基于DSP的JPEG2000图像压缩技术研究

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随着多媒体技术和网络技术的发展,人们对图像压缩技术的要求越来越高,传统的JPEG已经无法满足应用的需要,JPEG2000应运而生。 JPEG2000在目前的图像压缩技术中是最先进的,它已由ISO/IECJTG1SC29标准化小组正式命名为IS015444,其核心部分(Partl)已经作为ISO标准公布。JPEG2000与传统JPEG最大的不同,在于它放弃了JPEG所采用的以离散余弦变换DCT为主的区块编码方式,而采用以离散小波变换DWT为主的多分辨率编码方式。Sweldens于1995年提出的提升小波变换技术,可实现从整数到整数的小波变换,它摆脱了传统离散小波变换滤波器和傅里叶变换的概念,抛弃了传统的小波变换的卷积实现方式,采用了全新的提升格式,更加适合软硬件的实现。 本文主要研究JPEG2000图像压缩编码原理、算法及实现,重点研究了关键算法的实现与优化问题,讨论了提升小波变换在DSP上的快速实现与优化,根据DSP的并行特性,采用基于块的二维提升小波变换,使图像数据的读取、存储和小波变换能同时进行,从而降低了算法的中间存储量,提高了DSP的利用率。同时针对DSP特殊的硬件结构采用软件流水优化技术对代码做了优化,大大提高了执行的效率,实现了图像的实时处理。 通过对优化后的小波算法进行测试,给出了两种不同尺寸的标准Lena图像小波提升的时间,可以看到,经过优化处理后的算法在虽然在水平方向上没得到体现,但在垂直方向上有了显著的提升,最后使总体的执行效率比优化前提高了将近20倍,极大地提高了系统的实时性。最后给出了不同码率下的图像及特征参数,通过比较可以看出不光在高码率下JPEG2000图像质量能得到保证,在低码率下图像依然处在人眼可以接受的范围。只是在极低的码率下如0.0085bpp时,图像才变差了。因此,JPEG2000具有很好的压缩性能,即使在低码率的条件下,仍能很好的保证图像质量,这使它在网络带宽有限的条件下具有很大的优势。
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