第4章小波图像编码 第4章小波图像编码 (征求意见稿) 清华大学计算机科学与技术系 智能技术与系统国家重点实验室 林福宗,2001-10-19 由于小波变换技术在20世纪90年代初期已经比较成熟,因此从那时起就开始出现各种新 颖的小波图像编码方法。这些编码方法包括FzW,在FW算法基础上改进的SPHT和 EBCOT 等。由于EZW算法的开拓给后来者带来很大的启发,它是一种有效而且计算简单的图像压缩 技术,因此本章将重点介绍 4.1从子带编码到小波编码 4.1.1子带编码 子带编码( subband coding,SB)的基本概念是把信号的频率分成几个子带,然后对每个 子带分别进行编码,并根据每个子带的重要性分配不同的位数来表示数据。在20世纪70年代, 子带编码开始用在语音编码上。由于子带编码可根据子带的重要性分别进行编码等优点,20 世纪80年代中期开始在图像编码中使用。1986年 Woods,Jw等人曾经使用一维正交镜像滤 波器组( quadrature mirror filterbanks,QMF)把信号的频带分解成4个相等的子带,如图401 所示。图a)表示分解方法,图(b)表示其相应的频谱。图中的符号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。这样的滤波器组称为分解滤波器树( decomposition filter trees) HHH -thlfll-HL 水平方向 垂直分析 图4-01Lena图的子带编码(1984年) 41.2多分辨率分析 SMallat-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 叫做Malt算法。根据 Mallat和 Meyer等人的理论,使用一级小波分解方法得到的图像如图402 所示。第4章 小波图像编码 1 第4章 小波图像编码 (征求意见稿) 清华大学计算机科学与技术系 智能技术与系统国家重点实验室 林福宗，2001-10-19 由于小波变换技术在20世纪90年代初期已经比较成熟，因此从那时起就开始出现各种新 颖的小波图像编码方法。这些编码方法包括EZW, 在EZW算法基础上改进的SPIHT和EBCOT 等。由于EZW算法的开拓给后来者带来很大的启发，它是一种有效而且计算简单的图像压缩 技术，因此本章将重点介绍。 4.1 从子带编码到小波编码 4.1.1 子带编码 子带编码(subband coding，SBC)的基本概念是把信号的频率分成几个子带，然后对每个 子带分别进行编码，并根据每个子带的重要性分配不同的位数来表示数据。在20世纪70年代， 子带编码开始用在语音编码上。由于子带编码可根据子带的重要性分别进行编码等优点，20 世纪80年代中期开始在图像编码中使用。1986年Woods, J. W.等人曾经使用一维正交镜像滤 波器组(quadrature mirror filterbanks，QMF)把信号的频带分解成4个相等的子带，如图4-01 所示。图(a)表示分解方法，图(b)表示其相应的频谱。图中的符号 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。这样的滤波器组称为分解滤波器树(decomposition filter trees)。 图4-01 Lena图的子带编码(1984年) 4.1.2 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， 叫做Mallat算法。根据Mallat和Meyer等人的理论，使用一级小波分解方法得到的图像如图4-02 所示