白友利[1]2003年在《静态图像压缩标准—JPEG2000分析与应用》文中研究指明现代信息技术的发展，极大地改善了人的生活质量，尤其是计算机多媒体技术的发展，给人们的生活带来无穷乐趣。图像压缩技术在多媒体技术领域中占有重要的位置。目前，最常用的JPEG图像压缩标准，在中高码率时表现很好，然而在低码率的条件下，重构图像存在者严重的方块效应，不能很好的适应网络化传输的需要。为了解决上述问题，国际标准化组织(ISO)制定了下一代的图像压缩标准：JPEG2000(编号为15444)。由于该标准系列还没有最终完成，本文根据已经成型的ISO 15444-1进行分析和研究。并提出了该标准在身份证件二维条码系统中的应用。 本文共分叁个部分。第一部分主要是介绍图像压缩技术的历史和研究现状和JPEG2000的理论基础。第二部分详细介绍了JPEG2000涉及到的各种算法。并重点对EBCOT算法和感兴趣区域算法做了阐述和分析。然后给出JPEG2000与JPEG压缩效果等方面的对比分析。最后是针对身份证明二维条码系统中的人肩图像压缩，提出了应用JPEG2000算法的解决方案。第叁部分介绍一种达到C~1光滑的曲面细分格式的编程实现问题。
胡荣锋[2]2006年在《JPEG2000静态图像压缩标准ROI技术的研究与实现》文中指出随着计算机越来越多的用来处理图像及多媒体信息,为达到节省资源的目的,如何对图像进行有效的压缩成为一个当前研究的热点。针对图像压缩国际上提出了很多的标准,其中JPEG2000是最新的静态图像压缩标准。JPEG2000是ISO于2000年底制定的新一代静态图像压缩编码标准。JPEG2000与传统JPEG最大的不同,在于它采用以小波变换为主的编码方式。感兴趣区域编码是JPEG2000支持的新功能之一,也就是在进行图像压缩时同时要保证图像的质量也成为一个难题。针对人的主观应用目的,往往只对图像中的某部分区域感兴趣,对其它部分的质量要求不高,这就是感兴趣区域编码的思想。利用这种思想进行编码可在图像的压缩和质量间取得平衡,在保证图像质量的前提下可取得较好的压缩效果。本文主要是对JPEG2000标准的感兴趣区域(ROI)编码进行了探讨,并根据实际情况提出了能减少编码复杂度的感兴趣区域编码方法。本文从一般性出发分析了JPEG2000标准,对JPEG2000的ROI编码进行了描述,同时对JPEG2000采用的离散小波变换算法的理论基础进行了介绍,分析了基于小波变换的图像感兴趣区域编码方法。最后特别对JPEG2000标准的EBCOT算法和多兴趣区域编码方法进行了详细的研究,对编码的各个环节进行了分析,提出了基于EBCOT的感兴趣区域编码算法及实现多兴趣区域多质量的压缩的编码方法。该方法从实际应用的特点出发,对多个ROI进行优先级别的排列,对ROI外的背景区域进行高频分量滤除,从而减少了JPEG2000编码的运算量,减少了生成码流的编码时间。同时,该方法对解码端没有任何要求,利用了JPEG2000的核心编码算法,更有利于实现和保持兼容性。
万登峰[3]2005年在《基于JPEG2000遥感图像压缩的应用研究》文中研究指明随着遥感技术的发展,获得大量遥感数据的遥感器不断涌现,遥感图像的压缩受到越来越多的关注。由于遥感图像对地物分析和识别有非常重要的作用,因此大多数情况下希望在遥感图像压缩中不损失信息,即进行无损压缩。JPEG2000是最新的静态图像压缩标准,它放弃了JPEG标准采用的以离散余弦变换的区块编码方法,采用以小波变换为主的编码方式,提高了压缩性能。本文阐述了JPEG2000标准的基本算法和关键技术,将其应用于遥感图像的高保真压缩中。文中在JPEG2000编解码系统的基础上,针对高光谱图像的特点,设计了基于JPEG2000无损压缩的遥感图像高保真压缩方案。在图像压缩过程中,先将遥感图像进行预处理、彩色变换和整数小波变换,去除遥感图像中的冗余信息;然后采用无损压缩方法将低频子带LL直接进行EBCOT编码和熵编码,采用高保真压缩方法将高频子带进行有损压缩。本文主要介绍了两种高保真压缩方法:高频子带分级量化方法和高频子带分量滤除方法。高频子带分级量化方法是将高频子带划分为4×4的块,根据块内方差区分为纹理区、次纹理区和平坦区。取不同的量化步长,对纹理区进行精细量化,对次纹理区和平坦区进行粗量化,减少高频子带中的数据量,增大图像的压缩比。高频子带分量滤除方法也是将高频子带划分为4×4的块,根据块内方差将其区分为纹理区和平坦区。平坦区包含的高频信息较少,认为其代表了图像的背景信息,对其中的小波系数清零;纹理区包含较多的高频信息,认为其存在重要的目标,必须保留并优先传输,从而实现在有限失真条件下提高遥感图像的压缩性能。本文首先回顾了图像压缩技术的发展历程,对现有的各种遥感图像压缩编码方法进行了归纳;接着介绍了JPEG2000静态图像压缩标准的基本情况,并按照JPEG2000图像标准的编码处理顺序,深入分析了JPEG2000编码器的各个编码模块;然后对遥感图像的构成、相关性以及小波变换域统计特性进行了分析,得出遥感图像的特点,从而为遥感图像的高保真压缩提供了理论依据。在此基础上,给出了高保真压缩编码的设计方案,并对方案的采用C++程序仿真,并对仿真结果进行了分析和总结。实验结果表明,文中的两种设计方案在对各种遥感图像进行高保真压缩时取得了较好的效果,尤其对遥感图像压缩性能的改善有明显的效果。
张元伟[4]2010年在《静态图像压缩编码的研究与实现》文中指出随着多媒体技术和网络的不断发展,静态图像得到越来越广泛应用。在具体应用中,人们发现静态图像在存储和传输方面占用了很多的资源,造成很大不便。在这种情况下,静态图像的压缩成为人们研究的一个热点。人们希望能够用有限的空间和带宽资源存储与传输更大容量的图像,并且希望压缩后的图像有更好的图像质量。在这样的背景下,国际标准化组织发布了一系列静态图像压缩标准,其中最着名的是JPEG和JPEG2000标准。JPEG是“连续色调静止图像数字压缩编码”的简称,国际标准号是ISO/IEC 10918,是目前应用最广泛的图像压缩标准。JPEG2000是新一代静态图像压缩编码标准,国际标准号是ISO/IEC 15444,是JPEG的升级版本,有更优异的压缩性能。本文正是基于这两种标准的研究与实现。本文主要完成了以下主要工作:1)对JPEG标准的编解码进行了系统的理论研究,对其中主要模块进行了详细的介绍,并用Visual C++编程实现一幅BMP格式的图像和JPEG格式图像的相互转换。最后针对JPEG图像压缩编码速度慢的问题提出了使用查表DCT算法,并用自适应量化取代标准量化过程,达到提高压缩质量的目的。2)对JPEG2000标准的基本系统的编解码进行了理论研究,对其中小波变换、熵编码等主要模块进行了详细的说明,并用kakadu_V2.2.3版本的参考代码实现了一幅BMP格式的图像和JP2格式图像的相互转换。3)对JPEG与JPEG2000压缩编码从主要特点和图像压缩性能两个方面进行了比较,得出结论:在某些低压缩率的情况下,由于自身算法的复杂性,JPEG2000暂时还不能代替JPEG,但在高压缩率或者某些特殊要求(如:感兴趣区域编码)的情况下,JPEG2000将是最好的选择。最后,对所做的工作进行了总结,指出了研究中的不足,确定了下一步的研究方向。
赵盼盼[5]2016年在《基于人眼视觉特性的高压缩比静态图像编码技术研究》文中指出当前图像编码国际标准中,常使用基于块的DCT变换作为核心技术。但是基于分块变换编码在高压缩比条件下重构图像会出现明显的方块效应,降低了图像的主观质量。针对如何减少高压缩比条件下的方块效应,提高图像质量这一问题,已经提出许多不同的解决方案,这也是本文的主要研究方向。为了减少平坦区域的方块效应并且更多的保留图像的边缘细节信息,提出了一种DCT域内基于人眼视觉特性的图像块分类的自适应压缩算法,有效的提高了压缩图像的质量。首先,本文在学习静态图像编码算法和压缩标准的基础上,系统分析了图像压缩编码的核心变换技术,并对叁种经典的静态压缩标准JPEG、JPEG2000和JPEG-XR进行了压缩比较分析,分析其各自在高压缩比条件下的压缩效果;其次,重点分析了人眼视觉系统及其特性,在此基础上提出了基于视觉特性的图像块分类压缩的新思路,并且提出了一种DCT域内图像块分类的新方法,通过计算图像块的活动性,将图像块划分为平坦区、边缘区、纹理区叁大类;最后,对采取统一量化表量化的方式进行了量化失真分析,并分析了JPEG产生当块效应的根本原因,然后结合人眼视觉特性分别对平坦区、边缘区、纹理区实现自适应量化。自适应量化压缩得到的图像具有更好的视觉效果和压缩质量。
王华华[6]2007年在《基于JPEG2000的感兴趣区域编码算法研究》文中研究说明随着计算机越来越多的用来处理图像及多媒体信息,为达到节省资源的目的,如何对图像进行有效压缩已经成为当前的一个研究热点。针对图像压缩国际上提出了很多标准,其中JPEG2000是最新的静态图像压缩标准。与JPEG标准不同,JPEG2000标准基于离散小波变换和最新的嵌入式编码技术,不仅具有良好的压缩性能,而且提供了一系列新特征。感兴趣区域编码技术便是其中之一,该技术可以对感兴趣区域采用低压缩比的有损压缩甚至无损压缩,对其它区域采用高压缩比的压缩,这样就可以解决压缩比和重构图像质量之间的矛盾。本文概述了JPEG2000静态图像压缩标准的基本情况,并按照JPEG2000图像标准的正向编码处理顺序,深入分析了JPEG2000编码器的各个编码模块。论文的主要研究工作和贡献包括以下两点:1、针对JPEG2000编码系统算法复杂的特点,提出了一种改进的图像压缩算法:基于图像抽取和JPEG2000标准的压缩算法。该算法在对原始图像进行JPEG2000编码压缩之前,先通过图像抽取缩短图像尺寸,这样就可以减少参与编码的数据量。该算法不必对JPEG2000标准的整体编解码模块做任何改动,只需在这个系统中加入简单的前处理和后处理就能实现。实验结果表明,与JPEG2000标准算法相比,改进算法简单有效,能减少编码计算量,降低运算复杂度,同时保证重构图像质量不恶化。2、针对现有ROI编码算法的不足,提出了一种改进的ROI编码算法。该算法将图像最低频子带的全部系数当作ROI数据来优先处理,保证原始图像的基本信息首先被恢复;对于其余高频子带的小波系数,则首先处理ROI系数,等所有子带的ROI系数都处理完毕,再将这些子带的BG系数按重要性顺序依次放到压缩码流的尾部进行传输。实验结果表明,改进的ROI编码算法不需要进行系数位移,不会扩大系数的动态范围,同样可以实现ROI编码效果。
王明翠[7]2007年在《SPIHT算法的改进及均值均方差在静态图像压缩中的应用》文中认为随着信息技术的发展，图像压缩一直是人们研究的热点。其中，如何在保证一定图像质量的同时，尽可能的降低算法复杂度；在静态图像压缩中，如何确定变换系数的量化阈值，提高图像的压缩比和峰值信噪比；在小波压缩中如何进行小波基的选取等等，成为一系列值得研究的问题。本文结合国内外研究现状，针对以上问题进行了深入的研究，其主要研究内容有以下几点：1．对EZW、SPIHT算法进行了深入研究，提出了一种改进的SPIHT图像编码算法。改进算法不仅继承了原有SPIHT算法的各种优点，而且通过调整小波系数的排序过程、用一维数组来取代原有的链表结构、改变小波系数重要性判断的依据等措施进一步降低了SPIHT算法的复杂度、提高了原有算法的工作效率。2．对JPEG标准的压缩流程进行了深入研究，将均值均方差应用到基于DCT的图像压缩中。采用均值均方差计算DCT变换系数的量化公式，使得不同子块之间采用不同的量化步长。与采用固定量化表相比更能够反映变换系数的分布特征，也有利于实现图像的压缩。但是该方法只适用于包含信息比较单一的图像。3．对JPEG2000标准的压缩流程进行了深入研究，将均值均方差应用到基于DWT的图像压缩中，进行小波系数的量化。根据各高频系数矩阵的均值均方差，对正负系数分别构造不同的量化公式进行图像压缩，可以获得较好的图像压缩效果和较高的压缩比。4．对小波基的正则性进行了深入研究，确定了在图像小波压缩中小波基的选取依据。在利用均值均方差进行小波压缩时，对于包含信息单一的图像：正则性阶数越低，图像压缩比越高，重构效果越好；对于包含信息丰富的图像：正则性阶数越高，压缩图像的重构效果越好。
刘春风[8]2010年在《基于ADV212的图像压缩编码系统设计》文中进行了进一步梳理新一代图像压缩标准JPEG2000,以其优良的压缩特性,适应于社会多个领域,但是由于它的算法实现复杂,而且耗时较长,影响了JPEG2000的推广和应用,因此研究和实现JPEG2000压缩编码功能,具有非常重要的现实意义。本课题来源于国家高技术发展计划“863”项目。在JPEG2000图像压缩技术研究的基础上,基于ADV212设计了图像压缩编码系统。首先,本文结合美国ADI公司的JPEG2000专用处理芯片ADV212,对JPEG2000图像压缩标准进行了分析,主要分析了源图像的预处理、离散小波变换、量化、熵编码等;其次,论证了系统实现方案,并根据方案要求进行了芯片的选型;第叁,实现了硬件电路设计,以方案为依据,根据所选芯片的型号和工作模式,设计了硬件电路;第四,完成了系统软硬件编程,系统编程上采用了VHDL语言和嵌入式Nios系统相结合的设计方法,实现了系统的时序控制和数据辅助处理功能,最终实现了静态图像的压缩编码功能;最后,对实验结果进行了分析。测试实验结果表明,本文设计的图像压缩编码系统可行,可将原始图像数据压缩成.jp2格式码流输出,重建图像主观视觉和客观评价都达到较好效果。
张肖强[9]2007年在《JPEG-2000中小波变换的FPGA实现》文中指出JPEG 2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准，小波变换是JEPG 2000核心算法之一。小波变换是一种可达到时(空)域或频率域局部化的时频域或空频域分析方法，其多尺度分解特性符合人类的视觉机制，更加适用于图像信息的处理。提升小波变换是一类不采用傅立叶变换做为主要分析工具的小波变换新方法，提升小波变换的提出大大简化了小波变换的计算，使其在实时信号处理领域得到广泛的应用。通过提升的方法很容易构造一般的整数小波变换，由于图像一般用位数较低的整数表示，整数小波变换可以将为整数序列的图像矩阵映射成整数小波系数矩阵，这就大大简化了小波变换的硬件电路设计。在当今数字化和信息化时代背景下，研究具有高速硬件处理功能的可变程逻辑器件在图像压缩算法领域的应用已经成为当今研究的热点。本文旨在探讨和研制基于FPGA的小波变换模块的可能性和方法。本文采用Xilinx公司的Spartan-Ⅲ系列芯片，根据JPEG 2000推荐无损提升小波算法和有损提升小波算法，设计图像压缩系统的小波变换模块。主要工作如下：论文的第一部分介绍了传统小波分析理论和提升小波分析理论。包括连续小波时频局域性的特征，离散小波变换系数的意义，多分辨分析引出的构造小波基的系统方法和计算离散小波的快速算法等。重点放在介绍正交小波和双正交小波的构造方法，并介绍了数字图像在小波域的特点。讨论了提升小波变换的基本思想，讨论了用提升方法构造小波基以及传统小波变换的提升实现，讨论了整数小波变换。论文的第二部分介绍了FPGA结构及其设计流程。介绍了FPGA／CPLD器件的特征、发展趋势及FPGA／CPLD基本结构，然后重点介绍了本文用到的Xilinx公司Spartan-Ⅲ系列芯片的结构特点，以及Xilinx的FPGA开发软件ISE，最后介绍了硬件描述语言VHDL语言的特点。论文的最后一部分是本论文研究的主要内容，即JPEG 2000中最核心的算法一提升格式小波变换的一维变换模块设计和二维变换模块设计。一维提升小波变换模块采用两种不同的电路结构进行设计—低速低功耗的串行流水线结构和高速高功耗的并行阵列结构。同样，二维小波变换模块也采用了两种不同的电路结构进行设计—低速低功耗的折迭结构和高速高功耗的串行结构。文章对提升小波变换的FPGA实现中的大量细节问题进行了讨论，给出了每种结构提升小波变换模块的电路原理图，并对原理图进行了仿真测试，仿真测试结果不仅表明了模块功能的正确性，而且表明不同小波模块可以满足相应领域的实际要求。
王瑞昕[10]2008年在《感兴趣区域图像编码研究》文中认为随着多媒体技术和网络通讯技术的迅猛发展,现有JPEG图像压缩标准已不能完全满足用户的需求。JPEG2000标准是国际标准组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)联合制定的新一代静止图像压缩标准。它不仅在压缩效率上优于现行的任何一种标准,而且还提供了一系列新的技术,感兴趣区域(Region of Interest—ROI)编码技术便是其中之一。本文首先介绍了图像压缩技术的原理、主要算法及小波分析在图像压缩领域中的重要地位,然后分析了JPEG2000标准的框架结构,并对标准中采用的两个主要技术小波变换和具有最佳截取的嵌入式块编码算法分别进行了详细的阐述。最后根据对JPEG2000中基本算法的理解,用C++语言实现了JPEG2000编码器部分。实验表明,JPEG2000标准优于现有JPEG标准,特别是在低码率下的压缩效果是JPEG完全不能比拟的。其次,根据感兴趣区域编码的理论,对JPEG2000的感兴趣区域编码的两种算法—基于比例位移法和最大位移法进行了研究分析,并且比较了这两种方法的编码性能。最后,重点分析了JPEG2000中的ROI算法中的最大位移法,并在最大位移法的基础上,提出了一种滤除背景区域高频分量的最大位移方法。实验表明,该算法提高了压缩比、减少了计算复杂度,实现了ROI编码的优化。
参考文献：
[1]. 静态图像压缩标准—JPEG2000分析与应用[D]. 白友利. 大连理工大学. 2003
[2]. JPEG2000静态图像压缩标准ROI技术的研究与实现[D]. 胡荣锋. 湖南大学. 2006
[3]. 基于JPEG2000遥感图像压缩的应用研究[D]. 万登峰. 上海交通大学. 2005
[4]. 静态图像压缩编码的研究与实现[D]. 张元伟. 太原理工大学. 2010
[5]. 基于人眼视觉特性的高压缩比静态图像编码技术研究[D]. 赵盼盼. 中北大学. 2016
[6]. 基于JPEG2000的感兴趣区域编码算法研究[D]. 王华华. 重庆大学. 2007
[7]. SPIHT算法的改进及均值均方差在静态图像压缩中的应用[D]. 王明翠. 青岛科技大学. 2007
[8]. 基于ADV212的图像压缩编码系统设计[D]. 刘春风. 国防科学技术大学. 2010
[9]. JPEG-2000中小波变换的FPGA实现[D]. 张肖强. 太原理工大学. 2007
[10]. 感兴趣区域图像编码研究[D]. 王瑞昕. 武汉科技大学. 2008
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