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基于小波变换的图像压缩并行算法研究

作　者: 刘宁
导　师: 姜学军
学　校: 沈阳理工大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 小波变换 图像压缩 并行算法 SPIHT编码算法 算术编码算法
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要


本文概述了图像压缩编码所涉及的基础理论知识,包括图像压缩编码的基本原理、压缩方法和编码算法等；同时还介绍了图像压缩的判别标准和一些常用的涉及图像或视频压缩的国际标准。研究了小波变换的基础理论,采用小波变换的提升方案对图像进行分解；选择正交小波基用于图像压缩；使用周期延拓的边界数据处理的方法；选择三级小波分解；二维情况下,分别对图像数据的行和列作一维小波变换。在研究目前国内外各种压缩编码算法的基础上,根据小波变换后图像的特点适于并行化处理要求,将分解后图像的低频子带采用算术编码算法进行无损压缩,保证图像主要信息不丢失；其他子带采用改进的SPIHT编码算法提高压缩比。介绍并行计算的概念、并行算法设计、并行模型和并行算法性能评价标准等基本知识；根据对算术编码算法和SPHIT编码算法的分析,设计出适合于多处理器集群环境下的并行算法。数值实验在多核处理器(Intel Core2 Quad Q66002.40GHZ)组成的集群系统上进行,并行程序用VC编写,并在MPI环境下运行后得出实验数据和结果。实验表明,原始图像经压缩编码并行实现比串行实现可以获得更高的加速比,提高了效率,缩短了计算时间。

全文目录


摘要  6-7
Abstract  7-11
第1章 绪论  11-14
  1.1 课题研究的背景和意义  11
  1.2 课题国内外的研究现状  11-12
  1.3 课题研究的主要工作  12-13
  1.4 论文组织结构  13-14
第2章 图像压缩编码理论  14-26
  2.1 图像压缩理论基础  14-17
    2.1.1 图像压缩编码原理  14-15
    2.1.2 有损压缩和无损压缩  15-17
  2.2 图像压缩技术及方法  17-21
    2.2.1 图像压缩技术原理  17
    2.2.2 经典压缩编码方法  17-19
    2.2.3 现代压缩方法  19-21
  2.3 图像压缩编码的判别标准  21-23
    2.3.1 客观判别标准  21-22
    2.3.2 主观判别标准  22-23
  2.4 图像压缩的国际标准  23-25
    2.4.1 JPEG系列标准  23-24
    2.4.2 MPEG系列标准  24
    2.4.3 H.26X系列标准  24-25
  2.5 本章小结  25-26
第3章 小波变换及编码算法  26-41
  3.1 小波变换原理  26-30
    3.1.1 小波变换  26-27
    3.1.2 多分辨率分析MRA  27-28
    3.1.3 Mallat算法  28-29
    3.1.4 提升算法  29-30
  3.2 小波图像编码  30-33
    3.2.1 小波基的选择  30
    3.2.2 边界的处理  30-31
    3.2.3 小波分解级数的选择  31-32
    3.2.4 基本思想  32-33
  3.3 算术编码算法  33-35
    3.3.1 Huffman算法及存在的问题  33-34
    3.3.2 算术编码算法  34-35
  3.4 多级数集合分裂算法(SPIHT)  35-39
    3.4.1 SPIHT相关概念  35
    3.4.2 排序和量化  35-36
    3.4.3 改进的SPIHT算法  36-39
  3.5 三级小波变换实验结果及分析  39-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 图像压缩并行化研究  41-64
  4.1 并行处理概述  41-45
    4.1.1 并行处理技术发展历程  41-42
    4.1.2 并行计算机系统的分类  42
    4.1.3 并行计算机体系结构  42-45
  4.2 并行算法理论基础  45-50
    4.2.1 并行算法模型  45-47
    4.2.2 并行算法设计  47-49
    4.2.3 并行算法性能评价标准  49-50
  4.3 并行编程研究  50-56
    4.3.1 多核体系架构  50-52
    4.3.2 并行编程环境  52-54
    4.3.3 MPI并行编程  54-56
  4.4 并行算法的分析与设计  56-62
    4.4.1 算术编码的并行化  56-59
    4.4.2 SPHIT编码的并行化  59-62
  4.5 数值实验和分析  62
  4.6 本章小结  62-64
结论  64-66
参考文献  66-71
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果  71-72
致谢  72-73

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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