快速提升小波变换的图像压缩

本文针分别介绍了基于行的压缩算法和提升小波方法,对现行基于行的采用CDF9/7提升小波压缩算法进行改进,采用BT7/5滤波器实现了基于行的提升小波算法。结果表明,该算法有效地保证压缩质量的同时,比传统基于行的小波变换执行速度更快,比现行的基于行的提升小波方法计算复杂度更低。     

基于行的整数小波变换图像压缩算法

为克服小波图像压缩中内存开销大的问题，提出一种基于行的图像压缩算法．该算法是在完成行向小波变换后以累进方式完成列向小波变换，降低了对存储容量的需求，在大数据量图像压缩上优势明显．针对基于行的特点，采用整数实现的提升格式代替传统的Mallat塔式算法，实现CDF9／7的双正交小波变换，减小了计算复杂度，加快了算法执行速度．实验表明，该算法在比特率为0．5bpp附近时，恢复图像的峰值信噪比均高于30dB．根据人眼视觉特性及小波变换特点对变换系数进行感觉量化，提高了压缩比，适用于超大图像或内存敏感的应用场合．     

基于JPEG2000低内存低复杂度的图像编码算法

针对JPEG2000内存需求大、计算复杂度高等问题，提出了用提升格式实现的基于行的小波变换方法．以累进方式完成列向的小波变换，可在不影响变换结果的前提下降低对存储容量的需求；同时利用提升格式的特点，进一步节省内存和加快计算速度．针对EBCOT算法3个通道编码、三次扫描操作浪费大量运算时间的情况，应用一次扫描完成3个通道编码操作的算法对其进行改进，不用重复形成上下文，大大减少了运算时间，并保持了JPEG2000的优异性能．     

7/5小波滤波器簇及其图像压缩性能研究

构造了包括BT7/5滤波器(Brislawn-Treiber)在内的7/5小波滤波器簇,依据欧几里得算法给出了7/5小波基提升格式的构造过程和提升实现算法.根据7/5小波基优化条件的要求,证明了7/5小波基的、提升系数α为0.08时的图像压缩性能最佳,该小波基为JPEG2000标准第二部分推荐使用的BT7/5小波滤波器组.BT7/5小波的系数为有理数,与无理系数的CDF9/7小波滤波器相比,具有计算复杂度低和便于VLSI硬件实现等优点.实验结果表明,若压缩比在100∶1以内,采用BT7/5小波滤波器的重构图像峰值信噪比只比CDF9/7低0.1dB,而比LT5/3(LeGall-Tabatabai)高1.2dB.因此,在JPEG2000图像压缩系统中,BT7/5是LT5/3和CDF9/7的理想替代者.     

一种适合JPEG2000的5/3离散小波变换硬件系统结构

改进一种"内嵌延拓提升小波变换"(Combining the data-extension procedur into the liftingbased DWT core)[1]快速算法,提出一种基于该提升算法的5/3小波变换硬件系统结构,它无需额外的边界延拓过程.由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该结构具有减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点.这种结构经系统验证适用于JPEG2000的5/3小波无损变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统.     

二维离散小波变换低存储结构设计

针对二维9/7离散小波变换硬件架构中数据缓存需求高的问题,提出了一种基于提升算法的低存储架构。通过调整提升算法数据计算顺序,设计了一种动态计算二维小波变换的新型迭代分步计算方法。根据行、列变换的不同,对其分别做一维变换架构设计,其中行滤波器结构通过将输入数据进行三序列分裂,有效减少了寄存器数;列滤波器结构通过单行输入处理消除转置存储器,同时实现了乘法器和加法器的复用。整体二维变换采用并行和流水线混合架构设计,关键路径延时减小到一个乘法器延迟。实验结果表明,对于1 024像素×1 024像素的图像,与其他提升结构相比,本结构片上内存使用减少了11.1%,硬件效率提高了8.2%以上;与基于卷积的迭代计算方法相比,计算周期减少为现有结构的1/9。在型号为Xilinx Kintex7 XC7K325T的现场可编程逻辑门阵列上实现,吞吐率达到460 MB/s,且具有明显的硬件资源优势。     

改进的基于提升格式的DWT硬件实施方案

提升结构与传统的Mallat算法相比,降低了计算的复杂度,也提高了计算速度.最近又提出了一种翻转结构,它在提升格式的基础上进一步提高了计算速度.结合翻转结构,以9/7小波为例,设计了一种具有递归结构的硬件实施方案,实现了2级一维离散小波变换.并研究了翻转结构的系数量化方法,在整个设计中,实现了无乘法运算.测试结果证明,提出的这种硬件结构通过采用递归结构,把第二级小波变换插入到第一级变换的缝隙中,其硬件占用少,计算速度快,耗电量低.     

一种小波提升的电力有源滤波器

提升算法是一种新的双正交小波构造方法．在时域对信号进行变换就可完成对信号频域特性的分析．介绍提升算法的原理及实现步骤,将Daubechies9／7小波滤波器的提升格式应用于电力有源滤波器的设计．它使得计算复杂度大大降低．有效地减少运行时间,提高滤波器的实时性,具有更好的实用性能。     

基于整型小波变换的SPIHT图象压缩算法

提升小波变换即第2代小波变换,可以实现图像的完全无损编码;SPIHT(集合分裂嵌入块编码)是基于小波变换的采用块状结构的图像编码算法。文中介绍了基于提升方法的整数小波变换和SPIHT图像编码算法,提出了用整数小波变换代替传统小波变换进行SPIHT图像编码。研究表明,比传统的小波变换更易于硬件实现。     

基于一阶自回归过程的7/5小波滤波器优化算法

提出了一种基于一阶自回归过程的双正交7/5小波滤波器的优化算法.该算法首先由小波提升算法导出7/5小波滤波器簇系数和提升参数关于一个自由提升参数α的一维函数式.其次,以白噪声的一阶自回归过程作为输入图像模型,并采用满足完全重构条件的双通道7/5小波滤波器组进行子带编码,同时计算最大编码增益及其α值.最后,在所确定的α值附近选取一组值,并将每一个α值对应的7/5小波滤波器组的提升算法嵌入到JPEG2000标准的Jasper1.701.0中进行图像压缩实验.实验结果表明:采用优化算法的7/5小波滤波器,其系数和提升参数均为有理数,满足计算复杂度低、便于VLSI硬件实现的要求,特别是当α为0.08时,重构图像可以获得最大的峰值信噪比,此时的7/5小波滤波器为最优滤波器.     

一种可重构的离散和连续小波变换结构

提出了一种基于提升算法的连续和离散统一的小波变换算法，给出可重构的计算结构，包括可重构的提升节点阵列和地址发生器．为了验证该结构的正确性，在现场可编程门阵列平台上测试了离散的二维5/3和9／7变换（JPEG2000标准中采用）及连续的二维Hart变换，结果证明该设计具有普遍的兼容性．     

基于小波变换的智能天线波束形成算法

提出一种基于小波变换的智能天线波束形成算法(WL-SMILMS)。该算法采用小波函数将夹杂干扰噪声的来波信号变换在多尺度频域,对高频部分采用采样矩阵求逆算法(SMI)进行权矢量更新,对低频部分采用最小均方误差算法(LMS)进行权矢量更新,用两部分融合后的权矢量更新滤波器抽头权值,实现数字波束形成。该算法克服了SMI算法计算复杂度高、旁瓣偏高的缺点,比LMS算法具有更好的收敛性,实现了收敛率和计算复杂度的高度兼顾。     

快速提升小波变换在介质体散射中的运用

推导一种用于求解介质体散射问题的面积分方程,它克服了内谐振现象,且同体积分方程相比,获得了更小的阻抗矩阵维数。一种新的基于提升法的类小波变换预处理算子的使用,降低了矩阵向量积的计算复杂度和求逆过程中的迭代次数。数值结果表明,与传统方法相比,提升法消减了预处理矩阵的多余内存,并且节省了约1倍的计算时间。     

基于提升小波变换的医学图像压缩算法

详细分析小波提升框架算法(L ifting Schem e)的原理和实现步骤,比较了M allat算法和L ifting Schem e算法在运行速度上的差异.推导出JPEG 2000静态图像压缩标准所采用的Le Gall 5/3小波滤波器的提升格式,对Le Gall 5/3小波和CDF 9/7小波滤波器的提升格式应用于医学图像压缩编码进行了分析.本文给出的小波提升算法对JPEG2000静态图象压缩标准在医学影像存储与传输系统中的应用具有参考价值.     

一种基于提升小波和零树编码的录波数据压缩算法

提出了一种提升格式小渡变换与嵌入式零树编码相结合的电力系统故障数据压缩方案,该方案先对故障录波数据进行提升格式小渡变换，再对变换系数作阈值量化处理，最后通过嵌入式零树编码将量化后的系数编码为比特流，同时给出了相应的解压缩算法流程．在此基础上，针对接地故障信号做了仿真实验，结果表明，该压缩方案能够实现可变码率，同时降低了48％的计算复杂度和内存占用，信噪比和压缩比都达到了较好的水平．     

JPEG2000的5/3离散小波变换FPGA硬件实现

提出一种基于改进“内嵌延拓提升小波变换”(Combining the data-extension procedure into the lifting-based DWT core)快速算法的硬件结构,它无需额外的边界延拓过程。由于将其边界延拓过程内嵌于小波变换模块中,使该结构具有减少内存使用量,降低功耗,提高硬件利用率和运算速度的特点。这种改进结构经FPGA硬件仿真验证,适用于JPEG2000的5／3小波变换,当然也可用于其它各种实时图像压缩处理硬件系统。     

小波分析法对多带激励声码器基音提取的改进

作者介绍了小波变换用于语音信号基音周期检测的原理，提出了基于小波变换后波形特征的基音提取算法。该算法与原多带激励声码器基音提取算法相比，能有效避开噪声的干扰，正确提取语音的基音，计算复杂度也降低很多。     

7/5双正交小波的构造及图像编码应用

根据双正交小波精确重构条件,推导出了7/5双正交小波滤波器组的参数化表达式.该表达式参数可随意取值,因此能够任意构造具有不同特征的7/5线性相位小波滤波器.作为构造实例,构造了具有最佳编码增益的有理系数7/5小波滤波器.实验表明,它具有与CDF 9/7小波滤波器相似的图像压缩性能,而且其提升小波变换的计算效率可提高20%.     

红-黑小波变换

介绍一种新的第二代小波变换——红-黑小波变换，它是把矩形栅格的数字图像分成红块和黑块，利用二雏提升格式进行构造。并从理论上与张量积小波变换进行了比较。实验表明红．黑小波变换可以更有效地去除图像的相关性并得到更稀疏的图像表示，在图像压缩中红．黑小波变换比传统小波变换更有效。     

基于提升小波变换的图像清晰度评价算法

针对图像采集系统存在噪声的情况,提出了一种新的基于提升小波变换的清晰度评价函数.该算法利用第二层提升小波分解得到的高、低频子带的能量值构造一种新的清晰度评价函数.比较分析了新提出的评价函数和经典的方差函数、拉普拉斯函数及另外一种基于小波变换评价函数的清晰度评价性能.大量的仿真实验和实际测试结果表明:新提出的清晰度评价算子不仅在保持最高灵敏度的同时具有最好的抗噪性能,而且计算复杂度低,评价结果更为准确、稳定、可靠.