年 月
陕西理工学院学报自然科学版
Oct
第 卷第 期 Journal of Shaanxi University of Technology Natural Science Edition VolNo
文章编号
一 种 基 于 小 波 包 变 换 的 SPECK 图 像 编 码 算 法
张岩聂永丹唐国维
东北石油大学 计算机与信息技术学院 黑龙江 大庆
摘要为了解决基于小波包变换树形编码算法中产生小波系数之间的父子冲突以及标
准 SPCEK 压缩算法中四叉树分裂产生的集合数目过多的问题提出一种新的基于小波包变换
的 SPECK 图像编码算法改进算法在小波包分解产生的复杂子带结构中改进标准 SPECK 算
法的四叉树分裂策略对重要系数位置进行更好的预测把不重要系数集中到一个更大的区域
使用一个符号编码 实验结果表明改进算法编码效果在 PSNR 上较标准 SPECK 有所提升
主观视觉效果在纹理区域明显优于 SPECK
关键词SPCK 编码小波包分解四叉树分裂图像压缩
中图分类号TP文献标识码A
收稿日期
基金项目黑龙江省科技攻关项目GZA黑龙江省教育厅科学技术研究项目
作者简介张岩男辽宁省瓦房店市人东北石油大学讲师硕士主要研究方向为小波分析图像压缩聂永丹
女吉林省梅河口市人东北石油大学讲师硕士主要研究方向为图像处理三维可视化唐国维
男黑龙江省肇州县人东北石油大学教授哈尔滨工程大学博士主要研究方向为小波分析图像编码压缩模式识别
SPECK
编码算法是一种基于块集合划分思想的小波编码算法充分利用了小波系数的能量聚集
性和能量随尺度增加而衰减的特性仅考虑子带内部小波系数的相关性将集合四叉树分裂方式和位平
面编码方法相结合具有较高的压缩性能 与基于树的集合划分思想的算法如 EZW
和 SPIHT
相
似基本编码步骤都是通过初始化排序扫描细化和量化步长更新 个过程完成嵌入式编码 由于算
法实现非常简单其中最主要的操作仅包含对小波系数幅值和阈值的比较判断因此计算复杂度低运
行效率高并能达到与 EZWSPIHT 算法相似或更好的编码效率 小波包分解作为小波分解的金字塔
结构的推广在高频子带也进行小波迭代分解 自适应分解产生的小波包子带结构在小波分解基础上
高频系数具有更强的能量聚集性和较高的编码率失真性能因此图像压缩效率要优于传统的金字塔结
构尤其是对于纹理丰富的图像 据 Xiong 等人
的研究利用小波包进行图像编码可以使重建信号的
PSNR 质量相对于小波图像编码提高 dB 在小波包分解的基础上研究 SPECK 算法能提高编
码效率同时又可解决基于树的集合划分小波包编码算法复杂程度高的问题
SEPCK 编码算法
为了对一个集合进行编码SPECK 算法采用了与 SPIHT 算法相似的方法两者的区别主要在于排
序过程 在排序过程中SPECK 算法不是采用空间方向树来判断重要性而是采用了集合的方式来有
效地组织小波系数这样做的目的是充分利用小波子带内部系数的相关性可以保证具有高信息量的小
波系数能首先被编码 算法采用了位平面编码的方式在定位每个位平面的重要系数时SPECK 对于 S
集合和 I 集合分别采用了四叉树分裂和倍频带分裂的方式这是 SPECK 算法之所以能够取得较高压缩