图像序列的压缩编码技术及系统

发布时间：2020-07-21 22:41

【摘要】：在数字图像传输系统的设计过程中通常会用到图像压缩编码技术。目前,市场上的图像传输系统多采用制式视频编码协议(如H.264、H.265等)来实现视频流数据压缩,此类编码协议均是通过去除图像帧间冗余的方式来减少数据量的,不适用于航空军事侦察、卫星遥感、箭载视频等对图像动态随机访问能力和质量要求较高的领域。因此,我们设计了基于图像序列的压缩编码系统,将视频数据看作连续的单帧静态图像,并对每一帧图像都进行编码处理,以求获得更好的压缩效果。在技术方面,系统中采用了JPEG2000压缩算法来进行图像编码。相较于SPIHT、JPEG等其他压缩算法而言,JPEG2000具有支持图像渐进传输、兼容有损压缩和无损压缩两种编码模式、支持感兴趣区域编码等优势,可以对不同特征(如自然图像、计算器图形、医疗图像、遥感图像、复合文本等)和不同类型(如二值、灰度、彩色等)的静态图像进行高效压缩并获得较好质量的重构图像。在系统设计方面,我们采用“FPGA+ADV212专用集成芯片”的处理架构来实现图像序列的编解码过程,具有体积小、质量轻、压缩倍率高、编码速度快等特点,并支持灵活调整输入图像数据格式、压缩模式(选择有损压缩或无损压缩)、压缩倍率等关键参数,具有极高的灵活性。除此之外,论文中还讨论了基于STEL-1109和STEL-2105芯片的QPSK调制与解调系统的设计过程,用于实现压缩码流的远程传输。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN919.81
【图文】：

影响图,编码过程

图 2.1 JPEG2000 编码过程图 2.2 JPEG2000 解码过程2.2.1 图像预处理预处理包括了图像分片（tile）、直流平移和分量变换等过程，图像分片指的是当被处理图像的分辨率较大时，一般会进行图像分片处理，即将整幅图像划分为大小相等且互不重叠的若干块，然后分别对每一块图像进行单独的压缩处理，这样做的目的在于降低图像压缩过程对内部缓存的要求。直流平移是指当被处理图像是精度为 p 的灰度图像时，其像素灰度值的范围为[0，2p-1]，将图像像素灰度值统一减去 2p-1将灰度范围移动至[-2p-1,2p-1-1]，这样的处理方法可以防止数据溢出并且不会影响图像质量。当被处理的

过程图,离散小波变换,过程,子带

缩和有损压缩。一维离散序列{ x0, x1, x2 ,..., xN-1}的定点离散小波变换计算过程用 214C2D1222221jjjjjjDDxxxxjj( 0 ≤ j ≤N，N 取整数且 N>2 Dj代表高频小波系数，Cj代表低频小波系数。图像数据而言，则需要进行二维离散小波变换，具体实现分为两）将图像按列为单位进行一维小波变换,得到低频系数子带（L）和)。）在一维小波变换的基础上按行为单位再进行一次一维小波变换，和 HH 四个不同频率的子带。

示意图,小波变换,示意图,逆量化

图 2.4 多级小波变换示意图后的得到的小波系数一般不是整数，为了方便计算机存2000 标准中，小波变换后的图像中不同的子带拥有不同量化标准相同。编码过程量化步长较为精细，在解码过选择逆量化步长，从而实现对压缩比和图像信噪比的控图像与原图像会有差异存在（即有损压缩）。但是有一 5/3 小波滤波器得到都为整数的小波系数，并设置量化像压缩。

【相似文献】