基于小波变换图像压缩并行算法的研究

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1、沈阳理工大学硕士学位论文基于小波变换的图像压缩并行算法研究姓名：刘宁申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：姜学军2011-03沈阳理工大学硕士学位论文摘要本文概述了图像压缩编码所涉及的基础理论知识，包括图像压缩编码的基本原理、压缩方法和编码算法等；同时还介绍了图像压缩的判别标准和一些常用的涉及图像或视频压缩的国际标准。研究了小波变换的基础理论，采用小波变换的提升方案对图像进行分解；选择正交小波基用于图像压缩；使用周期延拓的边界数据处理的方法；选择三级小波分解；二维情况下，分别对图像数据的行和列作一维小波变换。在研究目前国内外各种压缩编码算法的基础上，根据小波变

2、换后图像的特点适于并行化处理要求，将分解后图像的低频子带采用算术编码算法进行无损压缩，保证图像主要信息不丢失；其他子带采用改进的SPIHT编码算法提高压缩比。介绍并行计算的概念、并行算法设计、并行模型和并行算法性能评价标准等基本知识；根据对算术编码算法和SPHIT编码算法的分析，设计出适合于多处理器集群环境下的并行算法。数值实验在多核处理器(IntelCore2QuadQ66002.40GHZ)组成的集群系统上进行，并行程序用VC编写，并在MPI环境下运行后得出实验数据和结果。实验表明，原始图像经压缩编码并行实现比串行实现可以获得更高的加速比，提高了效率，缩短了计算时间

3、。关键词：小波变换；图像压缩；并行算法；SPIHT编码算法；算术编码算法沈阳理工大学硕士学位论文AbstractThispaperoutlinesthebasictheoryofimagecompressioncoding,includethebasicprincipleofimagecompressioncoding,compressionmethodsandencodingalgorithms.alsointroducedthecriterionofimagecompressionandsomecommonlyusedinternationalstandardsfo

4、rimageorvideocompression.Studythebasictheoryofwavelettransform,usingtheliftingschemeofwavelettodecompositiontheimage.chooseorthogonalwaveletforimagecompression,lifecycleextensionoftheboundarydataprocessingmethods,selectthreewaveletdecomposition.onthetwo-dimensionalcase,taketherowsandcolu

5、mnsofimagedataforone-dimensionalwavelettransformrespectively.Basedonthestudyathomeandabroadinavarietyofcompressionalgorithmsforparallelimageprocessingrequirements,accordingtothecharacteristicsofwavelettransform,thelow-frequencysub-bandofdecomposedimagesusingarithmeticcoding，losslesscompr

6、essionalgorithmtoensurethatkeyinformationofimagesisnotlost,andtheothersub-bandofdecomposedimagesusingmodifiedSPIHTcodingalgorithmtoimprovethecompressionratio.Introducedtheconceptofparallelcomputing,parallelalgorithmdesign,parallelmodelandtheparallelalgorithmperformanceevaluationcriteriaa

7、ndotherbasicknowledge;basedontheanalysisofarithmeticcodingalgorithmandSPHITcodingalgorithm,designsuitableparallelalgorithmformulti-processorundertheclusterenvironment.Numericalexperimentsrunningonthemulti-coreprocessor(IntelCore2QuadQ66002.40GHZ)oftheclustersystem,paralle