自适应图像编解码算法的研究

【摘要】随着计算机技术和互联网的快速发展,以图像为重要表现形式的多媒体数据通信技术迅速起飞,简单的文本、语音通信形式不再满足人们的日常需求,多媒体通信给人们的学习环境、日常生活和工作方式带来了深刻的变化。然而,与此同时,越来越庞大的通信数据量使得存储介质的容量、信道带宽和计算机处理速度的压力增加,虽然生产容量更大的存储介质、提高通信网络带宽以及研发性能更高的计算机可以缓解这一压力,但在实际中却要付出很大的代价,所以,更切实际的方法应该是在存储或传输前对图像进行压缩编码从而减少通信数据量。目前,因为JPEG压缩编码国际标准良好的压缩效果及其简单的计算、存储要求,在互联网和数码相机领域中JPEG图像得到了最为广泛的应用。然而在压缩比高的情况下,JPEG图像块状效应明显,主客观质量低,压缩性能需要得到进一步的改良。虽然,有研究表明把图像下采样和图像插值作为JPEG编解码的预处理和后处理能有效的改善这一情况,但在压缩比低的情况下,图像下采样引起的信息损失比原JPEG量化大,使得这种改良编解码算法的压缩效果比JPEG差；并且,由于两种算法率失真(R-D)曲线相交点对应的码率是因图而异的,所以在给定编码码率的条件下,我们无法判断哪种算法具有更好的压缩性能。基于对插值算法的研究,本文提出了一种空间可变的立方样条插值算法,并将该插值算法和立方样条插值应用到改良式编解码算法中,借助于码率估计算法,本文提出了分别基于立方样条插值和基于空间可变的立方样条插值的两种自适应图像编解码算法。通过对压缩编码码率的快速估计,算法从改良式编解码算法和原JPEG算法中选择编码性能较好的一种作为当前目标编码码率下的编码方式对图像进行压缩编码。仿真结果表明,自适应的图像压缩算法相比于JPEG标准,码率低时压缩性能明显提高,码率高时压缩效果不会变差；并且基于空间可变的立方样条插值的自适应编解码算法在压缩性能上会稍好于基于立方样条插值的自适应编解码算法,可满足实时性需求不高的应用。
【作者】江建兴；
【导师】洪少华；
【作者基本信息】厦门大学，通信与信息系统，2014，硕士
【关键词】JPEG标准；空间可变的立方样条插值；自适应图像编解码；

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