感兴趣区域的图像编码方法综述【文献综述】

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1、毕业论文文献综述电子信息工程感兴趣区域的图像编码方法综述摘要：在对图像信息的很多实际应用中，人们往往只是将自己的观察重点集中在图像的某些区域范围内，而对于这些区域之外的背景部分却不会有太多的信息需求。只有对图像中的感兴趣区域和非感兴趣区域做不同的编码处理才有可能得到最佳的压缩效果[1]。在本文介绍中，我们将了解到对感兴趣区域的基本图像编码的原理以及ROI的确定。同时，国内外的学者对ROI图像编码的方法进行了大量的研究与论述，而本文列举了几种常见的编码方法。最后指出了ROI编码方法的不足和对进一步研究思路进行了展望。关键词：感兴趣区域；非感兴

2、趣区域；图像编码；ROI编码1.引言在现代通信技术中，图像作为信息含量最丰富的载体，起着不可缺少的作用。但图像的数据量很大，为了有效的传输和存储图像，必须对图像数据进行有效的压缩。几十年来，图像编码的领域非常活跃，人们提出了大量的编码方法。在实际应用中，对于观察者来说，往往只对图像的一部分感兴趣。图像的感兴趣区域（ROI)是指观察者比较并对其投入更多关注力的部分[2]。ROI通常是比其他部分（即背景）更高的质量编码。如果对感兴趣区域我们进行无损压缩，而对背景区进行有损压缩，就能满足应用的需求，又能节约存储空间。ROI编码思想不仅能够满足人们

3、在低比特率条件下对重要的图像信息实现高质量[3]，甚至无损恢复的要求，使得ROI编码处理方法成为了近年来图像处理领域的研究热点之一。图1是感兴趣区域的基本原理图：4图1.感兴趣区域的基本原理图国内外关于ROI的研究较多。主要的对于图像ROI的提取，一般从两个方面着手解决。一是利用图像分割技术提取ROI，另一个就是从人眼视觉特性出发，通过模拟人眼视觉特点，寻找特定的视觉敏感区域，并将这些视觉敏感区域排序作为ROI。对ROI进行编码的研究也非常多。最基本的有对ROI部分采用（5/3）小波变换，对背景部分采用（9/7）[4]小波变换的方法，这是由

4、于滤波器长度对重构ROI很重要。较为热点的研究就是对ROI部分系数提升方法的改进。对于ROI编码研究得较多的是其在不同领域的应用。将ROI编码用于图像检索[5]、应用于身份证图像的压缩[6]、应用于图像车牌识别系统的图像存储系统[7]等。2.ROI的区域确定感兴趣区的选择有两种办法[8],一种是人根据其感兴趣区域选定，称为认为检测的感兴趣区；另一种是根据被处理图像的特征利用算法获得的感兴趣区。Stark提出，人在识别图像时，会移动视线寻找一些感兴趣的点，从而达到对该图像的识别[9]。通过提取特征计算出图像中的“突变”和“极不规则变化”的区域

5、，并将这些区域确定为感兴趣区。Priviatera通过10种算子来计算在一幅图像中人眼感兴趣的点，并通过聚类的方法将近距离的兴趣点聚成感兴趣区。Priviatera还提出了焦点压缩编码，在编码中，对8*8图像进行量化时，根据像素块与aROI的距离进行量化。Itti通过模拟注意力聚焦机制，提出了利用显著图来确定感兴趣区，通过在每个位置上抽取的信息与剩余图像进行比较来计算具有突出性的部分。注意力聚焦模型模拟生物视觉系统能快速检测和定位静态视网膜图像上感兴趣部分的能力，以便减少目标识别的数据量。3.ROI编码方法1996年的瑞士日内瓦会议上提出制

6、定新一代的图像压缩标准—JPEG2000。并定义了两种ROI编码算法:最大平移法(Maxshift)[10]和一般平移法(Genericscalingbasedmethod)[11]。它们实现的基本原则都是按比例增大或上移与R0I有关的小波系数[4~5]，使它们位于较高的比特平面上。这样，在接下来的按位平面进行的嵌入式编码中，感兴趣区域就会先于非感兴趣区域进行编码和细化。即使编码码流被截断了，或者在对整幅图像完全编码之前终止了编码过程，感兴趣区域也会拥有比图像的其它区域高的逼真度。1996年A.Said和W.A.Pearlman提出了一种基

7、于SPIHT的简单有效地嵌入式图像编码系统[12]4。SPIHT算法的一个重要特点是在图像解码的任意时刻,所显示的图像质量都是当时解码器输入位数所能获得的最佳者,因此,它是一种良好的渐进传输编码方法。在本算法中,首先不区分感兴趣区域和背景区域。由于图像经小波分解后,低频子带集中了图像的主要能量,小波系数的值很大,该子带的图像可以看作原始图像的一种低分辨率的抽样,低频子带的失真直接影响到整幅图像的视觉效果,但整幅图像的概况都包括了，所以低频子带全部进行编码,然后通过掩模将剩下的比特平面区分为感兴趣区域和背景区域,将感兴趣区域进行提升(右移比特

8、位),最后进行SPIHT编码,达到修复感兴趣区域图像的目的。Shapiro提出了小波系数的嵌入式零树编码EZW算法[13]。EZW算法的编码思想是采用逐次逼近的量化方法SAQ(S