JPEG2000碼率控制算法研究.pdf

1、JPEG2000靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)和Motion-JPEG2000運(yùn)動圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)具有壓縮效率高、抗誤碼能力強(qiáng)、碼流漸進(jìn)傳輸?shù)葍?yōu)異的壓縮特性，將得到越來越廣泛的應(yīng)用。碼率控制是JPEG2000和Motion-JPEG 2000編碼的重要過程，其算法的優(yōu)劣直接決定著整個(gè)編碼效率的高低和壓縮圖像質(zhì)量的好壞。因此，研究并提出更為高效的JPEG 2000碼率控制算法，以減少編碼計(jì)算冗余、提高編碼速度和減少內(nèi)存資源消耗，對于圖像和視頻的JPEG20

2、00編碼軟硬件實(shí)現(xiàn)都具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 對于JPEG2000編碼，本文首先詳細(xì)敘述了JPEG2000壓縮標(biāo)準(zhǔn)的主要編碼過程，以及圖像編碼碼率控制的基本理論。這部分是進(jìn)一步討論JPEG2000的碼率控制問題的背景知識和相關(guān)理論基礎(chǔ)。然后，本文較為全面地介紹了JPEG 2000碼率控制的兩種機(jī)制，以及標(biāo)準(zhǔn)推薦的壓縮后率失真優(yōu)化算法，并分析了該算法存在的編碼效率低、計(jì)算冗余大的缺點(diǎn)。最后，在充分分析目前學(xué)者提出的一種較有效的碼率控制

3、算法的基礎(chǔ)上，針對其存在著編碼圖像質(zhì)量下降的不足，本文提出了一種更為高效的算法：改進(jìn)的聯(lián)合熵編碼和率控制算法VIREC, 該算法根據(jù)各個(gè)碼塊所在子帶的能量權(quán)重系數(shù)的大小，選擇不同的每次熵編碼編碼通道數(shù)，在熵編碼的同時(shí)進(jìn)行碼率控制，可在保證壓縮圖像質(zhì)量的同時(shí)提高一定的編碼效率。 對于Motion-JPEG2000，本文主要研究了恒定碼率編碼（CBR）和可變碼率編碼（VBR）兩種方式下的碼率控制算法問題。本文首先較為詳細(xì)地?cái)⑹隽藥追N

4、典型的CBR算法和VBR漏桶算法，并且具體實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證了Motion-JPEG2000的兩次掃描VBR編碼。為提高M(jìn)otion- JPEG2000的編碼效率，本文提出了兩種較為有效的碼率控制算法：SEUCA和LASD。SEUCA算法利用幀間相關(guān)性，使用前一個(gè)已編碼幀的率失真斜率值估計(jì)當(dāng)前幀的率失真情況，并結(jié)合使用IREC和EIREC算法進(jìn)行編碼，可以有效地提高CBR編碼的編碼效率，降低編碼計(jì)算冗余。LASD算法通過場景切換檢測將視頻序列合

5、理地劃分為若干個(gè)場景圖像組，先為每個(gè)場景圖像組分配對應(yīng)的平均碼率，然后再進(jìn)一步為圖像組中的每幀圖像分配各自的編碼碼率。此時(shí)緩沖區(qū)里的樣本幀編碼情況可以表征更加廣泛的圖像幀，因而各幀的碼率分配更加合理，可以取得圖像質(zhì)量更為恒定的VBR碼流。 為驗(yàn)證上述的幾種碼率控制算法的性能，論文將其與其它比較典型的算法進(jìn)行了多方面的分析和比較，理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果均表明本文所提出的算法編碼效率更高，編碼性能更好，比較有利于圖像和視頻編碼的實(shí)