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用于图像压缩的小波系数的上下文模型

重庆大学学报（自然科学版） 2003年第4期26卷 49-53页

作者：董世都杨小帆刘国金重庆大学计算机科学与工程学院重庆400044

结合GlicBawls编码方法的线性预测思想和CALIC编码方法通过量化减少上下文个数的思想 ,提出了一种新的用于图像压缩的小波系数的上下文模型。它通过量化当前系数的线性预测值形成上下文 ,进行自适应的算术编码。实验结果表明 ,利用这种... 详细信息

结合GlicBawls编码方法的线性预测思想和CALIC编码方法通过量化减少上下文个数的思想 ,提出了一种新的用于图像压缩的小波系数的上下文模型。它通过量化当前系数的线性预测值形成上下文 ,进行自适应的算术编码。实验结果表明 ,利用这种模型获得的无损压缩比高于无损的SPIHT和用于JPEG2 0 0 0的无损的EBCOT。另外 ,这种模型充分利用了小波变换的多分辨率性质 ,能以渐近分辨率 (progressiveresolution)方式压缩图片 ,并且它获得的原图片的各个比例尺 (scale)的小图片的压缩比也高于EBCOT。

关键词：小波系数上下文模型无损图像压缩渐进分辨率小波变换算术编码

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支持分辨率渐进码流的无损图像编码方法

计算机应用 2013年第6期33卷 1697-1700页

作者：李诗高秦前清武汉工业学院数学与计算机学院武汉430023 武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉430079

针对无损图像压缩编码,提出了一种新颖的图像分解去相关方法。当前的无损图像编码方法主要有CALIC和JPEG-LS,两者都在空域直接作预测,导致编码码流不具有分辨率可伸缩性。结合小波提升模式与边缘自适应预测研究实现了一种比二维小波变... 详细信息

针对无损图像压缩编码,提出了一种新颖的图像分解去相关方法。当前的无损图像编码方法主要有CALIC和JPEG-LS,两者都在空域直接作预测,导致编码码流不具有分辨率可伸缩性。结合小波提升模式与边缘自适应预测研究实现了一种比二维小波变换性能更好的分解方法。首先,对图像的每一列样值进行一维小波分解;然后,对高频子带进行边缘自适应预测,减少残留的信息。针对低频子带图像进行同样的两步操作,就完成了对图像的一次二维分解。对低频图像进行多次迭代操作后即形成了对图像的一个多分辨率分解。实验结果表明,与JPEG2000的无损模式相比,由于边缘自适应预测的引入,提出的分解模式获得了明显的编码增益。

关键词：无损图像压缩多分辨率表示分辨率渐进性边缘自适应预测小波变换

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基于可逆整数小波变换的图像无损压缩

计算机工程与应用 2004年第23期40卷 89-91,191页

作者：钱昌松刘志刚刘代志赵克西安市第二炮兵工程学院602室西安710025

基于可逆整数小波变换(RITIWT:ReversibleInteger-to-IntegerWaveletTransform)的图像无损压缩已经成为图像压缩领域的研究热点。在对相关文献进行综合分析的基础上,首先回顾了RITIWT发展历史中的几个有影响力的小波变换框架及其在无损... 详细信息

基于可逆整数小波变换(RITIWT:ReversibleInteger-to-IntegerWaveletTransform)的图像无损压缩已经成为图像压缩领域的研究热点。在对相关文献进行综合分析的基础上,首先回顾了RITIWT发展历史中的几个有影响力的小波变换框架及其在无损压缩中的应用,然后对目前应用于图像无损压缩领域的几种重要的RITIWT方法进行了总结,论述了基于可逆整数小波变换的图像无损压缩方法需要解决的若干问题,最后对基于RITIWT的图像无损压缩问题研究提出了一些展望。

关键词：可逆整数小波变换无损图像压缩提升小波一般化可逆整数小波变换框架图像压缩技术

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图像灰度级动态分段的无损压缩编码方法

微电子学与计算机 2011年第11期28卷 14-17页

作者：高健宋奥陈耀刘万上海大学机电工程与自动化学院上海200072

文中提出了一种新的无损图像压缩编码方法.通过对图像灰度值按四种情况进行动态分段编码压缩,对于不同的图像会有不同的分段选择,因而具有一定的自适应性.实验证明,这种压缩方法具有很好的压缩效果.

关键词：无损图像压缩自适应动态分段灰度值

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自适应编码与混合模型联合改进图像压缩算法

机械设计与制造 2023年第1期383卷 179-182页

作者：李耀莹孙娟山西师范大学临汾学院山西临汾041000 临汾市人民医院山西临汾041000

为准确描述残差图像的概率分布特征,以实现图像的自适应无损压缩,提出了一种自适应算术编码与有限混合几何模型相联合的分块无损图像压缩算法。算法首先对图像的残差图像进行非重叠分块,并通过联合分布估计各分块的统计模型;然后通过最... 详细信息

为准确描述残差图像的概率分布特征,以实现图像的自适应无损压缩,提出了一种自适应算术编码与有限混合几何模型相联合的分块无损图像压缩算法。算法首先对图像的残差图像进行非重叠分块,并通过联合分布估计各分块的统计模型;然后通过最大似然估计对分块的混合参数进行估计;最后在预测误差块中使用直方图截断算法减少算术编码中的符号数量,从而减少零次符号的出现概率。实验结果表明,在实验图像集基础上,所提图像压缩算法的压缩比优于常用的标准JPEG-2000和JPEG-LS。

关键词：自适应算术编码几何混合模型无损图像压缩期望最大化算法非重叠分块

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一种基于小波系数上下文模型的图像压缩方法

微电子学与计算机 2006年第4期23卷 153-155,159页

作者：杨武董世都张光建重庆工学院计算机系重庆400050

提出了一种新颖的基于小波系数上下文模型的图像压缩方法,该方法通过量化当前系数的线性预测值形成上下文,进行自适应的算术编码;同时利用了小波变换的多分辨率性质,以渐近分辨率的方式压缩图片,具有分辨率可扩展性。实验结果表明,该方... 详细信息

提出了一种新颖的基于小波系数上下文模型的图像压缩方法,该方法通过量化当前系数的线性预测值形成上下文,进行自适应的算术编码;同时利用了小波变换的多分辨率性质,以渐近分辨率的方式压缩图片,具有分辨率可扩展性。实验结果表明,该方法获得的无损压缩比高于SPIHT和用于JPEG2000的EBCOT,在各分辨率下的压缩比也高于EBCOT,压缩时间也比EBCOT要少。

关键词：小波上下文无损图像压缩渐进分辨率

基于JPEG-XL的无损图像编码算法及其硬件实现

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基于JPEG-XL的无损图像编码算法及其硬件实现

作者：王旭升西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着深空探测成像技术的快速发展,需要采集处理的科学图像的数据量不断增长,给星上存储和星地传输带来了极大挑战。为了缓解数据量激增带来的存储和传输压力,并保证科学数据内容的完整无失真,发展高效的无损图像编码技术尤为重要,也是... 详细信息

随着深空探测成像技术的快速发展,需要采集处理的科学图像的数据量不断增长,给星上存储和星地传输带来了极大挑战。为了缓解数据量激增带来的存储和传输压力,并保证科学数据内容的完整无失真,发展高效的无损图像编码技术尤为重要,也是深空探测的迫切需求。相较于JPEG-LS和JPEG2000图像编码标准,新一代图像编码标准JPEG-XL具有更出色的无损压缩性能,但其计算复杂度更高,不利于星载硬件实现。针对此问题,本文对JPEG-XL的计算瓶颈进行分析研究,通过优化算法和改进计算策略,在保持算法压缩性能基本不损失的基础上降低了算法的计算复杂度,并在FPGA平台完成了算法高效硬件结构设计和实现研究。本文具体的研究工作如下:在编码算法上,分析了JPEG-XL无损编码的算法流程及其关键技术,并针对制约硬件实现的瓶颈问题进行优化改进。分析了基于加权的自适应预测过程,对其中的权重计算和预测值计算进行了优化,规避了不利于硬件实现的除法运算。分析了基于决策树的上下文建模方法,设计了一种适于硬件实现的固定模型构建方法,该建模方法复杂度低且编码增益明显。分析了用于缩减符号集大小的整数拆分方法,结合数据特点确定了所采用的参数,显著降低了符号集规模。使用嫦娥四号探测器科学相机所拍摄的月面图像进行对比测试,结果表明,本文所设计的编码算法相比原始JPEG-XL压缩率损失在3%以内,软件编码时间缩短了37.3%,压缩率仍优于JPEG-LS、JPEG2000等现有算法。在硬件实现上,针对改进后的算法,本文设计了基于FPGA的硬件编码器,给出了整体硬件结构及核心单元模块的优化实现方案。分析了自适应预测过程的数据依赖关系,通过提前执行部分运算,提升了预测模块的吞吐率。通过复制整数拆分模块,优化了待编码数据的缓存方式,在增加极少片内资源的情况下将片外存储用量需求降低了35%。分析了流式r ANS熵编码的过程,优化了相关参数设置,使得重归一化操作可以在单个周期内完成。通过预取下个符号的频次值,对熵编码的计算顺序进行重排,将重归一化操作置于状态更新的最后阶段执行,减少了编码单个符号的时延。在系统评估上,使用高层次综合工具(HLS)对所设计的各组件和编码器整体进行综合,并在ZYNQ 7020平台上进行系统实现和测试评估。在PL端的FPGA内部署硬件编码器,在PS端的ARM处理器上执行软件编码程序。实验结果表明,本文设计的硬件编码器仅消耗了约3%的逻辑和计算资源以及11.4%的BRAM资源。相比软件编码程序,硬件编码器的编码时延缩短了8.6倍,编码帧率提高了15.2倍。其运行频率最大可达115.2MHz,吞吐率最大可达28.8MP/s,可以满足深空探测场景下的无损图像压缩需求。

关键词：无损图像压缩 JPEG-XL FPGA 深空探测

基于整数小波变换的静态图像压缩技术的研究及实现

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基于整数小波变换的静态图像压缩技术的研究及实现

作者：姜会亮扬州大学

学位级别：硕士

图像信息丰富,数据量大,如何对图像数据进行压缩处理,目前已发展成为专门的研究领域——图像编码。如何有效地组织、存储、传输和恢复图像数据,即探索更有效、更高压缩比的图像压缩编码技术,已成为现代信息处理技术中关键任务之一。由... 详细信息

图像信息丰富,数据量大,如何对图像数据进行压缩处理,目前已发展成为专门的研究领域——图像编码。如何有效地组织、存储、传输和恢复图像数据,即探索更有效、更高压缩比的图像压缩编码技术,已成为现代信息处理技术中关键任务之一。由于小波变换所具有的独特特性,基于小波变换的图像压缩编码已经成为图像压缩研究领域的主流之一。论文首先介绍了图像数据压缩的必要性、图像压缩编码技术的发展及研究现状,并给出了图像压缩方法的评价标准。在回顾了傅里叶变换和短时傅里叶变换的基础上,引入了小波变换的定义及其性质,接下来对连续小波变换、离散小波变换、多分辨率分析、尺度函数、小波函数、二尺度方程及多分辨率滤波器组等小波分析理论进行了阐述,进而分析了Mallat算法中小波变换的分解和重构方法。在以上小波分析理论的基础上进一步讨论了二维正交小波变换和离散图像的小波变换实现。再次,对于图像压缩编码技术,本文对图像压缩编码理论和各种算法进行了较为详细的分析论述。本文着重对EZW、SPIHT、EBCOT三种经典的基于小波变换系数的图像压缩编码算法进行了系统分析与比较,分别总结归纳了其优点及不足,并给出了这三种图像压缩编码算法的实验结果比较。论文提出了一种基于整数小波变换,结合SPIHT算法和自适应算术编码的静态图像无损压缩编码方案,并详细讨论了编码方案的各个组成模块。实验结果表明,与公开发表的其它方案相比,本文提出的方案较为有效、可行。在总结分析已有图像压缩编码算法的基础上,对SPIHT算法进行了改进,并应用到本文的编码方案中进行仿真验证。结果表明,改进算法能有效提高测试图像的无损压缩比。

关键词：小波分析整数小波变换无损图像压缩压缩编码改进的SPIHT

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基于云的零客户端显示方案及其优化

基于云的零客户端显示方案及其优化

作者：刘金贇复旦大学

学位级别：硕士

近年来,云计算等服务发展迅速,未来计算机终端的使用方式会发生改革。使用云,能够方便企业数据存贮,数据共享,数据处理。目前的云服务必须让用户借助一台完整的pc来连接。能不能不用pc,照样使用云呢?比如：学校的机房不需要那么多pc终端... 详细信息

近年来,云计算等服务发展迅速,未来计算机终端的使用方式会发生改革。使用云,能够方便企业数据存贮,数据共享,数据处理。目前的云服务必须让用户借助一台完整的pc来连接。能不能不用pc,照样使用云呢?比如：学校的机房不需要那么多pc终端,可以让6-8个学生共用一台高性能server,甚至-个机房所有学生共享同云服务器;整个公司的一栋办公楼的员工通过一个低价简易的终端机共享公司的私有云。让用户不需要PC也能使用云服务,就是本文研究方向的方案背景——“零客户端解决方案”。零客户端方案是近期开始的一种解决方案,它让用户通过-个低价,节能的SOC设备链接到云server端(网络或者usb总线),每一个用户的零客户端设备只需要连接显示器和键盘鼠标,就能操作云端。大量用户用相同的方法同时共享云端服务器。本文内容关注在零客户端方案的图像输出部分：云端如何更有效地把用户的GUI图像内容发送到用户的零客户端设备上,设备又是如何与云端合作的。本文的研究目的是使得它能做到低带宽占用,高流畅度体验,如同直接使用普通PC。本文研究环境是一套通过USB总线与主机连接的SOC设备,对主机而言,零客户端是一个“USB自定义设备”,系统没有软件可以支持它,本文将该设备构造成了一个USB2VGA设备。本文的技术方法是利用内核驱动模块为云端主机建立一系列虚拟的图形接口(在Linux中就是frame buffer节点),然后将这些接口接受到的图形绘制请求直接在各自节点的系统内存空间中完成,最后利用USB总线将每一个用户各自的GUI数据处理后传送到零终端设备上。零终端设备可以使用协议规定的算法将真实GUI图像还原给用户。由于需要多用户共享USB总线,因此带宽的利用率非常重要,从而衍生出一些降低带宽占用率的方法和算法,例如合并短时间内的图形操作区域的内容,使用PNG或SFALIC无损压缩算法压缩GUI数据节省带宽,利用零终端设备上的hardware JPEG decoder来降低视频播放时的帧数据传输量等。

关键词：零客户端无损图像压缩 USB2VGA 云计算私有云