图象压缩中码率控制、量化及编码技术地研究

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1、摘要图象压缩技术对于图象信号的传输、处理、存储、显示等都具有极其重要的意义。本文对图象压缩系统中的码率控制、量化及编码环节进行了一定的研究。主要内容如下：1．提出了一种用于JPEG2000无损模式的码率控制算法。改变了以往算法中对子带加权的模拟方法，根据5．3小波变换的特性实现分数位平面提升的子带加权，和原来的整数位平面提升相比，图象的率失真性能有所提高，而算法复杂度没有增加。2．提出对JPEG2000第二部分的嵌入格子编码反量化公式的修改。以使其比以前原有的公式更加合理，例如在缺省情况下，重构值更接近相应量化区间的中点。实验结果证明虽然改动较小

2、，但是却明显的提高了JPEG2000中的嵌入格子编码量化的率失真性能。3．提出了一种基于上下文的反量化方法，并将它应用于小波图象压缩系统中。它改变了传统的从量化索引到重构值的一对一映射，而将同样的量化索引根据其所在上下文的不同映射到多个重构值，降低了量化失真，各上下文的重构值需要作为辅助头信息传送给解码器。4．利用DCT对图象的能量聚集特性以及图象经过DWT之后HL、LH和HH三个子带不同的方向特性，分别设计了三种修改的zig-zag扫描方式。这些扫描方式能够使一个二维变换块的主要能量位于扫描后的一维序列的前端，从而给熵编码带来便利。5．提出非零

3、量化系数位置的自适应编码。图象／视频经过变换、量化后的系数有许多扫描、编码方式，如逐点扫描，四分法，记录非零系数坐标法等，本文提出将这些编码模式都作为可选的模式，然后由编码器来选择其中之一作为最终的模式。6．提出一种改进的可变长编码方法。可变长熵编码的码字由前缀和后缀组成，任何一个码字都不是其他码字的前缀。本文通过实验发现，在可变长编码存在的冗余中，前缀中的“0’’，“1"分布不均是主要的原因。因此，本文提出在一般的可变长编码之后，再对所有码字的前缀集中编码压缩。关键词图象压缩，码率控制，量化，上下文，JPEG2000ABSTRACTTheima

4、gecompressiontechnologyisextremelyimportantfortransmission,process，storage，anddisplayofimagesignal．Thispaperresearchestheratecontrol，quantization,andencodingtechnologiesinimagecompressionsystem．Themaincontentisasfollows：1．Anefficientratecontrolmethod，whichisdesignedforlossles

5、smodeofJPEG2000，isproposed．Thismethodusesafractionalupwardshiftofbitplanebasedon5—3waveletfiltertosimulatemoreprecisesubbandweighting．Comparedtothepreviousintegerupwardshiftofthebitplane，itachievessuperiorperformanceatmostbit-rateswithoutthecostofincreasedcomputationalcomplex

6、ity．2．AmodifiedembeddedTrellisCodedQuantization(TCQ)forJPEG2000ispresented．ThemodifiedembeddedTCQformulationismorereasonablethanbefore．Forexample，thereconstructionvaluefallsclosertothemiddleofthecorrespondingquantizationintervalindefaultcondition．Experimentalresultsshowthatth

7、isminormodificationyieldssignificantperformanceimprovementcomparedtotheoriginaloneinJPEG2000．3．Acontext-basedinversequantizationmethodisproposedanditsapplicationinwaveletimagecompressionispresented．Theproposedmethodbreaksthetraditionalone—to-onemappingofthequantizationindexto

8、reconstructionvalueininversequantizationwhilemapsanindextoseveraldif