基于率失真优化的嵌套式静态图像编码算法研究(可复制论文).pdf

中文摘要
随着的广泛应用,给传统的图像压缩和传输方式带来了巨大的挑
战,而较好的解决方法之一就是利用嵌套式的静态图像编码所具有的渐进传输
特性。在严格的带限信道中,能够及早的以低分辨率生成图像对用户来说是非
常重要的,用户可以基于内容选择终止图像的传输或者是继续接收细节更精细
的图像。
网络中,用户具有不同的网络带宽和屏幕分辨率,因此图像编码必
须适合广泛的可视环境,码流可在不同的情况下被解码和观看。理想情况下,
在编解码的任意点裁减所得的不同码率的位流均是优化的,而不是单独优化每
一个另外一种情况下,编码速度足够快,可以针对用户的需要优化不同码率
下的码流,但是裁减所得的码流有可能不是最优的。这两种情况都暗示了编码
位流是嵌套式的,本文针对每一种情况都进行了详细的讨论。在接入低带宽信
道时,具有低分辨率显示的计算机可以在码流开始生成图像,而不需接收太多
的位生成高分辨率的图像。用户在高分辨率显示和高带宽接人网络时可以观看
从同一码流解码生成的粗分辨率图像。
图像编码的率失真理论讨论了在给定允许失真条件下,所能达到的最大编
码率。在给定的编码率下,可由率失真算法计算图像编码所能达到的最大的编
码失真减小。先编码的位具有较大的信息量,反映了图像的轮廓,后编码的位
反映了图像的细节。因此率失真理论对图像的嵌套式编码具有非常重要的理论
指导意义。
嵌入式静态图像压缩编码近来引起了极大的关注,并且已经成为图像压缩
算法的热点之一。本论文详细讨论了算法的基本原理及影响编码质量的各种因
素,,介绍了目前国内外所使用的主要的嵌套式编解码技术。在此基础上,本论
文系统、深入地研究了小波域基于率失真优化的嵌套式静态图像编码方法。作
者认为,以下问题制约算法的实际应用
编解码速度快,可以在实时的环境中应用。
编码效果好,可以在任意码率下恢复出较好质量的图像。
嵌套式位流可以在任意点被裁减,编码器不但在最终码率是优化的,在每一
个裁减点也是优化的。
优化的子带位率分配和量化器步长能使得编码的均方误差值最小。
在分析嵌套式静态图像编码的基础上,本文对率失真优化的编码顺序和子带
优化的位率分配与量化器步长进行了深入地研究,做出的主要贡献如下
本文提出了一种基于率失真斜率优化编码顺序的嵌套式静态图像编码算法。
基于率失真斜率最陡的编码顺序所得的码流在任意点都是优化的。高码率的
码流在任意点被截短后所得到的低码率码流与直接在该低码率编码所得的
码流完全一样。仿真结果表明,该算法编码速度很快,算法实现非常简单,
编码效果比较好。
本文详细分析了基于乘数的率失真优化理论,提出了一种标量量
化的嵌套式图像编码算法。率失真优化的子带位率分配和量化步长在高率时
是乘数的线性函数。如果高码率的码流被截短后,编码性能将会
变差。仿真结果表明,该算法编码速度较快,编码效果也较好。
本文详细分析了通用网格编码量化的特点,提出了一种基于率失
真优化的渐进传输的通用网格编码量化方法。算法模拟了真实的率
失真特性曲线。仿真结果表明,该算法编码速度适中,编码效果非常好。但
是高码率的码流被截短后,编码性能同样会变差。
关键词小波变换、嵌套式静态图像编码、位平面编码、率失真优化、率
失真斜率、率失真门限、自适应算术编码器、通用网格编码量化
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签名导师签名湘娇,
日期问年‘月日
电子科技大学博士论文基于率失真优化的嵌套式静态图像编码算法研究
第章绪论