嵌入式零樹小波編碼

嵌入式零樹小波編碼

嵌入式零樹小波編碼(Embedded Zerotree Wavelets Encoding)是指基於圖像小波變換的數學結構,J.M.Shapiro提出了一種高效的小波圖像壓縮算法,稱為嵌入式零樹小波編碼(EZW),這個算法中有兩個重要的概念:嵌入式編碼和零樹。

基本介紹

  • 中文名:嵌入式零樹小波編碼
  • 外文名:Embedded Zerotree Wavelets Encoding
  • 定    義:基於圖像小波變換的樹形結構
  • 套用學科:計算機原理術語
概念,工作原理,

概念

嵌入式零樹小波編碼(Embedded Zerotree Wavelets Encoding)是指基於圖像小波變換的數學結構,J.M.Shapiro提出了一種高效的小波圖像壓縮算法,稱為嵌入式零樹小波編碼(EZW),這個算法中有兩個重要的概念:嵌入式編碼和零樹。
所謂的嵌入式編碼(embedded coding)是指編碼器具有這樣的特點:一個低比特編碼嵌入在碼流的開始部分,即從嵌入式碼流的起始至某一位置這段碼流被取出後,它相當於是一個低碼率的完整碼流,由它可以解碼重構這個圖像,與原碼流相比,這個部分碼流解碼出的圖像具有更低的質量或解析度,但解碼的圖像是完整的,因此,嵌入式編碼器可以在編碼過程的任一點停止編碼,解碼器也可以在獲得的碼流的任一點停止編碼,其解碼效果只是相當於一個更低碼率的壓縮碼流的解碼效果。嵌入式碼流中的比特的重要性是按次序排列的,排在前邊的比特更重要,顯然,嵌入式碼流非常適用於圖像的漸進傳輸、圖像瀏覽和網際網路上的圖像廣播。
在EZW算法中,嵌入式碼流的實現是由零樹結構結合逐次逼近量化實現的。零樹結構的目的是為了高效地表示小波變換係數矩陣中非零值的位置(有效值映射)。下面首先討論零樹結構的定義,然後簡要說明零樹表示怎樣與逐次逼近結合形成嵌入式碼流,從而理解完整的EZW編碼器的工作原理。

工作原理

在變換編碼中,變換係數矩陣經過量化後,產生大量零符號,編碼的後續過程就是有效地表示這些非零符號,包括非零符號額位置和大小。由於量化過程產生零符號和非零符號的過程也等價為一個門限過程,所以當給定一個門限T,如果一個值|
|>T,則量化後產生一個非零符號,否則產生零符號。對於給定的門限T,有一個值大於T,稱這個值為有限值,否則稱它為無效值。表示量化後非零值位置的過程,也就是表示有效值位置的過程,稱為有效值映射。
在小波變換域中,一個樹形結構能夠反映小波變換的空頻局域特性,在低分辨層的一個係數與它的同方向更高一級分辨層的4個係數,更高二級分辨層的16個係數……,大致反映了相同空域中同方向子帶的性質。因此對於一個平坦的區域,低解析度層的一個係數是無效值,它可以預測與它相關的樹上的高分辨層的係數也是無效值,當然種子預測是有例外的,但通過實驗和用線性估計理論都說明,這種預測是以高機率成立的。利用這種假設,可以有效地表示“無效值映射”,也就等價於有效地表示了有效值映射,這就是零樹定義的基礎。

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