提升的形状自适应小波变换方法.通过分析形状自适应变换后无效系数的位置,又提出一种改进的OB-3DSPECK(object-based set partitioned embedded block coder)算法,取消了对象区域外无效块或系数的符号输出,即只输出两种符号码流到自适应算术编码器.对于三维医学图像的对象区域,该算法能够提供有损到无损的渐进编解码.实验结果表明,该算法平均SNR比OB-3DSPECK提高0.5dB.此外,由于减少了一种符号输出,使得算术编码过程可选.     

基于小波变换的嵌入式图像压缩编码算法

小波变换具有良好的空间-频率局部化特性,给图像编码算法提供了广阔的发展空间。嵌入式图像编码算法能很好地满足图像编码的新要求,因此也成为了静态图像编码新标准JPEG2000的基础。对基于小波变换的嵌入式图像编码方法进行了研究,分析比较了几种典型的编码算法的原理和编码性能,指出了改进方案和适用性,探讨了小波图像压缩研究的发展方向。     

一种基于图像纹理分析的分形和SPIHT混合编码

从研究分形图像编码和零树编码各自的优劣点以及它们之间的结合点出发,寻找了一种基于图像纹理分析的分形和SPIHT混合编码,目的在于充分利用景物特征和人眼的视觉特性,提高分形变换和零树在图像编码领域内的协同能力。该方法利用SPIHT算法位平面编码的渐进特性,用基于灰度模型的统计特征分类方法将分形和SPIHT相结合,得到更符合人眼视觉特性的编码方案。实验结果表明,该方法能进行较好的图像块分类,并取得较高的压缩比,而且在人眼视觉允许的范围内且同时又要求高压缩比的情况下具有优势。     

Object-based video coding with dynamic quality control

This paper presents a novel MPEG-4 priority-based multiple video objects coding system integrating User Visual Attention Model (UVAM) and Dynamic Bit Allocation (DBA) rate control mechanism. In the proposed system, the importance of individual objects is defined automatically and the coding parameters are adaptively adjusted so that the perceptual quality of important objects is maximized. The first contribution of the paper is an object-based UVAM utilizing a two-level structure and a blob extraction algorithm. Following that, two DBA algorithms are designed for object-based coding quality control in which weighted bits are allocated to prioritized single or group of video objects. Experimental results confirm that the defined automatic object-based priority is consistent with the observation of human visual system and the coding quality is maximized for the most important object and group of objects. In addition, the proposed system provides object-based coding flexibility and improved efficiency of utilizing coding resources. It offers key techniques to ensure the quality of services for real-time content-based video coding and streaming systems.     

图像的多描述编码

图像的多描述编码(MDC)是针对单描述编码(SDC)而言,其编码方法是将图像编码为多个位流(描述),并使每个描述都能恢复可接受质量的图像。其恢复图像的质量只依赖描述的个数,即如果解码器接收到的描述越多,则由这些描述共同形成的图像质量就越高。在图像通信应用中,在无信道编码的情况下,用MDC方法可适应传输条件恶劣的信道,尤其是无线信道和网络信道。为了能在传输信道恶劣的条件下进行有效的图像传输,在对MDC的基本理论及其应用以及近几年MDC的研究现状进行概述和总结的基础上,提出了一种基于EZW编码的MDC方法。实验结果表明,此法简单、有效,其不仅实现了压缩图像传输的健壮性,同时兼顾了压缩效率。     

基于边缘检测的噪声图像压缩编码方法

基于小波变换的图像压缩算法在含噪图像和较低码率时出现的边缘模糊现象多年来一直未能得到很好的解决,为了解决这一问题,提出一种基于边缘检测的噪声图像压缩编码方法。首先,对图像进行小波边缘检测,确定哪些小波系数是图像的边缘特征,将其保护起来;然后,对小波变换域系数采用软阈值收缩方法实现去噪;最后,利用等级树集合分裂算法(SPIHT)算法对图像进行压缩编码。实验结果表明,本文提出的方法不仅能获得较高的图像压缩率、较好地去除噪声,而且能在一定程度上解决边缘模糊问题。     

基于SPECK和Turbo码的鲁棒图像传输

针对信源与信道编码各自的特点,提出了一种基于SPECK（set partitioned embedded block coder）算法和Turbo码相结合的信源信道联合编码方案.由于图像经SPECK算法编码后的数据流对信道噪声非常敏感,所以可采用此方案来提高图像对信道错误的鲁棒性.该方案通过SPECK算法来产生具有不同容错性的子流,信道编码采用删余Turbo码,用不同码率的信道编码来对这些子流进行非平等保护,以改善数据流抗信道差错的整体性能.这种方案充分利用了信源编码后的数据流的特性,从而使误码率与码长达到了一个较好的平衡.实验结果表明,该方案不仅能够在较高的压缩比下,使解码图像具有较高的峰值信噪比,并且由于Turbo码的优异性能,使得图像在较低信噪比条件下进行传输仍具有较强的鲁棒性.     

多模式3维视频形状编码

目的 具有立体感和高端真实感的3D视频正越来越受到学术界和产业界的关注和重视,未来在3D影视、机器视觉、远程医疗、军事航天等领域将有着广泛的应用前景。对象基3D视频是未来3D视频技术的重要发展趋势,其中高效形状编码是对象基3D视频应用中的关键问题。但现有形状编码方法主要针对图像和视频对象,面向3D视频的形状编码算法还很少。为此,基于对象基3D视频的应用需求,提出一种基于轮廓和链码表示的高效多模式3D视频形状编码方法。方法 对于给定的3D视频形状序列逐帧进行对象轮廓提取并预处理后,进行对象轮廓活动性分析,将形状图像分成帧内模式编码图像和帧间预测模式编码图像。对于帧内编码图像,基于轮廓内链码方向约束和线性特征进行高效编码。对于帧间编码图像,采用基于链码表示的轮廓基运动补偿预测、视差补偿预测、联合运动与视差补偿预测等多种模式进行编码,以充分利用视点内对象轮廓的帧间时域相关性和视点间对象轮廓的空域相关性,从而达到高效编码的目的。结果 实验仿真结果显示所提算法性能优于经典和现有的最新同类方法,压缩效率平均能提高9.3%到64.8%不等。结论 提出的多模式3D视频形状编码方法可以有效去除对象轮廓的帧间和视点间冗余,能够进行高效编码压缩,性能优于现有同类方法,可广泛应用于对象基编码、对象基检索、对象基内容分析与理解等。     

空时形状预测与高效编码

目的 形状是视觉对象的关键特征,形状编码是对象基图像和视频处理中的关键技术,但现有无损形状编码方法压缩效率普遍不高.为此,提出一种基于链码表示和空时预测的高效无损形状编码新算法.方法 首先逐帧提取视觉对象的形状轮廓并转化为链码表示;然后基于对象轮廓的帧间活动性将形状视频序列分成帧内预测编码帧和帧间预测编码帧,并基于轮廓链码的空域相关性和时域相关性对二者分别进行空域和时域补偿与预测;最后基于链码的方向约束特性对预测后的位移矢量和预测残差进行高效编码压缩.结果 为了检验所提算法的性能,基于MPEG-4标准形状测试序列进行了编码实验测试.与现有主要方法相比本文算法能提高压缩效率6%到71.6%不等.结论 本文算法可广泛应用于对象基编码、基于内容的图像检索、图像分析与理解等领域.     

Comparison of transform coding techniques for two-dimensional arbitrarily shaped images

Envisioned advanced multimedia video services include arbitrarily shaped (AS) image segments as well as regular rectangular images. Image segments of the TV weather report produced by the chromo-key technique [1] and image segments produced by video analysis and image segmentation [2–4] are typical examples of AS image segments. This paper explores efficient intraframe transform coding techniques for general two-dimensional (2D) AS image segments, treating the traditional rectangular images as a special case. In particular, we focus on the transform coding of the partially defined image blocks along the boundary of the AS image segments. We recognize two different approaches — thebrute force transform coding approach and theshape-adaptive transform coding approach. The former fills the uncovered area with the optimal redundant data such that the resulting transform spectrum is compact. A simple but efficient mirror image extension technique is proposed. Once augmented into full image blocks, these boundary blocks can be processed by traditional block-based transform techniques like the popular discrete cosine transform (DCT). In the second approach, we change either the transform basis or the coefficient calculation process adaptively based on the shape of the AS image segment. We propose an efficientshape-projected problem formulation to reduce the dimension of the problem. Existing coding algorithms, such as the orthogonal transform by Gilge [5] and the iterative coding by Kaup and Aach [6], can be interpreted intuitively. We also propose a new adaptive transform based on the same principle as that used in deriving the DCT from the optimal Karhunen-Loeve transform (KLT). We analyze the tradeoff relationship between compression performance, computational complexity, and codec complexity for different coding schemes. Simulation results show that complicated algorithms (e.g., iterative, adaptive) can improve the quality by 5–10 dB at some computational or hardware cost. Alternatively, the simple mirror image extension technique improves the quality by 3–4 dB without any overheads. The contributions of this paper lie in efficient problem formulations, new transform coding techniques, and numerical tradeoff analyses.