全相位雙正交變換理論及其在圖像編碼中的應(yīng)用研究.pdf

1、目前,正交變換理論已相當(dāng)成熟,尤其是對DCT的研究最為深入。然而,在圖像編碼中采用正交變換并不一定是最優(yōu)選擇。其缺點之一是量化表比較復(fù)雜,并且在低碼率時分塊DCT變換編碼存在著嚴(yán)重的塊效應(yīng)。為解決以上問題,本論文在研究全相位濾波的基礎(chǔ)上,提出全相位雙正交變換(APBT)并探索其在圖像編碼中的應(yīng)用,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。論文的主要創(chuàng)新點如下:
　　 (1)在研究全相位列率濾波的基礎(chǔ)上,提出了全相位雙正交變換與對偶基向量的新

2、概念,基于Walsh-Hadamard變換(WHT)、DCT和IDCT,推導(dǎo)出了任意階全相位雙正交變換矩陣的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并分析了其性質(zhì)；給出了全相位雙正交變換的基圖像,并分析了基圖像的能量分布特點。
　　 (2)提出了基于APBT和方向性APBT的類JPEG圖像編碼算法。在基于APBT的類JPEG圖像編碼中,將APBT代替?zhèn)鹘y(tǒng)的JPEG壓縮算法中的DCT變換,相應(yīng)地,在量化時采用均一量化,省去了復(fù)雜的量化表,在低碼率時,取得了比

3、傳統(tǒng)JPEG算法更好的客觀質(zhì)量和主觀效果。并且,為去除低碼率時重建圖像中出現(xiàn)的塊效應(yīng),給出了一種有效的去塊效應(yīng)算法；在研究方向性DCT及其編碼應(yīng)用的基礎(chǔ)上,提出了基于方向性APBT的圖像編碼算法,該算法考慮除水平和垂直方向以外的其它方向,對方向性較強的圖像,取得了較好的壓縮效果。
　　 (3)借鑒基于小波變換的SPIHT編碼算法,提出了基于APBT的嵌入式圖像編碼算法,在低碼率時取得了比JPEG更好的壓縮效果,該算法的優(yōu)點是碼率

4、精確可控；初步探索了APBT域矢量量化編碼,取得了比標(biāo)量量化編碼更好的壓縮效果,進(jìn)一步拓展了全相位雙正交變換在圖像編碼中的應(yīng)用。
　　 (4)利用全相位DCT低通濾波器良好的低通特性和全相位延拓DCT內(nèi)插良好的內(nèi)插特性,提出了基于DCT、APBT和卷曲DCT的低比特率塊編碼算法；針對Bayer模式彩色圖像的特點,提出了基于9／7小波變換和全相位內(nèi)插的Bayer模式彩色圖像壓縮算法。仿真實驗表明,本文所提出的算法更適合對Bayer