多媒体技术基础第8章小波图像编码
多媒体技术基础 第8章 小波图像编码
第8章小波图像编码目录8.4SPIHT编码8.1从子带编码到小波编码8.4.1介绍8.1.1子带编码8.4.2渐进图像的传输8.1.2多分辨率分析8.4.3分集排序算法8.1.3滤波器组与多分瓣率8.4.4类型和变量8.4.5算法8.1.4子带编码与小波编码8.4.6算法举例8.1.5小波分解图像方法8.5EBCOT编码简介8.2PSNR失真度量法8.5.1介绍8.5.2质量层的概念8.3EZW编码8.6JPEG2000简介8.3.1介绍8.6.1JPEG2000是什么8.3.2算法8.6.2JPEG2000的基本结构8.3.3算法举例8.6.3JPEG2000的主要功能8.6.4JPEG2000标准的文档2/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 2/50 第8章 小波图像编码目录 8.1 从子带编码到小波编码 8.1.1 子带编码 8.1.2 多分辨率分析 8.1.3 滤波器组与多分辨率 8.1.4 子带编码与小波编码 8.1.5 小波分解图像方法 8.2 PSNR失真度量法 8.3 EZW编码 8.3.1 介绍 8.3.2 算法 8.3.3 算法举例 8.4 SPIHT编码 8.4.1 介绍 8.4.2 渐进图像的传输 8.4.3 分集排序算法 8.4.4 类型和变量 8.4.5 算法 8.4.6 算法举例 8.5 EBCOT编码简介 8.5.1 介绍 8.5.2 质量层的概念 8.6 JPEG 2000简介 8.6.1 JPEG 2000是什么 8.6.2 JPEG 2000的基本结构 8.6.3 JPEG 2000的主要功能 8.6.4 JPEG 2000标准的文档
8.1从子带编码到小波编码子带编码，子带编码(subband coding，SBC)的基本思想■把信号的频率分成几个子带，对每个子带分别进行编码■根据每个子带的重要性分配不同的位数来表示数据子带编码的应用-，20世纪70年代，开始用于语音编码，20世纪80年代，开始用于图像编码子带分割方法1986年Woods,J.W.等人曾经使用一维正交镜像滤波器(QMF)把信号的频带分解成4个相等的子带，如图8-1所示图8-1(a)表示分解方法，图8-1(b)表示其相应的频谱符号：21表示频带降低1/2，HH表示频率最高的子带，LL表示频率最低的子带这个过程可以重复，直到符合应用要求为止滤波器组称为分解滤波器树(decompositionfiltertrees)3/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 3/50 8.1 从子带编码到小波编码 ◼ 子带编码 ➢ 子带编码(subband coding，SBC)的基本思想 ◼ 把信号的频率分成几个子带，对每个子带分别进行编码 ◼ 根据每个子带的重要性分配不同的位数来表示数据 ➢ 子带编码的应用 ◼ 20世纪70年代，开始用于语音编码 ◼ 20世纪80年代，开始用于图像编码 ➢ 子带分割方法 ◼ 1986年Woods, J. W.等人曾经使用一维正交镜像滤波器 (QMF)把信号的频带分解成4个相等的子带，如图8-1所示 ◼ 图8-1(a)表示分解方法，图8-1(b)表示其相应的频谱 ◆ 符号：2↓表示频带降低1/2，HH表示频率最高的子带，LL表 示频率最低的子带 ◼ 这个过程可以重复，直到符合应用要求为止 ◼ 滤波器组称为分解滤波器树(decomposition filter trees)
8.1从子带编码到小波编码（续1）00元LHHHIHL元元@-LHHFLHHHHH元厦Ho-21-水平方向垂直方向(a)分解法(b)频谱图8-1Lena图的子带编码4/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 4/50 8.1 从子带编码到小波编码(续1) 图8-1 Lena图的子带编码
8.1从子带编码到小波编码（续2）■多分辨率分析粗糙图像S.Mallat于1988年在构造正交小波基时提出了多分瓣原始图像率分析(multiresolutionanalysis)的概念，从空间上三+形象地说明了小波的多分辨率的特性，提出了正交小波的构造方法和快速算法，称为Mallat算法。根据Mallat和Meyer等科学家图像细节的理论，使用一级小波分图8-3Lena的解方法得到的图像如图8-2多分辨率分析图像所示5/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 5/50 8.1 从子带编码到小波编码(续2) ◼ 多分辨率分析 ➢ S.Mallat于1988年在构造正 交小波基时提出了多分辨 率分析(multiresolution analysis)的概念，从空间上 形象地说明了小波的多分 辨率的特性，提出了正交 小波的构造方法和快速算 法，称为Mallat算法。根 据Mallat和Meyer等科学家 的理论，使用一级小波分 解方法得到的图像如图8-2 所示 图8-3 Lena的 多分辨率分析图像
8.1从子带编码到小波编码（续3）一级分解后继续分解的过程叫做多分辨率分析，即多级小波分解的概念。，使用多级小波分解可得到分辨率不同的图像，这些图像被称为多分辨率图像(multiresolutionimages)，图8-3表示Lena的多分辨率图像。其中，粗糙图像1的分辨率是原始图像的1/4，粗糙图像2的分辨率是粗糙图像1的1/4原始图像三粗糙图像1细书1十大粗橙图像2细节2细节1三+图-Lea的多刀辨率刀析图家6/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 6/50 8.1 从子带编码到小波编码(续3) ➢ 一级分解后继续分解的过程叫做多分辨率分析，即多 级小波分解的概念。 ◼ 使用多级小波分解可得到分辨率不同的图像，这些图像被称 为多分辨率图像(multiresolution images) ◼ 图8-3表示Lena的多分辨率图像。其中，粗糙图像1的分辨率 是原始图像的1/4，粗糙图像2的分辨率是粗糙图像1的1/4 图8-3 Lena的多分辨率分析图像
8.1从子带编码到小波编码（续4）■小波分解图像方法使用小波变换把图像分解成各种子带的方法有很多种。例如，■均匀分解(uniformdecomposition)，非均匀分解(non-uniformdecomposition）■八带分解(octave-banddecomposition)■小波包分解(wavelet-packetdecomposition)■根据不同类型的图像选择不同小波的自适应小波分解(adaptive wavelet decomposition)等八带分解是使用最广泛的一种分解方法属于非均匀频带分割方法，它把低频部分分解成比较窄的频带，而对每一级分解的高频部分不再进一步分解■图8-4表示Lena图像的数据分解7/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 7/50 8.1 从子带编码到小波编码(续4) ◼ 小波分解图像方法 ➢ 使用小波变换把图像分解成各种子带的方法有很多 种。例如， ◼ 均匀分解(uniform decomposition) ◼ 非均匀分解(non-uniform decomposition) ◼ 八带分解(octave-band decomposition) ◼ 小波包分解(wavelet-packet decomposition) ◼ 根据不同类型的图像选择不同小波的自适应小波分解 (adaptive wavelet decomposition)等 ➢ 八带分解是使用最广泛的一种分解方法 ◼ 属于非均匀频带分割方法，它把低频部分分解成比较窄的 频带，而对每一级分解的高频部分不再进一步分解 ◼ 图8-4表示Lena图像的数据分解
8.1从子带编码到小波编码（续5）ha1hN.（近似值）（水平细节）（水平细节）ddd1（垂直细节）（对角细节）（垂直细节）（对角细节）(c)Lena三级分解(a)一级分解(b)三级分解图8-4Lena图像的数据分解8/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 8/50 8.1 从子带编码到小波编码(续5) (a) 一级分解 (b) 三级分解 （c) Lena三级分解 . 图8-4 Lena图像的数据分解
Standard test image- Lenna Soderberg(ne Sjooblom)> The First Lady of theInternetSize : 512×512pixelsColors : 24 bits/pixelLena24.bmp: 768 KBIn 1972http://www.cis.rit.edu/~cnspci/misc/lenna/9/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 9/50 Standard test image ◼ Lenna Soderberg (ne Sjööblom) ➢ The First Lady of the Internet ➢ Size：512×512 pixels ➢ Colors：24 bits/pixel ➢ Lena24.bmp: 768 KB http://www.cis.rit.edu/~cnspci/misc/lenna/ In 1972
Standard test image(cont'd 1)- Lenna Soderberg(Sjooblom) and JeffSeidemanIn May 1997 at IS&T's(Imaging Science andTechnology)50thAnniversaryIS&T'Sconference50"AnnualConferencehttp:/www.cis.rit.edu/~cnspci/misc/lenna/10/502025年10月26日第8章小波图像编码
2025年10月26日 第8章 小波图像编码 10/50 Standard test image(cont'd 1) ◼ Lenna Soderberg (Sjööblom) and Jeff Seideman ➢ In May 1997 at IS&T's (Imaging Science and Technology)50th Anniversary conference http://www.cis.rit.edu/~cnspci/misc/lenna/