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随着计算机技术和信息技术的飞速发展,人类对于信息的需求得到了满足,与此同时,日益增长的数据量也为存储和传输带来了压力。其中以图像为主的多媒体信息所携带的信息量大、表现直观,但是数据量很大,存储和传输都存在一定问题,而图像编码技术的提高可以有效地解决以上问题。在海洋探测领域,随着水声技术的广泛应用,各类水下探测设备获取的水声图像数据量急速增长,由于海洋环境复杂,且水声信道带宽有限,因此需要对水声图像进行压缩编码才能更好地传输并恢复图像。小波变换因为它优秀的时频分析能力及多分辨率分析特性,应用于图像压缩时,可以在保证重构质量的同时满足高压缩比。因此,本文对基于小波变换的水声图像编码技术进行研究。
首先,对研究的背景、意义及发展现状进行概述,介绍了图像压缩编码的基本理论,主要包括图像编码的可行性、基本方法及分类、水声图像压缩编码及图像压缩质量评价标准。
其次,重点介绍了小波变换基本理论,并通过实验数据分析小波变换图像特点。对小波变换编码基本原理步骤进行介绍,分析小波变换用于图像编码时需要注意的一些问题。
然后,对EZW算法和SPIHT算法的编码基本思想、原理及实现过程进行研究,并对SPIHT算法从平均码长、压缩图像类型、小波分解级数及小波基选取四个方面进行了性能分析比较。在经典SPIHT算法基础上结合人眼视觉特性进行改进,对小波系数进行视觉加权,并通过调整编码顺序对重要系数优先编码,提高重构图像质量。实验表明,改进后算法所得重构图像的VIF值得到了显著提高,图像质量更好。
最后,根据水声图像的特点及压缩编码需求,结合边缘检测技术和感兴趣区域编码思想对基于HVS的自适应SPIHT算法进行进一步改进,从而实现对水声图像的高效压缩。实验表明,改进算法可以保证恢复图像的边缘信息完整,实现对水声图像中感兴趣区域的高质量重构。
首先,对研究的背景、意义及发展现状进行概述,介绍了图像压缩编码的基本理论,主要包括图像编码的可行性、基本方法及分类、水声图像压缩编码及图像压缩质量评价标准。
其次,重点介绍了小波变换基本理论,并通过实验数据分析小波变换图像特点。对小波变换编码基本原理步骤进行介绍,分析小波变换用于图像编码时需要注意的一些问题。
然后,对EZW算法和SPIHT算法的编码基本思想、原理及实现过程进行研究,并对SPIHT算法从平均码长、压缩图像类型、小波分解级数及小波基选取四个方面进行了性能分析比较。在经典SPIHT算法基础上结合人眼视觉特性进行改进,对小波系数进行视觉加权,并通过调整编码顺序对重要系数优先编码,提高重构图像质量。实验表明,改进后算法所得重构图像的VIF值得到了显著提高,图像质量更好。
最后,根据水声图像的特点及压缩编码需求,结合边缘检测技术和感兴趣区域编码思想对基于HVS的自适应SPIHT算法进行进一步改进,从而实现对水声图像的高效压缩。实验表明,改进算法可以保证恢复图像的边缘信息完整,实现对水声图像中感兴趣区域的高质量重构。