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自适应网格编码量化在图像压缩中的应用 2010年第4期 中图分类号:TN919.81文献标识码:A文章编号:1009—2552(2010)04-0026—04 自适应网格编码量化在图像压缩中的应用 王珏,王嘉, (1.上海交通大学图像通信与信息处理研究所电子工程系,上海200240; 2.上海交通大学上海数字媒体处理与传输重点实验室,上海200240) 摘要:提出了一种对网格编码量化(TCQ)算法进行改进的方法一自适应网格编码量化算法 (ADTCQ),并将其应用于JPEG2000图像压缩.自适应网格编码量化算法(ADTCQ)采用了多 级TCQ的结构,并且通过利用已处理的数据对网格结构做出自适应调整.实验结果显示,应用 于图像压缩时自适应网格编码量化(ADTCQ)算法的性能要明显优于标准TCQ算法. 关键词:自适应网格编码量化;多级TCQ;图像压缩;JPEG2000 Applicationofadaptivetrelliscodedquantization Inimagecompression WANGJue.WANGJia (1.DepartmentofElectronicEngineering,InstituteofImageCommunicationandInformation Processing,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China; 2.ShanghaiKeyLaboratoryofDi~taiMediaProcessingandTransmissions, ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China) Abstract:Inthispaper,amodifiedTrellisCodedQuantization(TCQ)forJPEG2Oo0namedAdaptive TrellisCodedQuantization(ADTCQ)ispresented.ADTCQhasthearchitectureofmulti—stageTCQ,and modifiesthetrellisusedinADTCQalgorithmadaptivelybyusingthedatathathasbeenprocessedbythe algorithm.ExperimentresultsshowthatadaptiveTCQhasbetterperformancethanstandardTCQin JPEG2000. Keywords:adaptivetrelliscodedquantization(ADTCQ);multistage—TCQ(MS—TCQ);image compression;JPEG2000 0引言 网格编码量化(TCQ)是基于网格编码调制 (TCM),借鉴了TCM的扩展信号空间和子集划分思 想的一种量化方法,并且在对无记忆信源的处理中 体现出了良好的性能和适中的复杂度,不失为一种 优秀的量化算法¨.然而,由于实际应用中信源具 有各自独特的参数及属性,采用经典网格的TCQ算 法在处理某些信源,如图像的小波系数时往往不能 达到理论上的性能.因此,已有的文献中出现了许 多改进网格编码量化性能的方法,如通用网格编码 量化(UniformTCQ,UTCQ),预测网格编码量化 (PredictiveTCQ,PTCQ),熵受限网格编码量化(En一 一 26一 tropy—ConstrainedTCQ,ECTCQ)等. 在文献[2]中提出了可以通过改变TCQ算法中 网格(trellis)的结构来提高算法的量化性能.文献 [3]介绍了多级TCQ(MultistageTCQ,MSTCQ)的概 念.综合上述两种观点,提出了一种能够利用已经 处理的序列对TCQ的网格进行自适应的调整,以提 高量化性能的自适应网格编码量化(ADTCQ)算法, 并将其应用于JPEG2000图像压缩. 收稿日期:2009—10—12 基金项目:国家自然科学基金资助 作者简介:王珏(1985一),男,硕士研究生,主要研究方向为图像与 视频编码. 1TCQ简介 网格编码量化(TCQ)的思想来源于网格编码调 制(TCM).在网格编码调制中,通过集合划分映射 理论来达到被调信号点之间的欧氏距离最大,网格 编码量化也遵循状编码调制扩展信号空间和集合分 割的思想,将R位量化的对应2阶量化器扩展为 2肌阶. 由于采用扩展的码字空间,TCQ可以被认为是 矢量量化(VectorQuantization)的一种最简单的形 式.假设要以比特编码率的TCQ对一个无记忆 的均匀信源进行量化,首先通过扩展生成具有2肌 个码字的均匀码书.接着将扩展的量化码书分为4