基于三维小波变换嵌入式视频压缩算法的研究

本文把二维图像的等级树集分割编码方法(SPIHT)推广应用于三维的视频编码中,提出了一种用于三维视频序列图像的扩展等级树集分割编码方法.此方法所编码码流是嵌入式码流,在解码端可随意截取一段码流解码以达到所要求的码率和视频质量.另外此方法无需进行运动补偿,降低了算法的复杂度.通过理论分析和仿真实验得出,此方法有很好的编码效率,但对于帧内图像较复杂的序列,编码效率有所下降.     

小波图像编码研究与应用的新进展

首先回顾了现代小波编码的发展历程，以嵌入式零树小波编码（EZW）算法和分层树中的集分割（SPIHT）编码算法为例，对其基础理论和基础思路进行了深入阐述，介绍了该领域的一些新的应用和研究成果，并分析指出了小波图像编码算法进一步改进的研究方向。     

一种改进的运动补偿三维小波视频编码方法

Choi等[1]提出的运动补偿三维子带编码方法是一种具有代表性的高效小波视频编码方法,其编码效率优于国际标准MPEG-2.但是该方法的运算复杂度高,编码时也没有充分利用小波图像的特点.为此,本文对该方法的两项关键技术进行了改进:采用像素域降采样运动估计技术以降低运算复杂度,采用改进的集分裂分层树(Set Partitioning in Hierarchical Trees,SPIHT)方法对三维时/空子带进行更高效的编码.实验结果表明,与原有的算法相比,本文的工作不仅降低了运算复杂度,也进一步提高了编码效率.     

一种改进的无表零树编码的图像压缩方法

本文对SPIHT算法进行了改进,得到一种在编码和解码过程中都不用链表的小波零树编码方法,称为改进的无表零树编码.这种编码方法大大地减少了内存消耗,降低了编码复杂度,提高了编码速度.实验表明,在相同压缩比下本文算法比LZC算法提高了0.66dB,因此为硬件实现图像压缩编码提供了一种有效的方法.     

基于多小波域新型空间方向树的SPIHT改进算法

为了更好地利用图像多小波域系数的相似性进行编码,提出了一种基于多小波域新型空间方向树的SPIHT改进算法。在SPIHT改进算法中首先定义了一种新型空间方向树把多小波域中不同子带的相似系数和每个子带中各个子块的相似系数组织在一起,然后根据树的结构改进了算法中分裂排序过程。实验结果表明,SPIHT改进算法与原来的SPIHT算法相比,在相同的压缩比下可以获得更高的峰值信噪比。     

基于子带金字塔结构的彩色图像小波编码

本文改进了分层树集分割算法(SPIHT),重新设计了一种子带金字塔的数据结构来组织图像的二维小波变换系数,既减少了存储空间又加快了编码速度.在彩色图像的YUV空间按位平面的顺序依次对YUV三个分量编码,输出颜色分量完全嵌入式的码流.实验结果表明改进后算法对彩色图像的编码能获得很好的率失真性能,而且适用于高分辨率、不规则图像的编解码.     

基于空间方向小波等级树的图像编码

本文提出了等级树集合分区算法(SPIHT)的一种改进方案,对图像的小波变换域的三个空间方向(水平、垂直和对角)上的系数构成等级树型结构,并对各空间方向等级树单独进行编码,使得在不影响恢复图像质量的情况下,进一步提高压缩比.仿真实验表明了本算法的有效性.     

静止图像小波系数嵌入式编码算法的研究

随着互联网的普及和图像应用范围的不断扩大,对静止图像的编解码算法的新的要求在不断提出,即要求在较高的压缩比基础上实现更多新的功能,如嵌入式编解码、从有损压缩到无损压缩等等。嵌入式零树小波编码(EZW),及在其基础上涌现出许多新的改进算法,如分层树的集分割算法(SPIHT),集分割的嵌入块编码(SPECK),最佳截断的嵌入式块编码(EBCOT)等,文中对这些算法的原理和性能进行了讨论,并说明了静止图像编解码的研究方向。     

基于改进遗传算法的STSK系统色散矩阵和3D星座的联合优化

空时移位键控（space-time shift keying,STSK）是一种用于多输入多输出（multi-input multi-output, MIMO）通信系统的调制方案,通过预先设计的色散矩阵集（dispersion matrix set,DMS）以实现系统在复用与分集之间的灵活设计。提出了改进的遗传算法（genetic algorithm,GA）辅助DMS和3D星座的联合优化,即将DMS和3D星座联合编码作为GA的染色体,并采用秩与行列式准则对应的编码增益作为总体适应度值。通过高效的选择以及改进的变异和交叉策略,可以获得低误码率（bit error rate,BER）的DMS和3D星座,同时利用3D星座的对称性,大幅度降低了编码增益对应的适应度值的计算复杂度。推导了3D STSK方案的理论平均成对差错概率（ABEP）。仿真结果表明,与传统的 GA 和随机搜索方案相比,本文提出的改进 GA在保证BER性能前提下可以显著降低系统实现的复杂度。     

三维小波多分等级树视频压缩编码

提出了基于三维小波多发等级树视频压缩编码方法。通过将原始图象序列进行帧分组,并对每个图象帧组在时间、水平和垂直三维空间上进行小波变换。然后,对变换域的各个空间－时间频率了带按照其方向的不同。构成多个小波等级树,并对每个等级树分别进行ＳＰＩＨＴ编码算法。仿真实验表明了该方法的有效性。     

3D Color Set Partitioning in Hierarchical Trees

This paper introduces the 3D color set partitioning in hierarchical trees (3D-CSPIHT) low bit rate embedded video coding scheme. The codec exploits the correlation between temporal and spatial wavelet coefficients and the interdependency between luminance and chrominance components to code color video sequences without the need for explicit bit allocation. Besides offering rate scalability, the new codec also produces multi-resolution scalable code streams. The hierarchical variable size block matching motion estimation technique is also integrated to demonstrate the motion estimation option with 3D-CSPIHT. The coding results show that 3D-CSPIHT produces better performance and visual quality compared to 3D-SPIHT.     

Progressive Video Coding for Noisy Channels

We extend the work of Sherwood and Zeger to progressive video coding for noisy channels. By utilizing a three-dimensional (3D) extension of the set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) algorithm, we cascade the resulting 3D SPIHT video coder with the rate-compatible punctured convolutional channel coder for transmission of video over a binary symmetric channel. Progressive coding is achieved by increasing the target rate of the 3D embedded SPIHT video coder as the channel condition improves. The performance of our proposed coding system is acceptable at low transmission rate and bad channel conditions.     

基于多描述和不等差错保护的航空遥感图像传输方法

 本文提出了一种针对航空遥感图像传输的信源信道联合编码方法.将小波变换后的图像进行小波树分组以形成多描述,并重复描述重要的低频子带系数;然后利用改进的多级树集合分裂(SPIHT)算法对每个描述单独编码,并为其提供不等差错保护.为保证编码实时性,提出了一种快速的码率分配搜索算法.仿真结果表明该方法在频率选择性莱斯衰落信道下实现了遥感图像的鲁棒传输,且具有较低的复杂度.     

Lossy-to-lossless compression of medical volumetric data using three-dimensional integer wavelet transforms

We study lossy-to-lossless compression of medical volumetric data using three-dimensional (3-D) integer wavelet transforms. To achieve good lossy coding performance, it is important to have transforms that are unitary. In addition to the lifting approach, we first introduce a general 3-D integer wavelet packet transform structure that allows implicit bit shifting of wavelet coefficients to approximate a 3-D unitary transformation. We then focus on context modeling for efficient arithmetic coding of wavelet coefficients. Two state-of-the-art 3-D wavelet video coding techniques, namely, 3-D set partitioning in hierarchical trees (Kim et al., 2000) and 3-D embedded subband coding with optimal truncation (Xu et al., 2001), are modified and applied to compression of medical volumetric data, achieving the best performance published so far in the literature-both in terms of lossy and lossless compression.     

Pre-processing of SPIHT for lossy image coding

A simple but efficient pre-processing step for SPIHT (set partitioning in hierarchical trees) image coding is proposed. It reduces the computational complexity and increases the performance for lossy image coding     

Error-resilient SPIHT image coding

The authors develop an efficient error-resilient scheme for the set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) technique, one of the most successful image compression algorithms. By partitioning the coded data sequence and adding appropriate side information, the proposed algorithm provides significantly better PSNR performance over noisy channels with a minimal increase in the coding complexity     

基于人眼视觉特性的ROI渐进编码算法

一般基于感兴趣区域(ROI)的图像编码算法都没有充分考虑人眼视觉特性,在分析了JPEG2000中感兴趣区域编码的优缺点后,利用小波变换的特点并结合人眼视觉的掩蔽效应,提出了一种改进的ROI图像编码算法。首先将图像小波域中的所有低频系数进行移位处理,而对于小波域中的高频系数,仅对其属于ROI区域的系数进行移位处理,再利用等级树集合分割(SPIHT)算法进行编码传输。仿真实验证明了该算法比原有算法的图像主观质量更好。     

The application of multiwavelet transform to image coding

This work presents a new image coding scheme based on multiwavelet filter banks. First, two dimensional (2-D) multiwavelet decomposition is performed on the original image. Then, several hierarchical trees are constructed in the transform domain, and an extension of set partitioning in hierarchical trees algorithm is proposed to quantize multiwavelet coefficients. Our simulation shows that this scheme is effective and promising.     

一种嵌入式头肩图像编码方法

头肩序列图像是可视电话、会议电视等视频业务中常见的一种图像模式.本文将SPIHT算法与人脸检测算法相结合,提出一种嵌入式的头肩图像编码方法.首先采用人脸检测技术确定头肩图像中的人脸区域;然后产生人脸区的掩膜,并对LL子带中人脸区掩膜内的小波系数进行定标,以保证人脸区的小波系数能优先编码;最后采用SPIHT算法对人脸区和背景区进行编码.实验结果表明,与原来的SPIHT方法相比,这种方法可以保证人脸区域的重建质量好于背景区的重建图像.同时压缩后的码流仍然具有嵌入的特性,支持渐进传输.     

Unequal error protection of SPIHT encoded image bit streams

A derivative of the set partitioning into hierarchical trees (SPIHT) image coding method, which generates substreams with different error-resilience properties, is proposed. By dividing the image bit stream into three classes, substreams with different immunity properties are obtained. The unequal protection of these substreams with different channel coding rates improves the overall performance of the method against channel errors. Simulation results show the superiority of the proposed method over some of the state-of-the-art methods