嵌入式图像压缩编码的研究

嵌入式零树小波编码(EZW)是基于小波变换的图像压缩编码方法,具有良好的局部特性和空间-频率特性,但正交变换用统一的方法分解高低频,没有充分利用高频的细节信息,而且用同样的方法扫描高频3个方向(水平、竖直、对角线)分量,不能完全利用小波变换后系数的特点。针对此,提出一种改进的EZW算法,即对原始图像采用固定格式的小波包分解,并给出一种新的小波零树结构;在对分解后的系数进行扫描时,充分利用高频信息的方向性特点,其水平分量采用水平扫描、竖直分量采用竖直扫描、对角线采用Z扫描,整体结构依然使用原始EZW的扫描顺序。通过仿真实验对比发现,提出的改进EZW算法比原始的EZW算法,无论在客观数据还是主观视觉上,都有一定的改善,从而验证了该改进算法的有效性。     

基于内存优化和启发式深度优先搜索的小波零树图像编码算法

本文提出了一种基于内存优化和启发式深度优先搜索的小波零树图像编码算法,采用标志位和启发式的深度优先搜索策略完成零树编码中的排序和细化过程.采用一张标志位图标识细化过程中的重要系数,代替零树编码中的链表,节省了内存占用.同时采用启发式的深度优先搜索策略检索树结构中的不重要象素集合信息,不仅省去了存储排序全局信息的链表和位图,符合优化内存的需要,还减少了排序过程中的定位信息,提高了信噪比.实验表明,和现有的小波零树编码算法相比,较大地节省了编解码内存,信噪比虽略低于SPIHT(Set Partition In Hierarchal Tree)算法,但高于EZW(Embedded Zerotree Wavelet)、LZC(Listless Zerotree Coding)等编码算法,为硬件实现小波零树编码算法探讨了一条有效途径.     

图像小波变换实现及EZW编码理论研究

根据图形小波知识,对于图形小波变换实现采取的技术—这个Mallat算法给以深入研究,同时基于Mallat算法采取VC++编程的方法来对图像小波变换进行分析与研究。Mallat算法是将信号处理中的滤波器和计算小波系数联系在一起,组建成塔形分解算法,这样小波系数相关计算简单化了。嵌入式小波零树系数编码(EZW)是将小波变换的各子带系数表示为零树结构。EZW是一种简单而有效的图像编码算法。使用这种算法,编码者可在任一点结束编码,所以允许精确达到一个目标比率,而这时仍能产生同样的图像。有很好空间的小波变换——频域局部特性,关于图像这个可以有效地进行处理。     

预测性嵌入式零树编码算法的改进

由于小波图像编码方法非常适合于数字图像和视频的编码,它已成为了视频编码领域所热捧的对象.在MPEG-4的静态纹理编码的BQ模式中采用了预测性嵌入式零树编码算法(PEZW).虽然PEZW中已有统一模式的EZW编码算法思想的萌芽,但没有完全实现统一模式的EZW编码思想,因此算法比较复杂,编码速度比较慢.为此,本文作者应用EZW编码算法的统一模式对PEZW进行改进,可大大降低算法的复杂度,提高编码速度.     

一种改进的嵌入式零树小波编码算法

基于小波变换的静止图象压缩算法是研究视频图象压缩算法的基础和前提.目前基于小波变换的图象压缩算法已出现很多,文章重点研究了嵌入式零树小波编码算法EZW,并通过实验对算法进行了论证.虽然EZW算法能够达到比较好的图象压缩质量及重构图象质量,但是其运算量却相当大,因此文章根据EZW算法存在的问题,对算法进行了改进,最后通过实验对比可知,经本文算法压缩的图象的PSNR明显优于原有算法.     

嵌入式比特流混沌加密算法的研究与仿真

提出混沌与嵌入式比特流相结合的加密算法.首先,将原始图像进行二维小波变换后,转换成小波域上的小波系数,然后对小波系数进行嵌入零树小波编码.接着,使用分段线性混沌映射产生二进制混沌序列,对码流分组加密,该算法具有较高的安全性.仿真试验结果表明,该算法能够得到令人满意的结果.     

基于提升小波变换的SPECK图像编码算法

提升小波变换即第2代小波变换,可以实现图像的完全无损编码;SPECK(集合分裂嵌入块编码)是基于小波变换的采用块状结构的图像编码算法。文中介绍了基于提升方法的整数小波变换和SPECK图像编码算法,提出了用整数小波变换代替传统小波变换进行SPECK图像编码。实验结果表明,在相同压缩比下,该算法比EZW(零树小波编码)在重建图像的信噪比方面有所提高,而与SPHIT(多级树集合分列算法)接近。     

小波变换编码及其在军事图像上的应用

提出了一种军事图像压缩的新方法,在嵌入式零树小波(EZW)算法基础上引入提升方案和整数变换以降低算法复杂度,在编码前对系数按重要性进行排序并对低频区域的系数的符号进行改变.实验结果表明,将该算法用于军事图像压缩无论在主观效果还是在峰值信噪比方面都取得了满意的效果.     

基于小波变换的图像快速压缩算法

结合目前广泛采用的嵌入式小波零树编码(EZW)和分层树集划分算法(SPIHT),提出了一种适用于图像小波变换高频压缩的提升算法.在经小波变换之后的矩阵中引入区间变化的概念,选取合适的数值取代区间中的数值,之后进行编码和传输.对于小波变换之后的图像在低频部分采用了DPCM算法,在高频部分采用了在EZW和SPIHT基础上改进的快速压缩算法,那么在编码时就可以用较短的时间保留原始图像的大部分能量,这对大幅图像的压缩和传输非常有利.虽然新算法与原先两种算法相比略微损失了部分保真度,但却在很大层度上降低了计算复杂度,缩短了编码时间.实验结果表明,此算法取得了较好的效果.     

基于内存优化的小波零块嵌入图像编码算法

小波嵌入零块编码算法(Set Partitioned Embedded bloCK,SPECK)是一种高效的具有渐进传输特性的图像编码算法,但其在编解码过程中的巨大内存占用致使编解码速度慢且不利于硬件实现.本文提出了一种基于内存优化的小波零块嵌入图像编码算法,采用标志状态图和块深度优先搜索策略完成嵌入编码中的排序和细化过程.两张标志状态图分别标识编解码过程中的重要系数和不重要集合,同时结合块深度优先搜索策略检索块结构中的不重要集合,代替排序和细化过程中的重要系数链表和不重要集合链表,较大地节省了内存占用.实验结果表明,与SPECK算法相比,在保持相当信噪比的情况下,内存占用仅为原来的1/12,与另一种低内存零树编码算法LZC(Listless Zerotree Coding)相比,在内存略有增加的情况下,信噪比至少提高1.1dB,为硬件实现小波零块编码算法探讨了一条有效途径.     

Efficient coding of sparse trees using an enhanced-embedded zerotree wavelet?algorithm

In the Embedded Zerotree Wavelet (EZW) algorithm, a large number of bits are consumed in the encoding of Isolated Zero (IZ) symbols. This is the main bottleneck of the EZW algorithm, which limits its performance in terms of compression gain. To circumvent this limitation of the EZW algorithm, we propose in this paper, the Enhanced-EZW (E-EZW) algorithm based on the novel concept of a sparse tree (ST) encoding scheme. The ST encoding scheme provides an efficient encoding of ‘IZ’ symbols and eventually gives significant improvement in compression gain. Image features are clustered at various locations in an image, which gives rise to spatial correlation between Significant Coefficients (SCs) at these locations. Based on the above observation, we further propose differential coding of relative position of SCs in ST (DCORPS) in the E-EZW (DCORPS E-EZW) algorithm. We analyze cases where the ST coding gives higher coding gain compared to the EZW algorithm. Further, we see that DCORPS in sparse tree coding improves the overall coding efficiency of the E-EZW algorithm. By simulation results, we also demonstrate that the E-EZW and DCORPS E-EZW algorithms outperform two other important wavelet-based compression algorithms: namely set partitioning in hierarchical trees (SPIHT) and JPEG-2000 for a representative set of real-life images.     

X树图像编码

该文提出一种新的小波图像编码结构X树。X树是除根节点外其余的节点均为0的四叉树,它是零树的一种推广。在X树的基础上,文中提出了普通X树图像编码和嵌入式X树图像编码两种编码方案,实验表明该文提出的方案的编码效率明显高于零树(EZW)和栈-游程(Stack-run)编码。     

数字电视系统中OFDM稀疏信道估计算法

针对采用OFDM调制技术的数字电视传输系统,利用信道的稀疏特性提出一种基于子空间拟合的信道估计算法。该算法首先利用参考矩阵列向量与观测向量的相关性来确定信道的非零抽头位置,然后再采用最小二乘算法完成对非零系数值的二次估计,避免了无谓的零抽头估计,改善了算法性能。在低信噪比和导频数较少的情况下,算法仍具有稳健的性能,仿真结果验证了该算法的有效性。     

实现图像感兴趣区域渐进编码的新方法——一种改进的嵌入式零树小波编码算法

在分析了Shapiro的嵌入式零树小波编码算法的基础上，针对其效率的不足提出了一种改进方法。本算法通过识别重要子带，而不是EZW中的重要系数，大大减少了需要编码的零树的数量，因而节省了时间。在此改进的基础上，结合坐标数据压缩算法实现了对图像感兴趣区域的渐进编码。该算法可在接收到图像的全部编码数据之前，首先实现感光趣区域的高品质重建，且编码效率也有明显提高。     

Universal perceptual weighted zerotree coding for image and videocompression

A universal representation for the perceptual weighted zerotree coding algorithm is developed, in which the perceptual weighted zerotree coding is decomposed into two separate parts, i.e. visual weighting and zerotree representation, which can be realised independently. Prior to zerotree processing, the extracted full-tree is weighted by using a visual weighting matrix. Any zerotree algorithm like EZW, SPIHT and zerotree space-frequency quantisation can be used to encode the weighted coefficients of the wavelet transform. In other words, any previous algorithm without perceptual weighting can be easily extended to form a new perceptual coder using the proposed framework. Several examples of visual weighting matrices are given to show the effect of the new method     

基于FPGA的图像压缩与编码算法设计

高帧频相机需要较长时间记录目标状态的图像信息,由于记录介质的存储容量所限,需要对图像进行实时压缩、记录与传输。EZW和SPIHT两种编码方法速度慢,不易在FPGA上实现,且对缓存要求较高。根据小波变换后小波系数的冗余及分布特性,提出一种新的编码算法,通过直接对系数大小做比较,然后结合数值特性和分布特性对小波系统进行动态分组,用较少的存储空间记录图像系数信息。该算法适合在FPGA上实现,实验结果验证了方法的可行性。     

An improved wavelet-based image coder for embedded greyscale and colour image compression

The embedded zero-tree wavelet (EZW) coding algorithm is a very effective technique for low bitrate still image compression. In this paper, an improved EZW algorithm is proposed to achieve a high compression performance in terms of PSNR and bitrate for lossy and lossless image compression, respectively. To reduce the number of zerotrees, the scanning and symbol redundancy of the existing EZW; the proposed method is based on the use of a new significant symbol map which is represented in a more efficient way. Furthermore, we develop a new EZW-based schemes for achieving a scalable colour image coding by exploiting efficiently the interdependency of colour planes. Numerical results demonstrate a significant superiority of our scheme over the conventional EZW and other improved EZW schemes with respect to both objective and subjective criteria for lossy and lossless compression applications of greyscale and colour images.     

基于超混沌RC4的视频流加密算法

为保证视频传输过程中的安全性,提出了一种基于超混沌与RC4相结合的视频加密算法.利用四维超混沌映射产生4个伪随机序列,将其分别作为RC4算法的种子密钥,实现DC系数、非零AC系数符号和运动矢量MV符号的联合加密.仿真加密算法的同时对算法的加密效果和安全性进行了分析,实验结果表明,该算法具有较大的密钥空间、较高的密钥敏感性以及较高的安全性.     

基于格点量化的小波图像编码技术

将小波变换应用于图像的压缩编码已显示出其诱人的前景，本文首次半格点量化与游程编码方法的相结合，采用复合熵编码来处理非零格点，采用游程来编码零格点，得到了很高的编码效率，该方法的另一个优点是可以灵活地控制编码器的输出速率，同时，由于格点量化有其快速算法，因此整个编码器的运算杂义很低，其综合性能不仅优于ＤＣＴ，也优于通常格点量化算法。