2 嵌 入 式 小 波 零 树 编码
嵌入式零树小波编码及其改进算法的研究
嵌入式零树小波编码及其改进算法的研究摘要：随着互联网的普及和图象应用范围的不断扩大,对图象的编码提出了新的要求,即不仅要求具有高的压缩比,还要求有许多新的功能,如渐进编解码、从有损压缩到无损压缩等。
嵌入式零树小波编码较好地实现了这一思想,因此奠定了它在图象编码中的地位。
近年来，在嵌入式零树小波编码(EZW)算法的基础上出现了许多新的改进算法，如多级树集合分裂算法(SPIHT),集合分裂嵌入块编码(SPECK),可逆的嵌入小波压缩法(CREW)等.本文对这些算法从原理到性能进行了比较和讨论,说明了嵌入式图象编码的研究方向。
关键词图象编码嵌入式零树小波变换On Embedded Zerotree Wavelets Coding and other Improved AlgorithmsAbstract：With the extensive application of internet and image,some new requirements on image coding,such as high compression rate ,pregressive codec,and compression from lossy to lossless ,are to be satisfied.These functions can be performed well by EZW(Embedded Zerotree Wavelets) coding.On the bases of EZW,many newly improved algorithms have been developed in recent years.They can illustrated by algorithms like SPIHT(Set Parti t ioning in Hierarchical Trees),SPECK(Set Partitioned Embedded block coder),In this paper,the writer discusses the principles and performances of these algorithms,thus explains the research tendency in the area of embedded image coding.Keywords Image coding,Embedded,Zerotree,Wavelet transform0.引言在基于小波变换的图象压缩方案中,嵌入式零树小波EZW(Embedded Zerotree Wavelets)[1]编码很好地利用小波系数的特性使得输出的码流具有嵌入特性。
嵌入式零树小波编码及其改进算法的研究
嵌入式零树小波编码及其改进算法的研究
王卫国郭宝龙
（西安电子科技大学机电工程学院，西安710071）
摘要随着互联网的普及和图象应用范围的不断扩大,对图象的编码提出了新的要求
,即不仅要求具有高的压缩比,还要求有许多新的功能,如渐进编解码、从有损压缩到无损压缩等。
嵌入式零树小波编码较好地实现了这一思想,因此奠定了它在
图象编码中的地位。
近年来，在嵌入式零树小波编码(EZw)算法的基础上出现了许多新的改进算法，如多级树集合分裂算法(SpIht),集合分裂嵌入块编码(SpEcK),可逆的嵌入小波压缩法(cREw)等.本文对这些算法从原理到性能进行了比较和讨论,说明了嵌入式图象编码的研究方向。
关键词图象编码嵌入式零树小波变换
onEmbeddedZero
[1][2][3]下一页。
基于人眼视觉特性的嵌入式小波零树编码改进
波变换 ， 综合 重新 定义零 树结构 、考虑人眼视觉特性 、 重新分类重要系数等措施 ， 针对 Ｅ Ｗ 算法以下缺点进 Ｚ 行 了改进 ：① Ｅ Ｗ 算法未考虑最低 频带不同方向之间 Ｚ 的相关性 ，零树结构 判断较 复杂 ，影响 了压 缩比和编 码 效率 ；② 未充分考虑人 眼视 觉特 ＇ ｈ ｍａ ｉｕ ｌ ［ ｕ ｎ ｖｓ ａ ￣（
ｑ ａｉ ． ｕｌ ｙ ｔ
Ｋｅ ｗｏ ｄ ：ｗａ ｅｅ ｒ ｓｏ ｍ；ｅ ｅ ｄ ｄ ｚ ｒ —ｒ ｅ ｗａ ｅ ｅｓｉ ｇ ｎ ｏ ｉｇ；ｉ ｇ ｏ ｒ ｓ ｉｎ；ｅ ｇ ｎｆｒ ａｉ ｎ ｏ ｙ ｒｓ ｖ ｌｔｔａ ｆ ｒ ｎ ｍｂ ｄ ｅ ｅ ｏ ｔｅ ｖ ｌｔ ｍａ ｅ ｅ ｃ ｄｎ ｍａ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓｏ ｄ ｅｉ ｏ ｍ ｔｏ ｆ ｉ ｇ ； ｅ ｏ ｔｅ ｔｕ ｔ ｒ ； ｕ ａ ｓ ａ ｙ ｔｍ ｍａ ｅ ｚ ｒ － ｅｓ ｃｕ ｅ ｈ ｍ ｎｖｉｕ ｌ ｓｅ ｒ ｒ ｓ
算法。
关键 词 ：小波 变换 ；嵌入 式小波零树 编码 ；图像 压缩 ；图像边缘信 息；零树 结构 ；人 眼视 觉特性
Ａｎ Ｉ ｐｒ ｖｅ ｍ ａ ｅＣｏ ｎｇＡｌ ｒｔ ｍ ｏ ｄ Ｉ ｇ ｄｉ ｇｏ ｉｈｍ ｓ ｄ ｏ Ｂａ ｅ ｎ ＥＺＷ ．ｎｄ Ｈ ＶＳ ａ
Ａｂｓｒ ｃ ： Ｔｈ ｓｐ ｐ ｒａ ｌ ｅ ｈ ｓｃｔ ｅ ｒ ｆｔ ｅＥＺＷ ｌ ｉ ａ ｅ ｎａｙｓ ｓｔ ｅｂａ ｉ ｈ ｏ ｙ ｏ ｈ ａｇ ｒｔ ｈ ａ ｒ ｐ ｓ ｓａ ｉ ｒ ｖ ｄ ＥＺＷ ａ ｅ ｎ ｅｇ ｔ ｎ ｎ ｂ ｓ ｄ ｏ ｉ ｈ
２１ ０ ０年 第 １ ９卷 第 ７期
计 算 机 系 统 应 用
嵌入式零树小波编码的细胞图像无损压缩研究
７ ０７ ） １０ １
摘要 ：探讨 了各种整数小波变换应用 于骨髓细胞 图像无损压缩 时的能量特征分布 和子带零 系数比例分
布等， 来选取适合骨髓细胞 图像 的变换形式． 实验结果表 明，Ｄ （ ，） Ｃ Ｆ ４２ 整数小波变换对 骨髓细胞 图像具 有较优 良的性能． 在使用嵌入式零树小波编码算法进行 变换 系数 的编 码 时， 于骨髓 细胞 图像 的特点， 基
Ｓｔ ｙ ｏ ｅｌｉ ａ ｅ ｏ ｓｅ ｓ ｃ ｍ ｐ ｅ ｓｏ ｕｄ ｆｃ ｌ ｍ ｇ ｓｌ ｓｌｓ ｏ ｒ ｓｉ ｎ ｂａ ｅ ｎ ｔ ｅ ＥＺＷ ｌｏ ｉｈ ｓ ｄ ｏ ｈ ａ ｇ ｒｔ ｍ
Ｓ Ｎ ａ ． ｎ ，Ｚ Ｏ Ｇ Ｚ ｅｇｈ ｉ．Ｙ ｉｎｚａ ｇ ，Ｚ Ａ ｉ －ｎ Ｕ Ｗ ｎｒ ｇ ． Ｈ Ｎ ｈｎ ．ｕ ｏ － Ｕ Ｂａｒ ｃ ： ｔ ａ ｔ Ｓ ｖ ｒ ｌ ｎ ｅ ｅ ｗａ ｅ ｅ ｒ ｎｓｏ ｓ ｒ ｃ ｍｐ ｒ ｄ ｏ ｍａ ｒ ｗ ｃ ｌ ｍａ ｅ ｎ ｒ ｙ ｅ ｅ ａ ｉ ｔｇ ｒ ｖ ｌｔ ｔａ ｆｒ ａｅ ｏ ａ ｅ ｎ ｍ ｒｏ ｅｌ ｉ ｇ ｅ ｅ ｇ
ｄ ｓｒｂ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅｒｐ ｒ ｅ ａ ｅ ｏ ｅ ｏ ｃ ｅ ｉ ｉｎ ｓｉ ｖ ｒ ｕ ｂａ ｄ ｆｒｈ ｇ ｒｐ ｒｏ ａ ｅ ｏ ｉｔ ｕ ｉ ｎ ｈ ｉ ｅ ｃ ｎｔｇ ｆｚ ｒ ｏ ｆ ｃｅ ｔ ｎ ｅ ｅ ｙ ｓ ｂ ｎ ｏ ｉｈｅ ｅ ｆｒ ｎｃ ｆ ｉ ｏ ｍ
嵌 入 式 零 树 小 波 编 码 的细 胞 图 像 无 损 压 缩 研 究
孙 万 蓉 ， 钟 政 辉 俞 卞 章 张 小 京 ， 一 ， ，
（ ．西 北 工 业 大 学 电子 信 息 学 院 ， 西 西安 １ 陕 ７０ ７ ； １０ ２
嵌入式小波零树(EZW)算法
首先根据实际需要确定扫描次数D=codeDim，然后进行D次主扫描和辅扫描。
1、初始化首先获取扫描次序表scanlist，表中每行的数字依次是该元素的（1）扫描序号、（2）对应于数据矩阵中位置的行号r、（3）对应于数据矩阵中位置的列号c、（4）值Mat（r，c），即scanlist (i) = [ i, r, c, Mat(r,c) ]编码扫描的对象就是次序表scanlist，而非数据矩阵Mat。
然后构建初始符号矩阵flagMat，其中每个元素均为字符“Z”。
2、主扫描在第d次（1<= d <=codeDim）扫描中，输入阈值为T（d），首先依次对次序表的每一行scanlist(i)按照如下步骤扫描：（1）如果上一次扫描得到的flagMat中，处于位置（r，c）的符号为“O”，则表示相应的Mat（r，c）是重要的，不需要通过本次扫描再次编码，故作跳过处理。
（2）将scanlist(i,4)（即Mat(r,c)）的绝对值与阈值T(d) 比较，如果是重要的系数，则令flagMat(r,c)的值为P或N，并存入主扫描表scancode中，并将Mat(r,c)的值以及相应的行、列数（r，c）存入重要数列表imptvalue中，将符号P或N存入重要数符号列表imptflag中。
（3）如果是不重要的系数，则首先检查flagMat(r,c)，若是符号“X”，则表示这个点是不重要的，作跳过处理不再扫描。
（4）如果点（r，c）处于第一分解级，即r>row/2或c>col/2，没有子孙系数，且其系数是不重要的，则该点flagMat的符号为Z，存入主扫描表scancode中。
（5）如果点（r，c）满足r<row/2且c<col/2，则检查其子孙系数中是否有重要系数。
有，则flagMat(r,c)的值为字符Z，存入主扫描表scancode中；否则flagMat(r,c)的值为T，存入主扫描表scancode中，并令其所有子孙系数相应的flagMat(r’,c’)值为字符X，不再作下一次扫描。
改进的嵌入式小波零树编码算法
［ ｙｗｏ ｄ ］ｉ ｇ ｏ ｒｓｉｎ ｚ ｒｔ ｅ ｏ ｉｇ Ｅ Ｗ ｌｏ ｔｍ Ｋｅ ｒ ｓ ｍａｅｃｍｐｅｓ ；ｅｏｒ ｄｎ ； Ｚ ａ ｒｈ ｏ ｅｃ ｇｉ
ｌ 概 述
近年来 ，小波图像 压缩编码 以其压缩率 高、图像恢 复质 量高、可实现 渐进 式编／ 解码等优点 ，得到越来越广泛的研究 和应用。其 中，文献【］ Ｅ Ｗ 算法被认 为是静态 图像 压缩 １的 Ｚ 编码领域迄今 为止 最好 的算法之 一。它充分利 用小 波变换 后
除 Ｅ Ｗ 算法中的副扫描过程 ， Ｚ 从而省去 了存储 重要系数的位置信息的比特数 ， 减少了 Ｅ Ｗ 算法 中扫描 次数 ， Ｚ 在很大程度上提高编码速度 ， 缩减需 要编码 的符号数 目，是种快 速的编码算法 。实验结果表 明，运 用该算法 处理得 到的图像质量能够满足大多数 的应用需求 。
Ｈ Ｈ ｔ 。
方法对小 波系数进行 编码。该算 法具 有编码效 率高、能 产生
嵌入式码 流和支持 多码率解码 等特点 。然而 ，图像 二维小波 变换 的计 算量大 ， 需要较 多的存储器 ， 而且小波编码速度慢、
功耗大 ，不适于 实时性 要求高的场合 。因此， 目前在这一领 域的研究热点主要表现在 ：（） １采用更先进 的算法提 高编码速 度和降低 算法复杂度 。（） 过硬件实现小波 图像压缩编码 ， ２通 将使得编码系统成 本更低 、稳定性 更好 、体积 和功耗显 著降
中 圈分类号： Ｐ０． Ｔ ３１ ６
改进 的嵌 入 式 小 波零 树 编码 算 法
陈节龙 ，杨 静
（ 上海海事大 学信 息工程 学院 ，上海 ２ ０ ５ ０１ ） ３
摘
要： 在分析 Ｅ Ｗ 算法的基础上 ，提出一种改进 的图像编码算法 ，把小波 系数分解成 ２ Ｚ 组较 小的小波系数 ，分别对其进行编码 ，并移
使用线性索引技术的嵌入式小波零树编解码算法
摘要 ：提 出 了使 用线性 索 引技术 的快 速 Ｅ Ｗ 编解 码算 法，对线 性序 系数进 行编码 扫描 ，只需使 用 Ｚ
简 洁 的系数位 置信息 ，可在 一定程 度上 提高 编解码 速度 ，从而 实现 了类似 于无链 表 Ｓ Ｉ Ｔ 中使 用 ＰＨ
的线 性 索 引技 术 ． 把 线性 序 的建 立 放在 一 批 图像 的 编码 之前 ，则 只需 建 立线 性 序一 次 ，就可 以 若
行 的 Ｅ Ｗ 编码 系统就是 采用 了这 种零树 图技 术，从 Ｚ
而 大大 降 低 了搜 索冗 余 ，提 高 了编码 速 度 ．但 在这
种改进 的 Ｅ Ｗ 编码系统 中，主扫描列 表 和从扫 描列 Ｚ
的相 应 子结 点 ；然后 从 头 开始 扫描 先 进先 出表 ，当
一
个 系数结 点被 编码 为非 零 树根 时将其 在下 一分解
对 多个 图像 进行 编码 ，从而 又可 以大大节 省 编码 时间 ．
关 键 词 ： 入式 小波零 树编 码算法 ；编码 ； 嵌 解码 ； 维 扫描 ； ２ 线性 索引技 术
中图分类 号： Ｐ３ １ Ｔ ９
文献标 识￣ ： ｉ Ａ － ５
链表 Ｓ Ｉ ＰＨＴ中使用 的线 性索 引技术
２６ ３
江 西 师范 大 学 学报 （ 自然科 学 版 ）
减 半；
时 间见表 １
表 １ Ｍｏ －ｏ ｇＮｇ编 解 码 算 法 实 验 数 据 ｗ ｓｎ
行，在每大行 中将相邻 的 ４个系数 看成 一个组 ，逐组
率 ．然 而 ，使 用 这 种数 据 结 构 ，为 了确 定 一 些 小波
系数 是零 树 根还 是 孤立 零 ，必须 扫 描 和检查 其 所有 后代 ，这种 反 复 扫描 必然 浪 费 大 量 的时 间，大 大影 响编码 速度 ．为此 ， ９ ６年 Ｓ ａ ｉ １９ ｈ ｐｒ ｏ又提 出 了零 树 图 （ｅｏｔ ｅｍａ ） ｚｒ— ｅ ｐ技术 ， 过建 立小波 系数 矩阵 的零树 ｒ 通 图来 消 除 主扫 描 过程 中存 在 的搜 索冗 余 【．目前流 ４ 】
嵌入式零树小波编码
嵌入式零树小波编码介绍嵌入式零树小波编码是一种用于无损压缩的图像编码技术。
它基于小波变换和零树编码的原理，通过将图像分解成多个频域和空域的子带，并根据其能量分布进行编码，从而达到压缩图像并保持高质量的目的。
本文将详细介绍嵌入式零树小波编码的原理、应用以及与其他图像编码方法的比较。
嵌入式零树小波编码原理小波变换小波变换是一种多分辨率分析方法，它将信号分解成具有不同尺度和频率特征的子信号。
在图像编码中，使用小波变换可以将图像分解成不同频带的子图像，从而提取出图像的局部特征。
小波变换可以采用离散小波变换（DWT）或连续小波变换（CWT）进行。
零树编码零树编码是一种稀疏表示的方法，它利用信号在频域中的能量分布来进行编码。
在零树编码中，对于能量较小的频域系数，可以将其置零，从而实现对信号的高效压缩。
嵌入式零树嵌入式零树是一种利用零树编码进行图像压缩的方法。
它能够根据不同的压缩需求，通过调整编码的精度和位平面的顺序来实现不同的压缩比和图像质量。
嵌入式零树小波编码流程1.将待压缩的图像进行小波变换，得到各个频带的系数。
2.根据嵌入式零树编码的要求，对系数进行阈值处理，将能量较小的系数置零。
3.将处理后的系数按照位平面的顺序进行编码。
4.根据编码的精度和位平面的顺序，生成编码比特流。
5.将比特流写入输出文件，并记录相关的编码信息。
嵌入式零树小波编码的应用嵌入式零树小波编码在图像压缩领域有着广泛的应用。
它可以在保证压缩比较高的同时，尽可能地保持图像的清晰度和细节。
以下是嵌入式零树小波编码的一些应用：无损压缩嵌入式零树小波编码可以实现无损压缩，即通过压缩图像文件的大小，但在解压缩时能够完全还原原始图像。
这在需要保留图像质量和细节的场景中非常重要，例如医学图像、卫星图像等。
有损压缩嵌入式零树小波编码也可以用于有损压缩，即通过牺牲一定的图像质量来达到更高的压缩比。
有损压缩适用于对图像质量要求不那么严格的应用场景，例如数字摄影、图像传输等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 嵌入式小波零树编码
小波变换后的子图象具有自相似特性，因此能够有效地利
用图象中各系数之间的相关性，使变换后原图象大部分能量集中在少数几个系数上，为大幅度压缩创造条件。
同时，不同级的相应位置系数之间仍然有很强的相关性，这种相关性以小波树的父子系数关系表现出来。
对于各高频子带统计表明，如果某个较低精度级上的一个系数小于某个域值，则在下一个较高精
度以及更高精度上该系数所对应的后代系数均小于阈值的可
能性极大，如果图象比较复杂，则有可能在较低精度级上的一个系数小于某阈值，而下一较高精度以及更高精度上该系数所
对应的后代系数集内有若干系数大于阈值，为了不屏蔽掉相关信息，把较低精度级上的这个系数定为零树，对它继续分解。
以编解码双方完全一致的扫描顺序，逐级递减量化阈值搜
索重要系数，编码方根据搜索结果形成重要系数坐标序列，解码方以同样顺序扫描，生成相应的系数坐标序列。
小波系数幅值逐级细化，在每一级量化阈值上，编码方根
据重要系数坐标序列输出这些坐标在该阈值上的l比特值。
解
码方则将收到的细化阈值按照生成的重要坐标序列一一加到
相应坐标的系数上去。
图2给出了嵌入式零树编码中码流传输的示意图。
T—Ma x ／2 T = Ma x ／4 T =Ma x ／8
文件头I扫描输出I扫描输出l细化输出l扫描输出I细化输出
图2 嵌入式零树编码码流示意图。