基于JPEG2000的ROI编码技术研究与应用

论文摘要

随着多媒体技术的广泛应用,图像压缩技术不仅需要较高的压缩性能,而且还要求有新的特性来满足一些特殊要求,JPEG2000标准便在此需求背景下被制定。JPEG2000是由联合图像专家组为静态图像编码所制定的一个新的国际标准。它不仅能提供优于现行标准的率失真特性和主观图像质量,且能提供现行标准不能有效或完全不支持的特性和功能。本文首先对JPEG2000及其所支持的感兴趣区域图像编码技术的研究背景和国内外研究现状经行了介绍,并对感兴趣区域提取方法进行了分析。其次深入研究了图像压缩技术的原理和主要算法,详细阐述了JPEG2000标准的框架结构。本文的重点是研究JPEG2000标准的感兴趣区域的提取以及其编码方法。对各种感兴趣区域的提取方法进行研究,提出了基于微分算子边缘检测的人机交互的感兴趣区域提取,并通过实验验证。JPEG2000标准定义了两种感兴趣区域编码算法:最大平移法（Maxshift Method）和一般平移法（Scaling-based Method）。最大平移法不允许任何背景区域（BG）比特面（bitplans）优先于感兴趣区域比特面进行编码;一般平移法只支持矩形和圆形两种形状ROI编码,而不能进行任意形状ROI编码。本文在此基础上分析了各种改进的感兴趣区域编码方法,并通过实验进行验证。并提出了基于黄金分割点的感兴趣区域编码方法,首先,通过基于微分算子的边缘检测进行人机交互的提取出感兴趣区域,通过产生ROI掩模和对ROI掩模内的系数按黄金分割点比例进行放大,使所定义的感兴趣区域有较好的压缩效果。实验表明此方法能够有效的对感兴趣区域进行编码,得到的图像有较高的质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景以及应用意义
• 1.2 JPEG、JPEG2000标准概述
• 1.3 感兴趣区域介绍
• 1.4 ROI提取方法介绍
• 1.5 课题研究安排以及取得的成果
• 第2章 图像压缩编码基本原理
• 2.1 数字图像压缩技术概述
• 2.2 图像压缩编码的基本方法
• 2.2.1 统计编码
• 2.2.2 预测编码
• 2.2.3 分形图像压缩编码
• 2.2.4 变换编码
• 2.2.5 矢量量化编码
• 2.2.6 混合编码
• 2.3 图像压缩质量的评价
• 2.4 本章小结
• 第3章 JPEG2000图像压缩标准
• 3.1 JPEG2000的标准简介
• 3.2 JPEG2000的主要目标
• 3.3 JPEG2000的编码过程
• 3.3.1 图像数据的预处理
• 3.3.2 小波变换
• 3.3.3 量化
• 3.3.4 系数位建模
• 3.3.5 算数编码
• 3.3.6 代码分层和打包
• 3.4 JPEG2000关键技术
• 3.4.1 分层组织嵌入式码块位流
• 3.4.2 ROI技术
• 3.5 JPEG2000应用
• 3.5.1 安全领域的应用
• 3.5.2 身份确认的应用
• 3.5.3 医学领域的应用
• 3.5.4.其它方面的应用
• 3.6 JPEG2000图像编码实验
• 3.6.1 JPEG2000图像压缩系统实现
• 3.6.2 图像压缩质量分析
• 3.7 本章小结
• 第4章 感兴趣区域（ROI）
• 4.1 感兴趣编码
• 4.2 ROI掩模的产生
• 4.3 提升比特面
• 4.4 ROI编解码
• 4.4.1 ROI编码
• 4.4.2 ROI解码
• 4.5 两种ROI编码算法的性能分析
• 4.6 图像压缩效果实验及分析
• 4.6.1 最大平移法实验
• 4.6.2 图像质量分析
• 4.7 本章小结
• 第5章 ROI检测及ROI编码改进算法
• 5.1 ROI边缘检测方法
• 5.1.1 基于微分算子的图像边缘检测
• 5.1.2 基于边缘检测的感兴趣区域提取
• 5.2 ROI编码改进算法
• 5.3 基于黄金分割点的平移算法
• 5.4 ROI检测提取及改进算法编码系统实现
• 5.4.1 介绍
• 5.4.2 系统实验及分析
• 5.5 本章小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果