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基於嵌入式思想的小波圖像壓縮研究

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基於嵌入式思想的小波圖像壓縮研究

摘要:圖像作爲傳遞資訊的媒體和手段是十分重要的。但是數字圖像的數據量非常大,需要很多的比特數,因而需要對圖像進行壓縮。所謂圖像壓縮就是在保證一定的圖像質量和滿足一定要求的前提下,減少圖像原始數據量的一種過程。
關鍵字:圖像壓縮嵌入式小波變換
Abstract:
The image as delivering medium and means of information are very important the data quantity of the numerical image is very big, needing a lot of ratios to especially count, as a result need to carry on the compression to the image -called image compression is at guarantee the certain image quantity and satisfy the premise of certain request under, a process of reducing the quantity of original data of image.
Firstly, the image compression's necessary and feasibility are discussed, and several classical image coding technologies are introduced. Including code method and its evaluation criteria, main image coding international standard and so on. Finally, the Embedded Zerotree Wavelet algorithm based on the wavelet transformation had been analysised and the discuss, and its basic thought、 concept and algorithm principle had been elaborated. And the programming based on matlab has been completed: overall situation threshold value image compression Based on the bior3.1 wavelet, image two-times compressions and the primitive image 3-times decompositions based on the bior3.7 wavelet, the image compression-encoding and decoding based on the harr wavelet and the huffman coding. Through carries on the compression code test experiment to the standard test image, confirmed this method operation’s succinction, the quick speed, the high quality of the re-build images, which has obtained the satisfying effect.
Keywords:Image compression Embedded Wavelet transform
本文首先論述了圖像數據壓縮的必要性和可行性,對傳統的經典的圖像編碼技術進行了介紹。包括編碼方法及其評價標準、主要的圖像編碼國際標準等。並對基於小波變換的嵌入式零樹算法進行了詳細的分析和討論,闡述了嵌入式零樹小波編碼(EZW)的基本思想、概念及算法原理。並完成了基於harr小波基和huffman編碼方法的圖像壓縮編解碼的編程。透過對標準測試圖像進行壓縮編碼測試實驗,證實該方法運算簡潔,速度快,重構圖像質量高,取得了令人滿意的效果。
一、圖像壓縮編碼概述
1.圖像壓縮編碼的`原理
圖像壓縮機制通常可以分爲兩種:有損壓縮和無損壓縮。在無損壓縮中,我們關心的是確信重建沒有丟失資訊,無損壓縮通常被用於文字檔案的壓縮中。對於有損壓縮,允許壓縮後產生質量上的誤差。有損壓縮機制的優點是可以得到比無損壓縮高得多的壓縮比,但是它只能用於可以用近似的數據代替原始數據,而這種相近數據又是容易被壓縮的情況。舉例來說,一幅和原圖像在視覺上沒有區別的圖像可以看作是原圖像的近似。任何壓縮機制的根本思想都是除去數據中存在的相關性。所謂相關性,就是能夠根據給出的一部分數據判斷其相鄰的數據。數據相關性分爲以下幾種:
(1)空間相關性:可以根據圖像中某一點的像素值推斷出其相鄰點的像素值;
(2)頻率相關性:一個信號的傅立葉變換通常是光滑的,這意味着可以根據某一部分的頻率來推斷其相鄰部分的頻率;
(3)時間相關性:在數字視頻中,在時間上相鄰兩幀圖像的大部分像素的值變化很小。
有損壓縮的標準過程是變換編碼。基本思想是用一個和原來不同的數學基來表示數據,在這種新的表示下,數據的相關性能夠顯露出來或被拆開。在這種情況下,大部分的係數都接近於0,可以忽略,於是可以將餘下的資訊存儲在一個較小的數據包中。