JPEG2000编解码器的优化

论文摘要

随着多媒体技术的迅速发展,数字图象在人们的生活中的应用逐渐增多。然而考虑到在现实情况下图象文件比较大和网络带宽速度低的限制,数字图象压缩技术便成为图像技术中的核心内容。JPEG是第一个针对静止图像压缩的国际标准。其基本编解码系统是基于8×8块DCT、ZigZag扫描、熵编码等技术。而JPEG2000是ISO在2000年底制定的新一代静态图象压缩编码标准。相比于JPEG,JPEG2000标准中引入DWT代替DCT,对各子带作均匀量化,之后用带有上下文的半自适应算术编码对变换系数进行编码。由于采用以上各项核心技术,使得JPEG2000压缩性能比JPEG高出很多。此外JPEG2000还有其他的优势:渐进传输特性、感兴趣区域编码、码流的随机访问和处理、容错机制、开放的框架结构等,这些都使得JPEG2000成为日后静止图像编码的研究热点。本文介绍了JPEG和JPEG2000标准中的关键技术,并且详细研究了JPEG2000编解码系统,在深入分析OpenJPEG开源代码的基础上,利用Visual C++ 6.0自带了Profile分析工具给出个模块的运行时间,针对算法复杂度高的模块进行了优化和改进,采用多种优化方法来对各个模块进行优化,比如利用Intel MMX/SSE指令集,采用动态数据结构提高执行效率等。本文也给出了优化前后程序运行时间的对比表格。最后,用Delphi 7和Visual C++ 6.0实现了JPEG2000基本系统,并通过与JPEG的对比实验得出:JPEG2000对标准图像的压缩,在不同比特率下峰值信噪比都优于JPEG。还与其他商业软件对比得出本软件表现出较好的性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章绪论
• 1.1 数据压缩的必要性
• 1.2 静止图像压缩算法
• 1.3 JPEG2000 的背景介绍
• 1.4 课题选题背景
• 1.5 本论文的工作和内容结构
• 第二章JPEG算法基本原理和研究
• 2.1 JPEG 简介
• 2.2 JPEG 基本编解码系统
• 2.3 离散余弦变换
• 2.4 DCT 系数量化
• 2.5 熵编码
• 2.6 JPEG 小结
• 第三章JPEG2000标准
• 3.1 JPEG2000 的优点
• 3.2 JPEG2000 结构组成
• 3.3 JPEG2000 核心编码系统
• 3.3.1 图像预处理
• 3.3.2 DC 电平位移
• 3.3.3 分量变换
• 3.3.4 小波变换
• 3.3.5 量化
• 3.3.6 MQ 编码器
• 3.3.7 EBCOT 算法
• 3.4 其他特性
• 3.4.1 渐进传输
• 3.4.2 感兴趣区域编码技术
• 3.4.3 码流结构
• 第四章 软件优化和实现
• 4.1 软件包介绍
• 4.2 软件优化
• 4.2.1 表达式优化
• 4.2.2 判断语句的优化
• 4.2.3 循环的优化
• 4.2.4 运用宏定义
• 4.2.5 指令集优化技术
• 4.3 T1 模块优化和实验结果
• 4.3.1 T1 模块优化
• 4.3.2 程序制作
• 4.3.3 实验结果
• 第五章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢