论文摘要
多媒体和网络技术的不断发展,在有限的空间和带宽资源下需要存储、传输更多的图像,且能够根据用户的实际需要,提供不同分辨率或不同质量的重构图像。基于感兴趣区域的编码技术就是对图像按用户主观关注度划分为感兴趣区域(ROI)和背景区域(BG),并做不同的编码处理,使ROI在编码时有较高的优先级,或解码时能够首先恢复感兴趣的图像部分并使其重建质量明显高于背景部分。ROI编码的处理思想不仅能够满足低比特率条件对重要的图像部分实现高质量重建,甚至无损恢复的要求,通过与图像压缩算法结合还可以很好的解决通信过程中的存储空间,带宽瓶颈等问题,这一特性使ROI处理方法成为图像编码领域的研究热点。JPEG2000同时支持有损和无损压缩,是最新的静态图像压缩标准,除了基本的图像压缩功能外,还具有很多优良的特点,而支持ROI编码则是其最重要的特点之一本文主要研究基于JPEG2000标准的感兴趣区域(ROI)编码技术,并结合系数移位与率失真优化两种技术,提出了两种改进的ROI编码方法。本文首先对JPEG2000标准的编码流程,关键技术,编码参数进行了详细的分析。然后对基于系数移位的ROI编码方法进行了详细的研究和总结,根据小波变换后数据的分布特点,提出一种对不同子带采用不同移位因子的基于系数移位的改进算法。小波变换后低频系数对图像主观质量影响较大,该算法更符合人眼视觉的生理特点。基于率失真优化的方法通过提升码块候选截取点的斜率,改变码流的组织顺序,避免了位平面增加引起的编码效率降低的问题,但ROI重建精度受到码块大小的限制。JPEG2000同时支持系数移位和率失真优化两种ROI编码策略,故本文将两种策略结合起来,根据小波变换后的数据分布特点提出以子带为对象进行斜率提升的策略,并将其与最大位移法结合形成新的算法。斜率提升只在编码端采用,解码端不必增加任何步骤。实验结果表明改进算法在与Maxshift同样的算法复杂度,编码效率,ROI重建精度下实现了ROI和背景质量对比度的调节功能。为了实现不同优先级的多ROI编码,本文又将基于子带的提升策略与PSBShift算法结合起来,使用PSBShift的移位因子实现多ROI的优先级设置,斜率提升在此基础上对各部分的重建质量进行二次调节。实验结果表明不论单ROI还是多ROI,算法都表现了良好的性能。为了准确的认识斜率提升值与ROI编码的关系,构造合适的斜率提升策略,本文对非线性的斜率计算函数也进行了初步探索,在大部分情况下,基于子带的斜率提升能够有效调节ROI与BG的质量对比度的,且得到的重构图像较符合人眼的主观视觉。