一种改进嵌入式零树小波编码算法(晓).docVIP

一种改进的嵌入式零树小波编码算法 金彩虹 高玲 (南京晓庄学院， 南京 211171） 【摘　要】嵌入式零树小波编码算法(EZW)为了确定一系数是零树根还是孤立零，必须对该系数进行反复多次扫描，不仅耗时，而且造成二进制符号流中存在大量冗余。在研究Shapiro 零树图像编码算法的基础上，通过对重要系数的全新界定和精确量化,增加零树的数量，减少孤立零点, 从而缩短有哪些信誉好的足球投注网站扫描编码时间、提高压缩比。实验结果表明：改进的嵌入式零树小波编码算法在峰值信噪比、编码时间、图像恢复质量等方面都优于J.M.Shapiro最初提出的EZW算法。 【关键词】小波变换；零树；峰值信噪比；编码时间 【中图分类号】TP391 【文献标识码】A Improved image coding algorithm based on embedded zerotree wavelet JIN Cai-hong (Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing ,211171) 【Abstract】 The mproved image coding algorithm is put forward by defining significant coefficient and exacting quantization based on the deficiency of embedded zerotree wavelet(EZW). The algorithm increased the numbers of zerotree, improved the coding efficiency. In comparison with the previous EZW algorithm ,the experiment results showed that the new algorithm performed better in the peak signal-to-noise ratio(PSNR) and coding speed. 【Keywords】wavelet transforms ; zerotree ;the peak signal-to-noise ratio(PSNR); coding speed. 0 引言 　　小波变换是20世纪80年代中期出现的一种信号时频域分析方法。自1989年Mallat首次将小波变换引入图像处理以来,小波变换以其优异的多分辨率分析(Multi-resolution Analysis)特性和较好地时域、频域表征信号局部特征的能力,在图像编码领域得到了广泛的应用[1－3],并取得了良好的效果。新一代图像压缩标准JPEG2000[4]核心技术就含有小波变换。在基于小波变换的图像处理方案中, 由J.M.Shapiro 在1993年提出的嵌入式零树小波编码(Embedded Zero-tree Wavelet,EZW)[5]被认为是目前国际上最先进的图像编码算法之一，该算法以零树结构和逐次逼近量化为基础,很好地利用了小波系数的特性。它的重要性排序和逐次逼近量化的思想被许多编码算法所采用［6］。在研究Shapiro 零树图像编码算法的基础上，针对其在应用中存在的不足,提出新的改进编码策略。实验结果表明,改进算法大大降低了编码耗时, 提高了恢复图像峰值信噪比和压缩比。 1 嵌入式零树小波编码(EZW)算法 1.1 零树结构 一幅经过小波分解的图像按其频带从低到高形成树状结构，树根是最低频子带的结点,它有3个子结点分别位于3个次低频子带的相应位置，其余子带(最高频子带除外)的结点都是4个子结点，位于高一级子带的相应位置。在粗的尺度上的那个小波系数称为父节点，在较细尺度上相应位置上的系数称为子节点，父节点与子节点的树形结构如图1所示。 图1　图像3级分解及树结构示意图 对于树形结构中的一个小波系数，如果关于一个给定的阈值，有，则称该小波系数是不重要的，否则称该小波系数是重要的。如果一个小波系数在一个粗的尺度上关于给定的阈值是不重要的，并且在较细尺度上它的所有子孙小波系数也关于该阈值是不重要的，则称该小波系数和它的所有子孙小波系数形成了一个零树结构。 1.2 嵌入式零树小波编码(EZW)算法 （1）计算阈值,其中是全体小波系数的绝对值的最大值，INT是数值的取整操作； （2）采用锯齿形(zig-zag)顺序（如图2所示）扫描所有小波系数,并按照正重要系数、负重要系数、零树根和孤立零为每个小波系数分配符号，进行标志位编码： 如果，则为分配编码POS(代表正重要系数)； 如果，则为分