基于回归分析的嵌入式块编码预测截断算法

针对JPEG2000中基于率失真优化后压缩处理的嵌入式块编码算法所存在的运行复杂、浪费大量编码时间等问题,提出了一种有效提高编码效率的方法,即基于回归分析的嵌入式块编码预测截断算法。该算法根据多元线性回归分析得到的回归方程来预测截断点,避免了对将被截断的位平面进行扫描编码,并舍弃了复杂耗时的率失真计算与搜索,有效地加快了嵌入式块编码算法的运行速度。实验结果表明,算法获得了可观的编码速度提升收益。

基于内存优化的小波零块嵌入图像编码算法

小波嵌入零块编码算法(Set Partitioned Embedded bloCK,SPECK)是一种高效的具有渐进传输特性的图像编码算法,但其在编解码过程中的巨大内存占用致使编解码速度慢且不利于硬件实现.本文提出了一种基于内存优化的小波零块嵌入图像编码算法,采用标志状态图和块深度优先搜索策略完成嵌入编码中的排序和细化过程.两张标志状态图分别标识编解码过程中的重要系数和不重要集合,同时结合块深度优先搜索策略检索块结构中的不重要集合,代替排序和细化过程中的重要系数链表和不重要集合链表,较大地节省了内存占用.实验结果表明,与SPECK算法相比,在保持相当信噪比的情况下,内存占用仅为原来的1/12,与另一种低内存零树编码算法LZC(Listless Zerotree Cod-ing)相比,在内存略有增加的情况下,信噪比至少提高1.1dB,为硬件实现小波零块编码算法探讨了一条有效途径.

JPEG2000中嵌入式块编码的FPGA设计

为了使JPEG2000能应用到便携产品中,采用了高效存储结构的硬件实现方案,并设计了相应的寄存器组和控制逻辑。仿真结果表明所设计的块编码器能够在0.256s内完成对一幅512×512的灰度图像的编码。

基于最佳截断嵌入码块编码和离散小波变换的医学图像复合压缩算法

根据医学图像信息相对集中的特点,提出了一种基于最佳截断嵌入码块编码和离散小波变换的医学图像任意形状感兴趣区域复合压缩方法,通过对图像感兴趣区域和背景区采用不同的编码方式,提高了医学图像压缩比,并确保了医学图像感兴趣区域的高质量重建。实验表明:该方法在重建图像质量和压缩比方面均达到了较好的性能。

基于三维集合分裂嵌入式块编码(3D-SPECK)的视频编码器

提出了一种基于三维SPECK(SetPartitionedEmbeddedBlock)编码方法的视频编码器。为了进行三维小波变换,视频序列被组织成帧组(GOP, GroupofFrames), 变换后的小波系数被组织成小波方格(WC, WaveletCube)。通过采用3D SPECK对WC进行有效地编码,从而实现视频序列的有效编码。时域上放弃了运动估计和运动补偿,采用了时间轴上的小波变换,因此该编码器与传统的混合编码模式相比,具有计算量小的优点。实验结果表明,该编码器无论在数值结论还是主观效果上都与无运动补偿的3D SPIHT(SetPartitioninginHierarchicalTrees)相当。

嵌入式设备的静止图像编码

降低多媒体算法的复杂性和存储器需求对于存储器资源和运算能力都很有限的嵌入式设备是十分重要的。在极低码率应用时,JPEG存在严重的方块效应,JPEG2000具有极高的运算复杂性和存储器需求。分析了H.264INTRA帧编码的运算复杂性和存储器需求,并提出了一种减小运算复杂性的有效方法。结果显示,H.264INTRA帧编码具有极低的运算量和存储器需求,非常适合嵌入式设备的静止图像编码。

两种基于对象的嵌入式小波图像编码算法比较分析

为进一步研究现有基于对象的图像压缩技术,介绍两种基于对象的嵌入式小波图像编码算法——基于对象的集合分裂嵌入块(Object-Based SetPartitioned Embedded bloCK,OB-SPECK)编码算法和基于k-d树的二元集合分裂(Binary Set Splitting with k-d trees,BISK)编码算法,并进行比较分析.结果表明两种算法在集合分裂方案、对透明因数的处理方法及算法复杂度上有不同之处.在Matlab中进行的仿真实验表明,在对任意形状对象进行编码时,BISK编码算法在算法性能和图像压缩质量上较OB-SPECK编码算法更优.

嵌入式视频监控系统的快速运动估计算法

耗时的运动估计运算给实时视频编码带来较大困难,为提高监控视频编码的实时性,提出一种用于嵌入式视频监控系统的快速运动估计算法。该算法根据监控背景相对固定的特点,使用多层提前终止准则,通过运动矢量时空相关性的特性来预测搜索起点,采用改进型的十字搜索模板进行搜索。实验表明,与自适应十字搜索算法相比,该算法在平均峰值信噪比略有下降的情况下,搜索速度得到提升,符合嵌入式视频监控的实时性优先原则。

基于统计模型预测截断的码率控制算法

针对JPEG2000存在大量计算冗余影响星载遥感图像压缩速度的问题,提出基于统计模型预测截断的遥感图像码率控制算法。建立统计模型预测最优率失真斜率阈值,并将其作为层一编码门限值,根据生成码流长度自适应调整该值,获得近似的最优斜率阈值,层二在该值基础上搜索最优率失真斜率阈值和最优截断点以实现码率控制。实验结果表明,目标码率为0.5bpp时,在保证重构图像质量的前提下,减少了编码时间,相比JasPer减少了40%。

一种基于EBCOT的感兴趣区图像编码算法

优化截断嵌入式编码(Embedded block coding with optimized truncation,EBCOT)是JPEG2000的核心,EBCOT所采用的基于码块的率失真优化方式为实现图像感兴趣区(Region of interest,ROI)编码提供了良好的基础.本文分析了其中具有代表性的隐式ROI编码算法,并提出了一种改进方法.通过构造加权函数,合理地为ROI码块分配权重,在保证ROI信息被优先编码的同时,降低ROI码块中背景区域小波系数的影响,提高了重建图像ROI的质量.实验结果表明,算法在低码率下重建图像ROI质量提高明显,在高码率下也能够很好兼顾重建图像背景区域的质量.

一种用于JPEG2000的高效位平面编码电路

研究了JPEG2000编码芯片的核心模块——位平面编码电路.通过分析EBCOT编码原理、现有算法及硬件实现中存在的问题,提出了一种基于双上文窗口并行的EBCOT系数位建模方法的新型位平面编码电路架构,可以实时生成编码时所需的状态信息,在提高整体编码速度的同时节省存储资源.仿真结果表明,对于一个512×512的YUV图像,采用码块大小为64×64的方式编码,1个时钟周期可以处理4个样本,并且减少约16kbit的存储器需求.

一种基于WBCT的图像编码算法

最新标准的图像压缩算法JPEG2000核心是在小波变换的基础上,利用率失真优化算法对所有码块的嵌入式压缩码流进行适当的截取,得到最优的编码率失真性能,提高编码性能。针对小波变换不能充分稀疏表示图像的二维几何特征,从而影响基于小波变换的传统图像压缩算法对图像纹理特征保持效果的问题,提出一种基于WBCT变换的EBCOT压缩算法。该算法利用基于小波的Contourlet变换可以有效地稀疏表示图像纹理区域的特性,根据码块熵最小化原则优化WBCT方向分解,降低了码块内系数的复杂程度,提高了EBCOT上下文模型编码效率;通过EBCOT自适应算术编码与率失真优化截断方法生成压缩码流。实验结果表明,重构图像不仅峰值信噪比(PSNR)得到提高,而且对图像局部纹理失真明显减小,证明了该算法的有效性。

H.264帧内编码与JPEG2000的性能比较与分析

为了给P帧和B帧作参考帧,保证编码序列在解码时能正确地开始和进行,H.264中的I帧编码是一种独立消除空间冗余度的适度图像压缩算法,没有使用帧间预测和补偿。在某种程度上,I帧编码可以被认为是一种静态图像编码。JPEG2000是ISO推出的新一代静态图像压缩标准。通过对目前这两种最先进的图像压缩标准的分析和比较,得出在较低的码率下,针对小尺度图像,H.264的帧内压缩有着比JPEG2000更好的性能,而在其他条件下JPEG2000的算法占优。

JPEG2000自适应算术编码器FPGA设计

研究JPEG2000标准中自适应算术编码器的硬件实现问题,提出一种适合ASIC实现的并行结构,并在FPGA上对其进行了仿真验证.该设计使用VHDL语言在RTL级描述;并以XILINXXC2V8000-5FF1152为基础,在ISE5.2下完成综合及后仿真.在整个JPEG2000设计中,最高工作时钟66MHz,自适应算术编码器处理速度可达到0.25bit/cycle.

JPEG 2000系数位平面编码的FPGA设计

研究JPEG 2000标准中系数位平面编码的硬件实现问题,提出一种适合ASIC实现的结构,在保证编码速度的前提下,最大限度减小了片内小波系数缓存量,解决了扫描过程中如何对系数状态字进行读写的问题,大大减少了系统访问系数状态字的频率。设计中幅度细通道和清理通道并行工作,使编码时间比传统非并行工作减少30%以上。在FPGA上对设计进行了仿真验证。

ROI编码技术在JPEG2000中的应用

随着多媒体和网络的迅速发展,人们对图像质量和图像功能的要求越来越高,当前的JPEG标准显得有些不足,因此ISO提出了一个新的JPEG2000标准。论文的主要工作是JPEG2000图像压缩标准的编解码系统的设计。现将主要内容归纳如下:1)提升小波变换。JPEG2000与JPEG最大的不同在于它放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换为主的区块编码方式,转而采用以小波变换为主的多解析编码方式,在论文中采用提升小波变换方法,其优点在于速度快,运算复杂度低,所需存储空间少。2)嵌入式码块编码。在JPEG2000中,图像经过量化后,每个子带被划分成码块单元,对每个码块进行独立的嵌入式位平面算术熵编码。在论文中采用自适应二进制算术编解码。3)感兴趣区域(ROI)简介。论文最后简单介绍ROI掩模(MASK)的生成及ROI技术在JPEG2000中的应用。

基于WBCT的地震数据感兴趣区域编码算法

提出一种基于小波域Contourlet变换(WBCT)最优截断嵌入码块(EBCOT)的地震数据压缩算法.首先利用WBCT获得地震数据的稀疏表示,根据码块熵最小化原则优化WBCT方向分解,降低码块复杂度,提高编码效率;然后针对不同地质信息对小波各子带的带通特性不同,改进JPEG2000算法感兴趣区域掩模处理方式,对不同的小波子带设置不同权值,进行掩模处理;最后通过EBCOT编码生成压缩码流.实验结果表明,重构的地震数据不仅峰值信噪比(PSNR)得到提高,而且地震数据同向轴局部纹理失真明显减小.

基于分数比特面提升的感兴趣区域编码

基于JPEG2000采用的最优截断嵌入式块编码的多通道扫描特性,提出了分数比特面提升的感兴趣区域(regionofinterest,ROI)编码算法,与现有基于比特面提升的同类算法相比,新算法不但可以更为精细地控制ROI图像质量,同时还支持多ROI编码和交互式ROI。仿真结果表明新算法对ROI图像质量的控制效果显著。

JPEG2000中EBCOT算法的优化

JPEG2000是国际标准化组织(ISO)指定的新一代静止图像压缩标准,具有优良的压缩性能和很高的灵活性。在JPEG2000编码系统中优化截断的嵌入式分块编码(EBCOT)的第一层编码花费了大部分时间。为了提高编码的效率,在分析EBCOT算法的基础上提出了一种优化方案。实验结果表明,该方案提高了编码速度,增强了编码的实时性。

嵌入式空频块编码

将空频块编码与嵌入式编码思想相结合,提出了一种新的嵌入式空频编码.待传输的信息被分为基本流(高分集)和加强流(低分集),在信道质量较差的情况下,用户只能收到基本信息流,保证了用户的基本业务传输.当信道质量较好时,用户可同时收到基本流和加强流信息,提高了业务传输质量.同时,针对2发射天线的嵌入式空频编码,得出了其峰均比表达式.仿真结果显示,在较低信噪比区域,嵌入式空频编码比传统的Alamouti空频编码具有更高的分集增益.同时,在多普勒频移较大的情况下,相对于2发射天线的机会主义空时块编码,新提出的编码方法具有更好的误比特性能.