JPEG 2000 标准在医学图像存储与传输系统中的应用

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基于JPEG2000的医学图像ROI压缩

基于JPEG2000的医学图像ROI压缩

M e c li g di a ma e ROIe c d n a e n J n o i g b s d o PEG2 0 00
XU i Le .H U i z o g Zh — h n
( p rm e t f o dcn gn e igo ol eo tma inE gn eigo nigUnv ri f r n uis n De at n me iieEn ie rn f l g f O Bi C e Auo t n i ern f o Na j iest o o a t d n y Ae ca Asrn u i 。Na j gJa g u2 0 1 , ia to a t s c ni in s 1 0 6 Chn ) n
Ab ta t:Th s p p r i to u e h rn i a a d t e f w o h e ma e c mp e so t n a d J E 0 0 ,a d sr c i a e n r d c s t e p i cp l n h l ft e n w i g o r s in s a d r P G2 0 o n ma e a t ua n r d c in t h k sa p r i lri t o u t o t e ROI me h d o h t n a d J G2 0 a t1 M a s i t o . e d h c o t o ft e s a d r PE 0 0 p r - x h f me h d W o t e t
中某一特定区域的质量 。
码 流
图 1 正 向 编码 器框 图
3 感兴趣 区( ROI域 图像编码 )
3 1 算法描述 .
具 有感兴趣 区域 的图像编码将某 一特定的图

JPEG2000图像压缩算法标准

JPEG2000图像压缩算法标准

JPEG2000图像压缩算法标准摘要:JPEG2000是为适应不断发展的图像压缩应用而出现的新的静止图像压缩标准。

本文介绍了JPEG2000图像编码系统的实现过程, 对其中采用的基本算法和关键技术进行了描述,介绍了这一新标准的特点及应用场合,并对其性能进行了分析。

关键词:JPEG2000;图像压缩;基本原理;感兴趣区域引言随着多媒体技术的不断运用,图像压缩要求更高的性能和新的特征。

为了满足静止图像在特殊领域编码的需求,JPEG2000作为一个新的标准处于不断的发展中。

它不仅希望提供优于现行标准的失真率和个人图像压缩性能,而且还可以提供一些现行标准不能有效地实现甚至在很多情况下完全无法实现的功能和特性。

这种新的标准更加注重图像的可伸缩表述。

所以就可以在任意给定的分辨率级别上来提供一个低质量的图像恢复,或者在要求的分辨率和信噪比的情况下提取图像的部分区域。

1.JPEG2000的基本介绍及优势相信大家对JPEG这种图像格式都非常熟悉,在我们日常所接触的图像中,绝大多数都是JPEG格式的。

JPEG的全称为Joint Photographic Experts Group,它是一个在国际标准组织(ISO)下从事静态图像压缩标准制定的委员会,它制定出了第一套国际静态图像压缩标准:ISO 10918-1,俗称JPEG。

由于相对于BMP等格式而言,品质相差无己的JPEG格式能让图像文件“苗条”很多,无论是传送还是保存都非常方便,因此JPEG格式在推出后大受欢迎。

随着网络的发展,JPEG的应用更加广泛,目前网站上80%的图像都采用JPEG格式。

但是,随着多媒体应用领域的快速增长,传统JPEG压缩技术已无法满足人们对数字化多媒体图像资料的要求:网上JPEG图像只能一行一行地下载,直到全部下载完毕,才可以看到整个图像,如果只对图像的局部感兴趣也只能将整个图片载下来再处理;JPEG格式的图像文件体积仍然嫌大;JPEG格式属于有损压缩,当被压缩的图像上有大片近似颜色时,会出现马赛克现象;同样由于有损压缩的原因,许多对图像质量要求较高的应用JPEG无法胜任。

基于DSP硬件的JPEG2000算法设计与实现的开题报告

基于DSP硬件的JPEG2000算法设计与实现的开题报告

基于DSP硬件的JPEG2000算法设计与实现的开题
报告
摘要:
目前,数字图像在卫星图像、医学图像和视频传输领域中应用越来
越广泛。

JPEG2000作为一种新型的图像压缩标准,已经获得了广泛的应用。

本文将利用数字信号处理(DSP)硬件平台,设计并实现一种基于JPEG2000算法的图像压缩系统,以达到快速、高效、低功耗等要求。

首先,本文将介绍数字图像压缩的基本概念和相关技术,包括离散
余弦变换(DCT)、离散小波变换(DWT)和JPEG2000压缩标准等。

然后,设计使用TI公司的TMS320C6678 DSP芯片实现JPEG2000算法。

通过对DSP硬件平台的分析与设计,建立从压缩图像数据到压缩码流输
出的完整流程,对JPEG2000算法进行优化改进,提高图像压缩的速度和质量。

最后,通过对实验结果的测试和分析进行性能评价和实用性验证。

本文的主要贡献在于设计和实现一种具有高效性和实用性的压缩系统,该系统能够对图像进行JPEG2000压缩,在DSP硬件平台下实现高速、高质量、低功耗等要求,并且可以满足大部分应用场景的需求。

关键词:DSP;JPEG2000;图像压缩;TMS320C6678;实现。

基于JPEG2000的静态医学图像压缩设计方案

基于JPEG2000的静态医学图像压缩设计方案

中 分 号 P94 圈 类 t 3 . T 11
基 于 J E 0 0的静 态医学 图像压 缩设计 方案 P G2 0
卫俊霞 ,焦 国华 ,高 晓惠
( 院西 安光 学精密机械 研究所 ,西安 7 0 6 ) 中科 10 8

要: 针对静态医学图像 压缩 , 绍了两种 压缩标 准 JE 介 P G与 JE 20 , P G 00 通过对它们的 比较 , 突出 JE 20 P G 00的优势 , 诠释了 JE 20 P G 00
c omp rn he t sa d d ,J a g t wo t n a s PEG2 0 s s p ro o J i r 0 0 i u e r t PEG.Th d e n tc n l g ,n mey J EG2 0 s p e e t d.Th P i e mo r e h o o y a l P 0 0 i r s n e e J EG2 0 b sc 0 0 a i
tc n q e a ms a e ucn h a s s i n c s i r s r i h a n tc i t g t Th x rme t l e u t n i a e t a sn PEG2 0 e h i u i t d i g t e t n mi so o twh l p e e v ng t e dig os n e r y. e e pe r r e i i i n a s l i d c t h tu i g J r s 00 sa d d C n u e a p i l r d — f e we n t e i ger c n tu t n q a i n e c mp e s o a i tn a a e s r n o tma a e o fb t e ma e o sr c i u l y a d t o r s i n r t r n t h o t h o.

JPEG 2000图像压缩的优势介绍

JPEG 2000图像压缩的优势介绍

JPEG 2000图像压缩的优势介绍简介最终于2001年完成的JPEG(联合图像专家组)2000标准使用基于小波技术的最先进压缩技术定义了一种新的图像编码方案。

它的架构适用于许多不同的应用,包括互联网图像分发,安全系统,数码摄影和医学成像。

关于JPEG 2000是什么以及它与其他压缩标准的比较存在很多困惑例如MPEG(运动图像专家组)-2,MPEG-4和早期的JPEG。

通过与其他压缩标准的简要比较,本文主要是为了强调一些经常被误解和很少提到的JPEG 2000潜在成为实际的好处。

应用程序CCTV安全发送或存储图像信息时,必须采用压缩来保持图像分辨率,同时充分利用有限的信道带宽。

压缩被定义为无损如果从通道完全恢复原件而没有任何信息丢失;否则,它是有损。

需要标准来确保互操作性。

JPEG 2000是唯一提供无损和有损压缩的标准压缩方案。

因此,它适用于需要高质量图像的应用程序,尽管存储或传输带宽受到限制。

基于JPEG 2000的系统的一个重要特征是能够提取各种分辨率,组件,感兴趣的区域和单个JPEG 2000代码流的压缩率。

任何其他压缩标准都无法做到这一点,因为必须在编码端指定图像大小,比特率和质量,并且无法在解码端确定或更改。

例如,闭路电视(CCTV)安全系统可以通过在低带宽网络上发送单个JPEG 2000码流来利用此功能。

高分辨率图像可以存储在硬盘驱动器(HDD)上,而多个低分辨率图像可以显示在监视器上。

接收侧的操作员可以决定从发送的单个代码流中提取哪些信息。

JPEG 2000 帧准确,每一个输入的框架包含在压缩格式中。

另一方面,MPEG系统通过时间压缩(不将每个帧编码为完整图像)减少数据量,因此MPEG压缩不是帧精确。

因此,法律问题限制在某些安全应用程序中使用MPEG压缩。

为了解决这个问题,安全系统和设备提供商必须开发自己的压缩方案- 或使用效率极低的动态JPEG (M-JPEG)压缩标。

JPEG2000编码器IP核

JPEG2000编码器IP核

JPEG2000编码器IP核设计计划书一、应用前景数码照相机、数字监控系统、数字扫描仪,网路传输、无线通讯、医疗影像。

二、项目背景在过去的十几年来,高质量图像的应用场合越来越多。

但是数字图像的存储和传输的高额费用成为普及其发展的最大障碍。

由此对图像压缩编码的研究提出了很高等要求。

早在1991年,国际标准化组织(ISO)和国际电信联盟(ITU)就制定了静止图像压缩标准JPEG(Joint Photographic Experts Group)。

该标准使用离散余弦变换(DCT)作为其核心编码,在中高码率(大于0.25比特/像素)对于连续色调的静止灰度或彩色图像提供了较好的压缩性能。

目前JPEG标准广泛用于数码相机,数字扫描仪等场合,取得了巨大的成功,商用芯片也已经很成熟。

然而随着数字视频捕捉设备和数字相机的普及,以及高清晰度电视(HDTV)和可视电话的应用,对图像压缩编码的要求越来越高,再加上JPEG在低码率下严重的“方块效应”等缺点,新的标准JPEG2000应运而生。

JPEG2000是一种新的静止图像压缩标准(代号ISO15444),于2001年3月正式发布。

JPEG2000的目标是创造一个新的图像压缩系统,能够用于不同类型(双色,灰度,彩色,多基色)、不同特性(自然风景,科学图像,医学影像,遥感图像,文本,绘制图等等)的静止图像,并且在一个统一的体系下允许不同成像模型(客户端/服务器,实时传送,图像图书馆档案,缓冲与带宽受限等等)。

JPEG2000编码系统能够提供低码率条件下(码率小于0.25比特/秒)当前标准JPEG更佳的率失真性能和主观图像质量,同时不牺牲其它方性能。

JPEG2000包含下列优于JPEG的特性:1、低码率压缩:当前标准,如JPEG,在中高码率提供较好的率失真性能,但在低码率(如低于0.25比特/秒情况下的高分辨率灰度图)失真严重,主观上不可接受;2、无损与有损压缩:当前所有标准都不能在单一码流内提供无损和有损压缩;大图像:当前JPEG标准不能直接压缩规模大于64K的图像,必须进行拼接;3、单一解码架构:当前JPEG标准包含44种模式,其中很多是面向特定的应用而不被大多数JPEG解码器使用。

基于JPEG2000的医学图像感兴趣区编码与渐进传输

基于JPEG2000的医学图像感兴趣区编码与渐进传输
陈 军 波 , 亚 光 陈
CHE J n b , HEN Ya g a g N u - o C — u n
中南 民族 大 学 生 物 医 学 工 程研 究 所 , 武汉 4 0 7 3 04
I si t o i me ia n ie rn , o t e t l Unv r i o t n l is W u a 3 0 4, i a n t u e f B o d c l E g n e i g S u h C n r ie st fr Nai ai e , h n 4 0 7 Chn t a y o t
o o r s in q ai n R n a k r u d o d c l i g . h x e me t n ia e i f ce c . f c mp so u l y i OI a d b c g o n f me ia ma eT e e p r n s d c t t e in y e t i i s i Ke r s me ia ma e r go f i tr s c d n p o e sv r n mis n y wo d : d c l i g ; in o n e e t o ig; r g s ie t s s i e r a o
E m ijce @ ce, u a - a : hn suc d , lb e c
CHEN Jm — o. i b CHEN Ya— u n Re i n f ne et o ig n p o rsie r n m i in n g a g. go o itr s c dn a d r g esv ta s s o i m e ia i a e a e o s d c l m g b s d n
摘 要 : 对 J E 2 0 针 P G 0 0标 准使 用的 两种 感 兴趣 编码 方 法 , 大住 移 法 和 一般 位移 法对 医学 图像 处 理 的 不足 , 用 了一种 分 步提 升 最 采 方 法 , 完成 医学 图像 感 兴趣 区域 编 码 , 以 以及 图像 中病 灶 区域 和 非 病 灶 区域 图像 质 量 的 自由调 整 。并 根 据 率 失真 优 化 策略 组 织 压 缩码流 , 实现 医学 图像 的 感兴 趣 区域 编 码与 渐进 传 输 。实验 结 果 表 明 , 方 法 可在 低码 率下 实现 感 兴 趣 区域 的 高保 真 度 压 缩 . 效 该 有

jpeg2000原理

jpeg2000原理

jpeg2000原理JPEG2000是一种用于图像压缩和编码的标准,它采用了一种先进的压缩算法,能够在保持高质量图像的同时,显著减小文件的大小。

JPEG2000的原理基于离散小波变换和熵编码。

本文将详细介绍JPEG2000的原理和工作流程。

JPEG2000使用离散小波变换(DWT)来将图像转换为一组频域系数。

通过将图像分解为不同的频带,DWT能够捕捉到图像中的不同尺度和方向的细节。

这种分解过程是通过将图像分解为低频和高频子带来实现的。

低频子带包含图像的整体结构和大部分能量,而高频子带则包含图像的细节信息。

这种分解过程使得JPEG2000能够对图像进行局部处理,从而提高压缩效率。

接下来,JPEG2000使用基于小波系数的量化和编码过程来减小图像的大小。

在量化过程中,JPEG2000根据不同子带的特性对小波系数进行量化。

由于人眼对图像的敏感度不同,JPEG2000能够根据不同频带的重要性进行自适应量化,从而保留图像的重要细节。

量化后,JPEG2000使用无损熵编码来进一步减小图像的大小。

无损熵编码技术能够通过统计和建模来找出图像中的冗余信息,并将其移除。

这种编码方法能够显著减小文件的大小,同时保持图像的高质量。

JPEG2000还具有一些其他的特性和优势。

首先,JPEG2000支持无损和有损压缩。

无损压缩能够完全还原原始图像,适用于对图像质量要求较高的应用,如医学影像。

而有损压缩则能够在一定程度上牺牲图像质量,但能够进一步减小文件的大小,适用于对图像质量要求较低的应用,如互联网传输。

其次,JPEG2000还支持渐进传输和隔行扫描。

渐进传输允许图像从低分辨率逐渐提高到高分辨率,使得用户能够在传输过程中逐步查看图像。

隔行扫描则能够将图像的奇偶行分别编码,从而提高图像的显示效果。

在实际应用中,JPEG2000被广泛应用于许多领域,如卫星图像、数字摄影、医学影像等。

由于其高压缩比和保持图像质量的能力,JPEG2000能够减少存储和传输的成本,并提高图像的可视化效果。

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[ 键 词 ] J E 2 0 ; 学 图像 存 储 与 传 输 系 统 ; 关 P G 0 0 医 医学 数 字 成 像 和 通 信 标 准 [ 图分类号] T 1.3 [ 中 N9 1 7 文献 标 识 码 ] A
Ap i a i n fJ pl to s o PEG 0 0 S a da d i c 2 0 t n r n PACS
要求 。 同时 , 于 小 波 变 换 的 图 像 压 缩 不仅 能够 获 得 较 好 的压 缩 比, 且 对 压 主要 归功 于小 波 变换 可 以对 信 号 同时 进 基 而 算法 日益 成 熟 , 高 效 的 图像 压 缩 提 供 缩 码 流 可 进 行 灵 活 的 处 理 , 随 机 获 取 行 时 频分 析 并 能 反 映 信 号 突 变 信 息 , 为 如 像 了新 的解 决 方 案 , 一 代 的 图 像 压 缩 标 部分 压缩 码流 、 进 式传 输 、 兴趣 区 域 望 远 镜 一 样 以 不 同 的 分 辨 率 看 清 远 近 不 新 渐 感
准 -P G 0 0应 运 而 生 。J E 0 0是 编 码 、 强 的 容 错 性 能 和 安 全 性 能 等 , JE 20 P G20 较 可 同 景 物 一 样 放 大 任 意 细 节 。 因 此 , 波 小
国 际 标 准 组 织 I 0/TU— 为 2 S I T 1世 纪 图 应 用 于 医 疗 、 感 、 特 网 、 动 通 信 、 遥 因 移 数 分 析 也 被 誉 为 “ 学 显 微 镜 ” 数 。 像 压 缩 和 应 用 而 制 定 的 新 的 静 止 图 像 压 字 摄 像 、 字 图 书 馆 等 方 面 的 图 像 压 缩 数 J E 0 0另 一 个 核 心 技 术 是 嵌 入 P G 20 缩 标 准 [ 。P S 的 国 际 标 准 医 学 数 字 和 处 理 [ 。J E 0 0编 码 过 程 包 括 分 式 编 码 ( mb d e lc o ig wi p AC P G20 e e d d bok cdn t o — h 成 像 和 通 信 标 准 ( ii l ma ig n 块 、 平 位 移 、 向 小 波 变 换 、 化 、 入 t zdtu ct n B OT) dgt i gn a d a 电 正 量 嵌 i e r n ai ,E C mi o 。它 不仅 保 式 分 块 编 码 、 包 等 部 分 , 系 统 框 图 如 证 了对 图像 的有 效 压缩 , 且 使 压缩 码 打 其 而
CH AN G o g-h n , SH EN H n se g Yon ln g—i
( p rme t fElcrclEn n eig a d Ap l d Elcrnc ,Tsn h a Unv ri De a t n etia giern n p i eto is o e ig u ie s y,Be ig 1 0 8 t i n 0 0 4,C ia) j hn
6 0开 发 环 境 , 照 . 按
DC I OM . 标 准 和 30 J E 00标 准 , P G 20 在
图 1 J E 0 0编 码 系统框 图 PG 2 0
所开发 的 P ACS 系
统 中 完 成 了 JE P G
2 0 的 基 本 功 能 和 00
感 兴 趣 区域 编 码 等 。 系 统 客 户 端 的 结 构 框 图 如 图 3所 示 。
S se .M e h d Th a i f n a n a n o ec d n rt me i o P y tm tos e b sc u d me t 1 d c r o i g a i a h tc f EG 0 0 a d DI J 2 0 n C0M . t n a d we ea a y e 3 0 s a d r r n l z d, t e d t t u t r n l o ih so h p l a in f PE 2 0 n PACS we e wo k d o t h a a s r c u e a d ag rt m ft e a p i t s o c o J G 0 0 i r r e u .Re u t Th a i u c in sl s e b sc f n t s o a d Re i n o n e e tc d n f PEG 0 0 we e d v l p d i n g o f t r s o i g o I J 2 0 r e e o e n a PAC .Co cu i n Ta i g a v n a e fl s l s o p e — S n lso k n d a t g so s e sc m r s o so 、 r fii n o s o r s i n a d R0Ic d n . I wi r mo e t e a p ia i n f PEG 0 0 i ACS i n mo e e fce t l s y c mp e s o n o ig t l p o t h p l t so l c o J 2 0 n P .
统 的 数 字 图 像 压 缩 标 准 已 经 不 能 满 足 人 1 1J E 0 0原 理 和 算 法 J E 0 0 传统 中压 缩 普 遍 具 有 的 方 块 效 应 , 高 . P G 2 0 P G 20 在 们 对 数 字 图 像 在 大 小 、 量 和 功 能 上 的 标 准 采 用 小 波 变 换 和 最 新 的 压 缩 算 法 , 压 缩 比 下 能 够 获 得 较 好 的 图 像 质 量 。 这 质
常 洪 生 , 永 林 沈
( 华 大 学 电机 系 , 京 1 0 8 ) 清 北 0 0 4
பைடு நூலகம்
[ 摘 要 ] 目 的 在 医 学 图 像 存 储 与 传 输 系统 中 应 用 新 一 代 图 像 压 缩 标 准 J E 0 0 P G 2 0 。方 法 分 析 J E 0 0的 基 本 原 P G 20
[ 稿 日期 ]20 —31 收 0 30 —3
中 国 医学 影 像 技 术 2 0 0 3年 第 1 9卷第 8 期
C i Me ma ig Te h o , 0 3 Vo 9 N hn J d I gn c n l2 0 , l1 , o 8
选 用 Vi a C + + s l u

1 4 ・ 09
中 国 医学 影 像 技 术 2 0 0 3年第 1 9卷 第 8期
C i Me ma igT c n l2 0 , l1 , hnJ dI gn eh o,0 3 Vo 9 No8
影 像 技 术 学 聊
J E 0 0标 准 在 医学 图像 存 储 P G 20 与传 输 系统 中 的 应 用
 ̄ s a t Obet e T p l tenw si g o igs n adJ E 0 0 t Pcu e c iigadC mmu i t n Abt c] r jci oa py h e tlmaecdn t d r—P G 2 0 O i rsArhvn n o v li a t nc i ao
[ 者 简 介 ]常 洪 生 (9 7 ) 男 , 龙 江 人 , 作 17一 , 黑 硕
士 。研 究 方 向 : 学 图 像 系 统 。 医
图 1所 示 。
流 具有 随机 访 问 和处 理 、 渐进 传输 、 固定
J E 20 P G 0 0标 准 的 核 心 技 术 之 一 是 码 率 和 固 定 大 小 压 缩 等 非 常 好 的 特 小 波 变 换 ( W T) 缩 技 术 , 也 是 它 与 性 [ 。 嵌 入 式 编 码 主 要 包 括 位 平 面 ( i D 压 这 bt —
图 2  ̄ XHF S IT算法编码 流程图
图 3 系统 客户端 软件结 构图
2 2有 损 压 缩 由 于 .
采 用 了 小 波 变 换 和 嵌 入 式 编 码 ,J E P G pa e 编 码 、 码 通 道 (o ig p s ) 码 最 新 的 D C ln ) 编 c dn as 编 I OM . 标 准 已 支 持 J E 30 P G 2 0 0 0的压缩 效果 较 其他 标准 有 了 质 的飞 和 算 术 ( i mei) 码 三 个 部 分 。 Ar h t 编 t c 域 ( e in o nee t rgo fitrs ,R0I 的 编 码 是 ) 般 采 用 无 损 压 缩 的 方 式 , 对 于 非 感 兴 而 程 中 , 兴 趣 区 域 被 编 码 于 最 优 先 的 位 感

该 方 法 具 有 无 损 压 缩 、 效 有损 压 缩 和 感 兴 趣 区 域 编 码 等 优 点 。对 于 进 高
步 探 索 J E 0 0在 医 学 图像 存 储 与 传 输 系 统 中 的应 用 具 有 深 远 的意 义 。 P G 20 [ 章 编 号 ] 1 0— 2 9 20 ) 81 9—3 文 0 33 8 ( 0 3 0 —0 40
于 存储 空 间 和 带 宽 资 源 的 限制 。 及 人 图 像 的 高 效 压 缩 和 感 兴 趣 区 域 编 码 。 以
们 对数 字 图 像 技 术 日益 增 长 的 要 求 , 传 1 材 料 与 方 法
节 损 失 严 重 , 建 图 像 产 生 明 显 的 “ 块 重 方 效 应 ” 而 小 波 变 换 则 可 以 有 效 地 克 服 。
[ e od] J E 0 0 P S; I 0M - yw rs K P G 20 : AC D c
随 着 医 疗 数 字 化 进 程 的 加 速 以 及 计
c om m uniaton i e c n .0, D I 0 M c i n m di i e 3 C
J E 压 缩 标 准 的 最 大 区 别 。 传 统 的 PG
2 结 果
2 .1 无 损 压 缩
J E 0 0支 持 无 损 P G 20
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