基于小波变换的图像压缩方法毕业论文

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基于小波变换的图像压缩方法

摘要

本文首先介绍了多媒体技术重要作用，它应用到通信、网络、娱乐等生活的方方面面。它的传输要求越来越严格，而图像压缩在多媒体传输中起着最重要的作用。接着说明了图像压缩的必要性和可行性，介绍了图像压缩的多种压缩标准。并简要说明了几种常见的图像压缩方法。

小波变换在图像压缩中的应用越来越普遍，且它的优势越来越明显，所以本文着重介绍了小波变换的演变，小波变换的性质和优势，小波变换在图像压缩的原理和步骤。

最后本文详细介绍了小波变换的一种重要算法——嵌入式零树小波变换，介绍了嵌入式零树小波变换的一般步骤和它特有的优点。并分析嵌入式零树小波变换存在的缺点，并介绍了一种改进的方法。

关键词: 多媒体 ，图像压缩，小波变换，嵌入式零数小波变换

I

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Abstract

Firstly, this paper introduced the vital role of the multimedia, which applied to every aspect of daily life, such as the telecom, internet and entertainment. With the requirement of transmission greater, the image compression technology played a more and more important role. In the next chapter, it explained the necessities and feasibility of image compression, also some standards and methods of it.

With the extension of the application of wavelet transformation, its great advantages became more and more obvious. In the chapter three, it mainly narrated the development, properties and superiority of it, and the principle, procedure of its application in the image compression as well.

In the later chapter, this paper introduced a very important algorithm of wavelet transformation--EZW. The general procedure and predominance of it was also elaborated. In the end, the analysis of its disadvantage and its improvement was also illustrated in details.

Key Words: multimedia，image compression，wavelet transformation ,EZW

II

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目 录

摘要 .................................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. II 目录 .................................................................................................................................. III

第一章 绪论 .................................................................................................................. 1

1.1 多媒体概述 ....................................................................................................... 1

1.2 图像压缩的发展历程与应用前景 ............................... 1

1.3 论文研究工作概要 .......................................................................................... 2

第二章 图像压缩 ......................................................................................................... 3

2.1 图像压缩的必要性和原理 ............................................................................. 3

2.2 数据冗余的类型 .............................................................................................. 4

2.3 图像压缩编码标准 .......................................................................................... 4

2.4 常用图像压缩算法 .......................................................................................... 5

2.4.1 无损编码算法 ........................................................................................... 6

2.4.2 有损编码算法 ........................................................................................... 7

第三章 小波变换在图像压缩中的应用 .................................................................. 9

3.1 傅里叶变换和短时傅里叶变换 .................................................................... 9

3.1.1 傅立叶变换和短时傅立叶变换 ................................................................. 9

3.1.2 短时傅立叶变换及其局限性 ................................................................... 10

3.2 小波变换 ......................................................................................................... 11

3.2.1 小波变换的优越性 .................................................................................. 11

3.2.2 连续小波变换及其性质 .......................................................................... 12

3.2.3 连续小波变换的离散化 .......................................................................... 13

3.2.4 几种常用小波 ......................................................................................... 14

3.3 小波图像压缩原理 ....................................................................................... 15

3.3.1 多分辨分析 ............................................................................................. 15

III

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3.3.2 Mallat算法 .......................................................................................... 15

3.3.3 小波变换编码的基本框架 ...................................................................... 16

第四章 嵌入式零树小波编码(EZW)算法 .............................................................. 18

4.1 EZW算法简介 ................................................................................................. 18

4.2 EZW算法原理 ................................................................................................. 19

4.3 EZW算法的优点 ............................................................................................. 23

4.4 嵌入式零树小波变换的缺点 ...................................................................... 23

4.5 嵌入式零树小波变换的改进 ...................................................................... 24

第五章 总结和展望 ................................................................................................... 27 致谢 ................................................................................................................................. 28 参考文献 ........................................................................................................................ 29

IV

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第一章 绪论

1.1 多媒体概述

多媒体中的“媒体”指的是信息的载体，如数字、文字、声音、图像、视频和动画等等。多媒体是融合两种或两种以上媒体的一种人机交互式信息交流传播媒体?1?。

利用计算机综合处理多种不同类型的媒体信息，通过对它们进行数字化采集、获取、压缩/解压缩、编辑、存储等加工处理，再以单独或合成形式表现出来的一体化处理技术。 它具有集成性、交互性、同步性的特点。多媒体的未来是非常好的，我们生活中数字信息的数量在今后几十年中将急剧增加，质量上也将大大的改善。多媒体正在以迅速的、意想不到的方式进入到人们生活的多个方面。多媒体技术在未来的发展趋势中将会具有更好、更自然的交互性，形成更大的信息存取服务体系，为未来的人类生活创造出一个在功能、空间、时间以及人与人之间交互更加完美的崭新世界。

多媒体信息数字化后的数据量非常巨大，尤其是视频信号，数据量更大，例如，一路以分量编码的数字电视信号，数据率可达216Mbit/s，存储1小时这样电视节目需要80GB的存储空间，而要实现远距离传送，则需要占用108至216MHZ的信号带宽。显然对于现有的传输信道和传输媒体来说，其成本非常昂贵。为了节省存储空间，充分利用有限的信道容量传输更多的多媒体信息，需对多媒体数据进行压缩，多媒体数据的压缩包括对视频数据和音频数据的压缩，二者采用的压缩技术相同，只是视频信号的数据信号数据量比音频的数据量大得多，压缩难度也相对更大，所以通常以视频信号为例来讨论多媒体数据压缩技术，下面的内容主要就是讨论多媒体的图像压缩技术。

1.2 图像压缩的发展历程与应用前景

图像压缩技术的目的是在维持可接受的保真度的条件下， 尽可能地减少表征该图像的数据量。它的出现可以追溯到1948 年提出的电视信号数字化，到今天己经有50年的历史了。 二十世纪五十年代和六十年代的图像压缩技术由于受到电路技术等的制约，仅仅停留在预测编码、亚采样以及内插复原等技术的研究，

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