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1、第32卷第6期东南大学学报(自然科学版)Vol132No16Nov.20022002年11月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)数字图像离散小波变换的原理与硬件实现分析孟 军 魏同立 吴 金 常昌远(东南大学微电子中心,南京210096)摘要:针对日益进步的图像变换编码技术,对目前已经纳入MPEG24和JPEG2000编码标准的采用离散小波变换进行数字图像编码的原理与硬件实现进行了综述介绍.在分析小波变换快速算法的基础上,重点讨论了近10年来所提出的各种离散小波变换硬件实现的典型结构,在硬件资源与处理速度两个
2、方面进行了比较.对于变换后的系数量化,总结了几种基于嵌入式零树小波编码的算法,比较其峰值信噪比和编码时间.相较于离散余弦变换进行图像编码,采用离散小波变换在压缩效率、还原图像质量上具有更大的优越性.关键词:图像编码;离散小波变换;量化中图分类号:TN919.81文献标识码:A文章编号:1001-0505(2002)0620842206PrinciplesandarchitecturesofdigitalimagecodingwithdiscretewavelettransformMengJunWeiTongliWuJinChangChangyuan(Microelectro
3、nicsCenter,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)Abstract:Theprinciplesandarchitecturesofdigitalimagecodingwithdiscretewavelettransform(DWT),theadvancedimagecodingmethod,whichisthestandardmethodofimagecodinginMPEG24andJPEG2000,arediscussedinthispaper.AftertheintroductionofDWTandfastDWTal
4、gorithm,typicalar2chitecturesusedtorealizeDWTaregivenconcerningtheirhardwarecostandspeed.Toachievethecoeffi2cientquantization,somealgorithmsbasedonembeddedzero2treewavelet(EZW)codingarelisted.Theirpeaksignalnoiserate(PSNR)andcodingcyclesarecompared.Finallyprospectforimagecodingismade.Compa
5、redwiththediscretecosinetransform(DCT),theDWTcanoffermoreadvantageincodingefficiencyanddecodingquality.Keywords:imagecoding;discretewavelettransform(DWT);quantization 数字图像处理主要分为空间域处理法和频域离散傅里叶变换(discreteFouriertransform,DFT)、法(或称变换域法)两大类.在频域法处理中最为关沃尔什哈达马(Walsh2Hadamardtransform)变换、离键的预处理是变
6、换处理.这种变换一般是线性变散余弦变换(discretecosinetransform,DCT)、基于统换,其基本线性运算式是严格可逆的,并且满足一计特性的K2L变换等,本文重点对已经纳入MPEG2定的正交条件,即酉变换,广泛应用于图像的编码、4和JPEG2000编码标准的离散小波变换(discrete增强、复原、识别以及图像特征提取等处理中.wavelettransform,DWT)进行深入分析.用于图像处理的正交变换编码的种类很多,如1 数字图像正交变换编码技术 收稿日期:2002203226.图像编码技术是利用图像信号的统计特性以 基金项目:复旦大学专用集成电路与系统
7、图像重点实验室开放课题资助项目.及人类视觉生理学、心理学特性对图像进行信源编作者简介:孟 军(1975—),男,博士生;魏同立(联系人),教授,博士生导师,weitl@seu.edu.cn.©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第6期孟 军等:数字图像离散小波变换的原理与硬件实现分析843码.自从1948年提出电视信号数字化以来,图像编惟一性,不利于进行反变换还原;同时,构造K2L变码技术已经有50年左右的历史.1985年,Ku
