文档介绍：浙江大学硕士学位论文
摘要
本文课题来源于工程项目“监控系统”,在文中,着眼于静态图像压缩技
术的研究,并详细阐述了一个基于的压缩模块系统的实现过程。
论文中探讨了两种当前主流的静态图像压缩技术和。首先,
阐述算法的基本原理,其中包括变换、量化和嫡编码的功能模块接
着介绍了的毛要目标和基本结构,对标准中特有的技术进行详细介绍,
特别是深入剖析了压缩标准中的关键算法模块—小波变换模块和位
平面编码模块。并对和进行性能对比,确定了系统的编码方案。
木文完成了系统的软件部分的实现工作。在该系统中,选择了公司性价
比较高的一款芯片作为编码器件。在将编码程序移植到芯片上
之后,进行了适合于的一系列优化工作。首先根据系统要求进行了算法的选
择和调整,继而从内存分布、手工汇编、总线读写等各方面进行优化,充分利用
了片内存储空间,提高了编译器性能,并缓解了总线读写的瓶颈。在保证压
缩率和图像质量的前提卜,尽可能的提高编码速度,基本满足了系统的要求。
关键词,静态图像压缩,,小波变换,算术编码
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咨卜
浙江大学硕十学位论文
第一章概述
图像压缩技术简介
随着计算机、现代通信、微电子、网络和信息技术的发展,多媒体技术在社会生活中的
作用越来越突出,人们对接受各种信息的要求也越来越迫切。在目前,多媒体计算机所设计
的数据来源包括文字、语音、音乐、声音、静图像、电视图像、电影、动画、图形。如
何处理、组织这些数据,提高处理、传输和存储的效率,从这些原始数据中除去冗余信息,
是多媒体计算机技术所要解决的问题之一。
图像数据的主要特点是信息量大。一幅、灰度等级为比特的图像,其数据
量为字节。以通道卫星遥感探测器为例,每传输一次图像数据量可达字节。实际
上,卫星遥感探测时,视窗远大于此,通道远多于此。如地球同步卫星,探测范围达全球面
积的三分之一。可以想象,要保存这些图像数据需要多大的存储空间。
在多媒体中,海量图像数据的存储和处理是难点之一。根据计算,一张字节的光
盘,仅能存放秒左右的像素的图像画面信息。无疑,如果不进行编码压缩处理那
么在多媒体信息保存中的困难和成本之高是难以承受的。现代通信中,图像传输已经成为重
要的内容。在工作中除了要求设备可靠、图像保真度高以外,实时性将是重要的技术指标之
一。很显然,在信道带宽、通信链路容量一定的前提下,采用编码压缩技术,减少传输数据,
是提高通信速度的一种重要手段。因此,研究图像的编码压缩技术已经成为当前热门的课题
之一。
图像编码技术的研究一直循着两条主线索在不断展开,一是对图像信源特性的不断认识
二是对人类视觉系统特性的不断认识。对两方面的不断深入研究都推动着图像编码技术的进
步。对于涌现出来的编码方法,不同的学者按照各自的理解对它们进行了不同的分类,比如
根据图像信源的运动方式,可分为静止图像和活动图像两人类本文主要研究前者。从信息
保持的角度看,又可分为无失真编码和有损编码两大类,前者要求原始图像可以从压缩数据
中准确无误地恢复,而后者允许重构图像与原始图像之间存在一定的差别。从源数据的构造
模型划分,还可分为波形基编码和模型基编码,前者以图
像中单个像索或像素块为基础研究,后者从图像木身的内容提取模型参数进行编码。
在对静态图像编码技术探索的道路上,不仅出现过许许多多经典算法,包括编码、
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游长编码、算术编冯和字典编码,还产生了大量基于人眼视觉系统和去除图像自
相关性的混合编码方法,并产生了非常优秀的国际标准,其被称之为“图像编码四十年
研究成果的结晶”。
区别于经典图像编码技术,现代图像编码技术最大的特点是引入了新的数学上具和理
论,从年代未到年代中期,人量崭新的数学理论成果被引入图像编码领域,为图像编码
技术的发展注入了活力,这些数学工具是,小波理论、分形几何理论、神经网络理论和计算
机视觉理论。
总而言之,现代图像编码技术的特点是
编码技术建立在更广泛的理论基础上,吸收和继承了前期阶段的成果。特别注重各种算
法的相互渗透和补充,使现代图像编码技术达到了更高的性能。
随着对图像信源和人类视觉系统的深入理解,现代图像编码技术更加强调编码质量的视
觉无失真要求,侧重于图像的可理解性和视觉上的信息无损,而不过分强调精确的数字表示。
现代图像编码的另一重大成就是图像编码技术的硬件实现。随着技术的发展和逐步
成熟,更高性能的数字信号处理器和可编程逻辑器件不断涌现并应用于图像编码领域,使得
实时编码成为可能,这将带来图像通信的迅速发展。
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