新一代静止图像压缩算法JPEG2000的研究分析及实现

论文摘要

随着现代信息技术的发展,多媒体技术对人们生活质量的影响越来越大,而图像压缩技术是多媒体技术中很重要的一个分支,因此研究图像压缩技术具有很重要的实际意义。JPEG2000作为全新一代的静态图像压缩国际标准,它具有很好压缩性能,不仅克服了目前常用的JPEG编码技术在图像低比特率情况下出现的块失真现象,而且还提供了图像的渐进传输、有损/无损压缩、感兴趣区域压缩、数据加密等特性。正是由于JPEG2000的良好性能,可以预见的是其将来可广泛地应用于数码产品、医疗器械、网络传输等产品技术领域。本文主要完成了以下四个部分的研究内容:第一部分主要研究了数据压缩技术的背景及研究现状。第二部分研究了数字图像压缩技术的理论基础及图像压缩质量的评测方法。第三部分是本文研究的重点,在该部分主要是研究JPEG2000标准的第一部分(也是核心部分)的相关内容,首先研究了JPEG2000标准的相关技术,包括JPEG2000压缩技术所具有的新性能、新优势等;其次研究了JPEG2000中的图像预处理技术,包括数据变换、数据分量的平面划分等;接着详细的研究了小波变换技术,该技术是JPEG2000编码能取得良好性能的关键技术之一;最后研究了JPEG2000中的核心编码技术—EBCOT编码技术(包括了位平面编码技术及算术编码技术)。第四部分主要研究了JPEG2000的压缩性能,通过实验,从主观和客观的角度对JPEG2000的压缩性能做了分析和评测。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 数据压缩背景及现状
• 1.2 数字图像压缩的意义
• 1.3 本文的内容安排
• 2 数字图像压缩理论基础
• 2.1 颜色模型
• 2.1.1 RGB模型
• 2.1.2 CMY模型和 CMYK模型
• 2.1.3 HSI模型
• 2.2 人眼视觉特性及其特点
• 2.2.1 亮度对比灵敏度
• 2.2.2 空间分辨率灵敏度
• 2.2.3 边缘灵敏度
• 2.3 图像压缩的原理
• 2.3.1 信息熵
• 2.3.2 图像数据信息冗余类型及相应压缩方法
• 2.4 现有的图像压缩算法分析
• 2.4.1 预测编码
• 2.4.2 变换编码
• 2.4.3 基于熵的编码
• 2.4.4 其它的编码算法
• 2.5 图像压缩算法的性能评价标准
• 2.5.1 压缩比
• 2.5.2 主观评价标准
• 2.5.3 客观评价标准
• 3 JPEG2000编码系统
• 3.1 JPEG2000标准概述
• 3.2 JPEG2000压缩中的图像数据预处理
• 3.2.1 图像数据的DC层进
• 3.2.2 图像数据的分量转换
• 3.2.3 图像数据分量平面的划分及分量填充
• 3.3 JPEG2000图像压缩标准中的小波变换
• 3.3.1 基底与空间
• 3.3.2 连续小波变换
• 3.3.3 离散小波变换
• 3.3.4 小波变换中的多分辨率分析
• 3.3.5 基于提升的小波变换
• 3.4 小波变化系数的量化
• 3.4.1 变换系数的正量化
• 3.4.2 变换系数的逆量化
• 3.5 变换系数熵编码
• 3.5.1 算术编码的概念
• 3.5.2 EBCOT编码
• 3.5.3 JPEG2000码流组织对可伸缩性传输的影响
• 4 JPEG2000图像压缩算法的实现及性能分析
• 4.1 本研究中所开发的JPEG2000编码系统演示
• 4.2 无损压缩分析
• 4.3 有损压缩分析
• 4.4 渐进传输特性分析
• 4.4.1 基于分辨率的渐进传输
• 4.4.2 基于质量的渐进传输
• 4.5 综合性能比较
• 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的论文