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《一种快速小波子带分形图像压缩编码方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第38卷第5期兰州大学学报(自然科学版)Vol.38No.52002年10月JournalofLanzhouUniversity(NaturalSciences)Oct.2002文章编号:045522059(2002)0520033205一种快速小波子带分形图像压缩编码方法①包红强,马义德(兰州大学信息科学与工程学院,甘肃兰州 730000)摘要:在小波变换相邻子带块预测编码的基础上,提出了一种快速小波子带分形图像压缩编码方法.根据小波子树结构性相似的特点,把块预测搜索范围限制在子树附近,大幅度减少图像小波子带分形编码时间;然后采用在上一级恢复子带的基础上进行分形预测编码、对较
2、低分辨率子带中分形预测误差较大的块直接进行编码等新的编码方法,以提高恢复图像质量.实验结果表明,该方法在图像压缩编码时间大幅度缩短的同时,恢复图像质量也有所提高.关键词:图像编码;小波压缩;分形压缩;小波分形混合图像编码中图分类号:O15714文献标识码:A小波图像编码和分形图像编码是两种不同的图像编码方法,二者各有其特点,又都存在一[1～3]定的局限性.一幅图像经过小波变换后,其相同方向但不同分辨率的子带图像具有较强的相似性.这种相似结构正好与分形编码的特点具有互补性.如果采用一些新的编码方法,把二者有机地结合起来,便能大幅度地提高图像编码的压缩比.Rinaldo等提出了一种
3、利用图像小波分解后所表现出来子带间相似性进行分形编码的方法,即所谓的块预测法.这种方法的主要思想是用变换域低分辨率的子带图像来预测高一级分辨率的子带图像.Rinaldo等提出的块预测法,虽然从理论来说较为简洁,但由于分形块搜索是在同方向每相邻的两个小波子带内进行搜索,块搜索范围过大,耗时过长,且并没有充分发掘和利用同方向各个子带间的结构性相似;同样,Levy和Wilson也发表过类似的研究结果.后来Davis把小波子树的概念引入到分形图像编码中,提出了小波子树自量化方法,其主要编码方法是把传统分形图像编码中的图像块匹配转化为图像树匹配.Davis的方法虽然把图像块扩大为图像树,
4、但却造成了子树匹配过程中计算量的增大和分形搜索的困难.因此近年来,[2,4,5]小波分形混合图像编码领域内的研究主要是在这两种方法的基础上,进行不断的探讨.显然,这两种方法都只是从某一个侧面揭示了小波分形的本质特征.1 快速小波子带分形编码方法的提出鉴于以上两类编码方法的特点和不足,在小波变换同方向不同分辨率相邻子带块预测编码的基础上,本文提出了一种新的快速图像编码方法.主要编码思想由以下四部分组成:1.1子树位搜索法相邻子带块预测编码在进行块匹配搜索时,对上一级分辨率子带内所有的块进行全面的收稿日期:2001211209.基金项目:甘肃省自然科学基金资助项目(ZS0012A2
5、520082Z).作者简介:包红强(19682),男,硕士.①通讯联系人.©1995-2006TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.3 兰州大学学报4(自然科学版) 第38卷搜索比较,直至找出最相似的匹配块(误差最小的块).这种块搜索法虽然精度较高,但范围过大,搜索时间过长.小波子树具有结构上的相似性,即同方向不同分辨率相同位置的块具有较强的相似性.根据小波子树的这一特点,块匹配时把搜索范围限制在图像树附近,便能在保持一定精度的情况下,大幅度缩小块搜索时间.这种在小波
6、子树位置附近块匹配搜索的方法即为子树位搜索法.1.2子带恢复基础编码法相邻子带图像编码方法.编码时在小波分解后相邻的两个子带间进行分形预测,但解码时则在恢复子带的基础上进行预测,这样必然给最后恢复的图像带来失真.为此,本文提出子带恢复基础编码法,从最低分辨率子带开始进行编码,然后逐级恢复,在恢复子带的基础上逐级进行分形预测编码.1.3大误差块直接编码法较低分辨率的子带在图像恢复中起着重要的作用.在多次实验中,我们研究发现,越是低分辨率子带,分形预测的误差越大,而这些误差较大的块(两个子带间相似程度差的块)在图像恢复中起着极为关键的作用.为了减少误差,提高恢复图像质量,对一些低分
7、辨率子带进行块预测时,当块匹配误差超过某一门限值时,不再对这些块进行分形预测编码,而是直接记录其值,进行无失真编码,这种方法即为大误差块直接编码法.大误码差块直接编码法在一定程度上降低了压缩比,但对保留图像重要信息,提高图像恢复质量起着关键作用.1.4其他改进方法为了加快编码速度和减少误差,我们还做了两种改进:分形编码的8种仿射变换中270°旋转变换和反对角线反射变换在实验中没有出现,为了加快编码速度,对其进行了省略;对部分子带的图像块采用边缘重叠的办法,在一定程度上提高了恢复图像质量.整个
