一种基于SPIHT的分层图像压缩方法.pdf

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1、第33卷增刊东南大学学报（自然科学版）VoI.33Sup.2003年9月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY（NaturaIScienceEdition）Sept.2003!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!一种基于SPIHT的分层图像压缩方法茅耀斌雷静孙金生（南京理工大学自动化系，南京210094）摘要：提出一种利用SPIHT算法进行图像分层压缩的编码方法，该方法首先利用图像平滑技术将图像分解为平滑部分和轮廓部分，然后以一定的编码率分别对它们进

2、行编码.实验结果表明，合理分配各层的编码率，能够获得视觉效果比单独采用SPIHT编码更好的编码图像.关键词：SPIHT编码；子带分解；图像压缩中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1001-050（52003）增刊-0095-03SPIHTbasedmulti-layerimagecodingMaoYaobinLeiJingSunJinsheng（DepartmentofAutomation，NanjingUniversityofScienceandTechnoIogy，Nanjing210094，China）Abstract：AmuIti-Ia

3、yerimagecodingaIgorithmincorporatingwithSPIHTispresentedbythispaper，wherebyuseofimagesmoothinganimageisfirstdecomposedintotwoparts，nameIysmoothingareaandprofiIe，whicharefurtherencodedindependentIywithassignedbitrate.ExperimentaIresuItsshowthatbyappropriatebitrateassignmentthevisu

4、aIguaIityoftheimagescompressedbytheproposedaIgorithmishigherthanthatofonesdirectIyencodedbySPIHT.Keywords：SPIHTcoding；subbanddecomposition；imagecompression随着数字信号处理技术的成熟和网络的日益普及，数字图像和视频技术已经在很多领域得到了广泛的应用.然而，由于数字图像数据量极大，无论是存储还是传送都需要占用很大的系统资源，因此图像压缩十分必要.传统的压缩编码是建立在香农（Shannon）信息论的基础上，

5、它从消除图像数据的相关冗余出发，采用诸如预测编码、变换编码、熵编码等手段压缩数据.20世纪80年代中后期，有学者提出所谓第二代编码技术［1，2］，这种编码技术突破了香农的信息论框架，要求充分利用人类视觉系统的生理和心理特性以及信源的各种性质.这类方法一般要求对图像进行预处理，将图像根据视觉敏感性来进行分割.这样，问题的关键就变成如何有效地进行分层，以使得分解结果符合视觉特性.文献［3］研究了视觉系统的心理特性，并提出了一种图像数学表述的框架.该文献的研究结果表明，图像的平滑区域和强边沿对视觉心理影响很大，因此提出了一种将图像分解成3部分的方案，即将图像分

6、割成强边沿、背景和纹理3部分.与此相似，文献［4］从图像分解角度，提出将图像分解成平滑部分、纹理部分等多层，有利于采用不同的基对它们分别进行稀疏表示.本文从图像分层的角度，提出一种利用图像平滑方法，将图像分割成平滑区域和轮廓区域2部分，并采用集分割等级树方法（setpartitioninginhierarchicaItree，SPIHT）对它们分别进行编码.该方法没有利用复杂的视觉模型，简化了图像分解的运算.实验结果表明，适当选择图像压缩的控制参数，尤其是适当选择分配给平滑区域和轮廓区域的比特数，该方法能在较低比特率下，获得比单独用SPIHT方法好的压缩

7、效果.1SPIHT算法简介在众多的基于小波分解的图像压缩方法中，Shapiro［5］的嵌入零树算法（EZW）是最经典和最深刻的，它使图像小波变换的能量集中性和系数在尺度之间的相关性得到了淋漓尽致的应用，开创了小波图像压缩的新思路.之后，Said［6］改进了该算法，提出了更加高效的基于集合分割的位平面编码方法SPIHT，使得编码效率和编码速度得到进一步提高.SPIHT方法利用子带分解后图像在尺度间的相关性，将它们组织成一系列的四叉树.同时，将子带分解后的量化系数分为3个集合，分别为不重要像素集（LIP）、重要像素集（LSP）和不重要数据集合集（LIS）.在

8、初收稿日期：2003-05-15.作者简介：茅耀斌（1971—），男，讲师，ma