邊緣增強的改進spiht圖像編碼和解碼方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼和解碼方法，該方法對小波變換后的圖像低頻子帶進行高通濾波提取出圖像中的主要輪廓和邊緣，一方面，利用最低頻子帶實現(xiàn)編碼端和解碼端之間的同步，無需額外傳輸同步信息即可定位重要系數(shù)，減少了傳統(tǒng)SPIHT編碼的同步信息量；另一方面，根據(jù)低頻子帶的高通濾波結果控制編解碼的優(yōu)先程度，對圖像中人眼視覺系統(tǒng)最為敏感的主要輪廓和邊緣進行優(yōu)先解碼，從而提高了解碼圖像主客觀質量。
【專利說明】
邊緣増強的改進SPIHT圖像編碼和解碼方法
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及圖像處理領域，尤其是一種同步信息少、主客觀質量高的邊緣增強的 改進SPIHT圖像編碼和解碼方法。
【背景技術】
[0002] 隨著網(wǎng)絡多媒體技術及其應用的不斷發(fā)展，人們對圖像編碼的要求不斷提高，不 僅要求解碼圖像具有較高的重構質量，同時要求其能夠適應網(wǎng)絡異構特性及終端計算能力 不同等應用需求。運就需要一種好的解決方法來實現(xiàn)在保證圖像質量的前提下去除各種冗 余，用盡量少的比特數(shù)來表征圖像信息，同時使圖像編碼碼流能很好的適應網(wǎng)絡帶寬的波 動及不同計算能力終端的解碼需求。一個圖像的編碼碼流具有可分級性是指利用該碼流的 一部分(或子集)可W產(chǎn)生對該圖像一個有用表示的能力，即解碼器能夠根據(jù)分辨率的實際 情況對碼流的一部分進行解碼。圖像編碼碼流的運種可分級特性可W滿足圖像的漸進傳 輸、多質量服務W及圖像數(shù)據(jù)庫瀏覽等應用要求。
[0003] 關于靜態(tài)圖像的編碼主要需要考慮兩個問題:一是如何能有效地表示重要系數(shù)的 位置信息，同時盡量占用少的比特來編碼同步信息；二是如何能有效地編碼重要系數(shù)的幅 值。近年來，基于小波變換的圖像可分級編碼方法出現(xiàn)了一些經(jīng)典的算法，如EZW、SPIHT、 MRWD、EBC0T和SPECK等，獲得了較好的主觀質量效果。對于第一個問題，利用系數(shù)分布相似 特性，EZW提出采用"零樹"結構來定位重要系數(shù);SPIHT則利用"空間方向微'來定位重要系 數(shù);而利用系數(shù)的聚集特性，SPECK采用四叉樹結構定位重要系數(shù);MRWD利用數(shù)學形態(tài)學的 膨脹操作，對重要系數(shù)的聚簇進行提取和編碼;BSP樹(Binary Space Edition Tree)和 GW(Geome化ic Wavelets)方法則通過二值空間分割樹確定圖像中具有相同系數(shù)特性的一 致性區(qū)域，進而進行編碼;對于第二個問題，EBCOT利用分數(shù)位平面編碼重要系數(shù)，而其他方 法大都采用基于位平面的逐次逼近量化SAQ(Successive Approximation Quantization) 來編碼重要系數(shù)。然而，一方面，運些方法在同步信息上花費了相當數(shù)量的比特開銷，從而 影響了重構圖像質量，特別在低碼率情況下。另一方面，現(xiàn)有方法將所有變換系數(shù)同等對 待，而關于結構相似度SSIM (Structural SimiIarity)指標的研究就表明人眼視覺系統(tǒng)對 于圖像中的結構差異較之亮度差異更加敏感，具體地講，人眼視覺系統(tǒng)對于邊緣、輪廓區(qū)域 的像素值比對平坦區(qū)域的像素值敏感，運樣將全部系數(shù)同等處理不利于保證解碼圖像的主 觀質量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術所存在的上述技術問題，提供一種同步信息少、主客 觀質量高的邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼和解碼方法。
[0005] 本發(fā)明的技術解決方案是:一種邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼和解碼方法，其特 征在于按照如下步驟進行： 步驟1.輸入待編碼圖像和目標碼率簽，設圖像大小為戀K雜像素，并對圖像進行
級小波變換； 步驟2.將繳和號各用1個字節(jié)傳輸至解碼端，并對最低頻子帶的系數(shù)進行DPCM編碼 和算術編碼，傳輸至解碼端； 步驟3.將最低頻子帶系數(shù)進行拉普拉斯高通濾波，找出高通系數(shù)的絕對值最大的幅 值iifslY，計算最大位平面勤
步驟4.依據(jù)最高非O位平面，把高通濾波后的最低頻系數(shù)從大到小分成綜組，若某個 高通系數(shù)的最高非O位平面為其第i個位平面，I送i適掛:，則將它分到第S組，同時建立一個 與最低頻子帶相同大小的二維數(shù)組，稱為"組號表"，將每個高通系數(shù)的組號存儲到在組號 表對應的元素中；令
步驟5.初始化非重要系數(shù)表
重要系數(shù)表
、非重要子集表
步驟6.在組號表中掃描第P組的每個低頻系數(shù)，并利用Kirsch算子判斷其方向，如果 某個系數(shù)屬于水平方向，則在組號表中把與它相鄰的左右兩個系數(shù)也歸為第醬組;如果某 個系數(shù)屬于豎直方向，則在組號表中把與它相鄰的上下兩個系數(shù)也歸為第裝組;如果某個系 數(shù)屬于對角線方向，則在組號表中把沿著對角線方向與它相鄰的兩個系數(shù)也歸為第繫組； 步驟7.將第彩組的所有低頻系數(shù)添加到Zi戶中，將第彩組中存在孩子系數(shù)的低頻系 數(shù)添加到變按中并將其掃描類型設置為D型，計算第密:組低頻系數(shù)的最大絕對值講和掃描 輪i
步驟8.采用類似SPIHT的掃描方式對第夢組的每個低頻系數(shù)所在空間方向樹上的高 頻系數(shù)進行第t輪掃描； 所述類似SPIHT的掃描方式包括如下步驟：
步驟8.1如； 轉入步驟9;否則，轉入步驟8.2; 步驟8.2處： 巧序掃描左IP表中的每個系數(shù)e， 步驟8.2.1巧 ，貝化比特位流表末尾添加比特"r，把該系數(shù)添加到玄雜表末 尾，并且如果系數(shù)C 在位流表末尾添加比特"r，否則，在位流表末尾添加比特"0"; 步驟8.2.2如： 則在位流表末尾添加比特"爐，并且把該系數(shù)^從碰表中刪除； 步驟8.3處理玉游表處理:順序掃描LIS表中的每個元素 f，如果其掃描類型為D型，貝U 轉入步驟8.3.1，否則轉入步驟8.3.2; 步驟8.3.1判斷C的D型子集是否為重要集合： a.如果e的D型子集是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"r，再依次判斷6的4 個D型孩子系數(shù)的重要性， a. 1如果某個孩子系數(shù)是重要的，則在比特位流表末尾添加比特"r，并且把該孩子系 數(shù)加到I.SP表末尾，進一步，如果該孩子系數(shù)是正數(shù)，則在比特位流表末尾添加比特"r， 如果該孩子系數(shù)為負數(shù)，則在比特位流表末尾添加比特"0";轉入a. 3; a. 2如果某個孩子系數(shù)不是重要系數(shù)，則把該孩子系數(shù)添加到遐黎;表末尾，并且在比 特位流表末尾添加比特"0";轉入a. 3; a. 3判斷6的L型子集是否為空集，如果不為空集，則把按的掃描類型由D型轉變成L型 后添加到主穩(wěn)表尾部，如果技的L型子集為空集，則從王技表中刪除元素我;轉入步驟8.3.2; b. 如果曰漸D型子集是不重要集合，則在位流表末尾添加字符"0"; 步驟8.3.2判斷S的L型子集是否為重要集合： a. 如果的L型子集是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"r，并且把e的4個 直接孩子系數(shù)添加到LIS表尾部，將其掃描類型設置為D型;轉入步驟8.4; b. 如果€的L型子集不是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"0"; 步驟8.4精細掃描:順序掃描戶表，除了第2；輪掃描增加的那些系數(shù)W外，將表中 其余系數(shù)的第《個位平面輸出到比特位流表中； 步驟8.5令
，如果比特位流表中的比特數(shù)目已經(jīng)達到燕父Jlx號，則轉入 步驟10,否則，轉入步驟9。
[0006] 步驟9.令
轉入步驟6,否則，轉入步驟10; 步驟10.對比特位流表進行算術編碼得到壓縮碼流，并將其傳輸至解碼端，編碼過程 結束。
[0007] -種與上述邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼方法對應的解碼方法，其特征在于按 照如下步驟進行： 步驟1.輸入待解碼比特流和目標碼率及，從壓縮碼流的前2個字節(jié)中解碼出圖像的 大小A/和號； 步驟2.利用算術解碼和DPCM解碼得到最低頻子帶的系數(shù)； 步驟3.將最低頻子帶系數(shù)進行拉普拉斯高通濾波，找出高通系數(shù)的絕對值最大的幅 值iifiTs:，計算最大位平面勤
步驟4.依據(jù)最高非0位平面，把高通濾波后的最低頻系數(shù)從大到小分成皆組，若某個 高通系數(shù)的最高非0位平面為其第f個位平面，！<z<??，則將它分到第Z-組，同時建立一個 與最低頻子帶相同女小的二維數(shù)組，稱為"組號表"，將每個高通系數(shù)的組號存儲到在組號 表對應的元素中；4
； 步驟5.初始化非重要系數(shù)表：
步驟6.在組號表中掃描第夢組的每個低頻系數(shù)，并利用Kirsch算子判斷其方向，如果 某個系數(shù)屬于水平方向，則在組號表中把與它相鄰的左右兩個系數(shù)也歸為第彩組;如果某個 系數(shù)屬于豎直方向，則在組號表中把與它相鄰的上下兩個系數(shù)也歸為第取組；如果某個系 數(shù)屬于對角線方向，則在組號表中把沿著對角線方向與它相鄰的兩個系數(shù)也歸為第夢組； 步驟7.將第F組的所有低頻系數(shù)的坐標添加到IiP中，將第窮組中存在孩子系數(shù)的 低頻系數(shù)坐標添加到王/又中并將其掃描類型設置為D型，計算第歎組低頻系數(shù)的最大絕對 值和掃描輪i
步驟8.采用類似SPIHT的掃描方式對第F組的每個低頻系數(shù)所在空間方向樹上的高 頻系數(shù)進行第3；輪掃描； 所述類似SPIHT的掃描方式包括如下步驟： 步驟8.1如勇
則轉入步驟9;否則，轉入步驟8.2; 步驟8.2處理盤^隸:利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit C， 8.2.1如果e=l，表明盤度表中當前坐標的系數(shù)為重要系數(shù)，則把該系數(shù)坐標添加到 左5'p表末尾;繼續(xù)利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit,如果該比特為"r，則將當前坐 標的系數(shù)更新為!，觀妒，如果該比特為"0"，則將當前坐標的系數(shù)更新為-Lfe#; 8.2.2如果e =0，則里雜表的當前待解碼系數(shù)為不重要系數(shù)，將其從態(tài)游表中刪除； 步驟8.3處理玄蕊表處理：如果當前待處理元素.P的掃描類型為D型，則轉入步驟 8.3.1，否則轉入步驟8.3.2; 步驟8.3.1利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bits; a如果帶=1，表明P對應的D型子集是重要集合，再執(zhí)行4次步驟a. 1~a.4依次判斷其4 個D型孩子系數(shù)的重要性； a.1利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit,如果該比特為"1"，則轉入a.2,否則轉入 a.3； a.2把裝的相應孩子系數(shù)的坐標加到LSP表末尾，進一步利用算術解碼從壓縮碼流 中再獲得1 bit,如果該比特為"1"，則將相應孩子系數(shù)更新為，如果該比特位為 "0"，則將相應孩子系數(shù)更新為斗著;轉入a.4; a.3把相應孩子系數(shù)的坐標添加到挺藉表末尾;轉入a.4; a.4判斷P的L型子集是否為空集，如果不為空集，則把夢的掃描類型由D型轉變成L型 后添加到IJS表尾部，如果寅的L型子集為空集，則從￡1 進表中刪除元素其:;轉入步驟8.3.2; b如果S =0,表明護對應的是不重要集合； 步驟8.3.2利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bitf，判斷取的L型子集是否為重要集 厶 1=1 ? a如果f=l，表明熱的L型子集是重要集合，則把熱的4個直接孩子系數(shù)添加到過沒表尾 部，將其掃描類型設置為D型;轉入步驟8.4; b如果f=0,表明P的L型子集不是重要集合； 步驟8.4精細掃描:順序掃描LSP表，除了第3；輪掃描增加的那些系數(shù)W外，對于其 余的每個待處理系數(shù)，利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit,如果該比特位"r，則將該系 數(shù)的絕對值增加^夢4，否則將該系數(shù)的絕對值減少;夢; 步驟8.5.令
，如果解碼的比特數(shù)目已經(jīng)達到賽k撒X嫌，則轉入步驟10， 否則，轉入步驟9。
[000引步驟9.令
，轉入步驟6,否則，轉入步驟10; 步驟10.對解碼出的系數(shù)進巧
級小波逆變換得到解碼圖像，解 碼過程結束。
[0009] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有W下特點：第一，考慮到絕大多數(shù)的大幅值小波變換 系數(shù)分布在圖像輪廓和邊緣等處，本發(fā)明對小波變換后的圖像低頻子帶進行高通濾波提取 出圖像中的主要輪廓和邊緣，從而利用最低頻子帶實現(xiàn)編碼端和解碼端之間的同步，無需 額外傳輸同步信息即可定位重要系數(shù)，明顯節(jié)省了傳統(tǒng)SPIHT編碼的同步信息量。運些節(jié)省 下來的同步比特就能夠用于解碼那些大幅值變換系數(shù)，進而提高解碼圖像的客觀質量;第 二，本發(fā)明根據(jù)低頻子帶的高通濾波結果控制編解碼的優(yōu)先程度，對圖像中人眼視覺系統(tǒng) 最為敏感的主要輪廓和邊緣進行優(yōu)先解碼，有利于提高解碼圖像的主觀質量。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本發(fā)明實施例與SPIHT圖像編碼方法的效果對比圖。 具體實施例
[0011] -種邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼和解碼方法，其特征在于按照如下步驟進行： 步驟1.輸入待編碼圖像和目標碼率及，設圖像大小為證Je載像素，并對圖像進行
愛小波變換； 步驟2.將,4/'和興各用1個字節(jié)傳輸至解碼端，并對最低頻子帶的系數(shù)進行DPCM編碼 和算術編碼，傳輸至解碼端； 步驟3.將最低頻子帶系數(shù)進行拉普拉斯高通濾波，找出高通系數(shù)的絕對值最大的幅 值A姑X，計算最大位平面勤
步驟4.依據(jù)最高非0位平面，把高通濾波后的最低頻系數(shù)從大到小分成沒組，若某個 高通系數(shù)的最高非0位平面為其第自個位平面，1皂i送K，則將它分到第i組，同時建立一個 與最低頻子帶相同大小的二維數(shù)組，稱為"組號表"，將每個高通系數(shù)的組號存儲到在組號 表對應的元素中；令
步驟5.初始化非重要系數(shù)表
、重要系數(shù)表
.非重要子集表
步驟6.在組號表中掃描第載組的每個低頻系數(shù)，并利用Kirsch算子判斷其方向，如果 某個系數(shù)屬于水平方向，則在組號表中把與它相鄰的左右兩個系數(shù)也歸為第裘頌;如果某 個系數(shù)屬于豎直方向，則在組號表中把與它相鄰的上下兩個系數(shù)也歸為第夢組;如果某個 系數(shù)屬于對角線方向，則在組號表中把沿著對角線方向與它相鄰的兩個系數(shù)也歸為第r 組； 步驟7.將第窮組的所有低頻系數(shù)添加到遐涼中，將第窮組中存在孩子系數(shù)的低頻系 數(shù)添加到匯銭中并將其掃描類型設置為D型，計算第彩組低頻系數(shù)的最大絕對值.4和掃描 輪數(shù)
； 步驟8.采用類似SPIHT的掃描方式對第F組的每個低頻系數(shù)所在空間方向樹上的高 頻系數(shù)進行第3；輪掃描； 所述類似SPIHT的掃描方式包括如下步驟：
步驟8.1如勇 轉入步驟9;否則，轉入步驟8.2; 步驟8.2處度 ！序掃描王恕表中的每個系數(shù)C， 步驟8.2.1如： ，則在比特位流表末尾添加比特"r，把該系數(shù)添加到玉雜表 末尾，并且如果系數(shù)C是正數(shù)，則在位流表末尾添加比特"r，否則，在位流表末尾添加比特 步驟8.2.2如果
，則在位流表末尾添加比特"0"，并且把該系數(shù)C從丞鎖表中刪 除； 步驟8.3處理L巧表處理:順序掃描LIS表中的每個元素軟，如果其掃描類型為D型，貝U 轉入步驟8.3.1，否則轉入步驟8.3.2; 步驟8.3.1判斷;g的D型子集是否為重要集合（即該元素的子孫系數(shù)中存在絕對值不 小于/y的系數(shù)）： a.如果€的0型子集是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"r，再依次判斷6的4 個D型孩子系數(shù)的重要性， a. 1如果某個孩子系數(shù)是重要的，則在比特位流表末尾添加比特"r，并且把該孩子系 數(shù)加到￡雜素末尾，進一步，如果該孩子系數(shù)是正數(shù)，則在比特位流表末尾添加比特"r， 如果該孩子系數(shù)為負數(shù)，則在比特位流表末尾添加比特"0";轉入a. 3; a. 2如果某個孩子系數(shù)不是重要系數(shù)，則把該孩子系數(shù)添加到￡IP表末尾，并且在比 特位流表末尾添加比特"0";轉入a. 3; a. 3判斷C的L型子集是否為空集，如果不為空集，則把6漸掃描類型由D型轉變成L型 后添加到王15'表尾部，如果e的L型子集為空集，則從IJ5表中刪除元素餐;轉入步驟8.3.2; b. 如果;r的D型子集是不重要集合，則在位流表末尾添加字符"0"; 步驟8.3.2判斷巖的L型子集是否為重要集合： a. 如果該的L型子集是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"r，并且把若的4個 直接孩子系數(shù)添加到LIS表尾部，將其掃描類型設置為D型;轉入步驟8.4; b. 如果皆的L型子集不是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"0"; 步驟8.4精細掃描:順序掃描LSP表，除了第3：輪掃描增加的那些系數(shù)W外，將表中 其余系數(shù)的第馬個位平面輸出到比特位流表中； 步驟8.5令
如果比特位流表中的比特數(shù)目已經(jīng)達至隧kM:x游，則轉入 步驟10,否則，轉入步驟9。
[0012] 步驟9.令
，轉入步驟6,否則，轉入步驟10; 步驟10.對比特位流表進行算術編碼得到壓縮碼流，并將其傳輸至解碼端，編碼過程 結束。
[0013] -種與上述邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼方法對應的解碼方法，其特征在于按 照如下步驟進行： 步驟1.輸入待解碼比特流和目標碼率忿，從壓縮碼流的前2個字節(jié)中解碼出圖像的 大小M和蘇； 步驟2.利用算術解碼和DPCM解碼得到最低頻子帶的系數(shù)； 步驟3.將最低頻子帶系數(shù)進行拉普拉斯高通濾波，找出高通系數(shù)的絕對值最大的幅 值ik姑E，計算最大位平面邀
步驟4.依據(jù)最高非0位平面，把高通濾波后的最低頻系數(shù)從大到小分成M組，若某個 高通系數(shù)的最高非0位平面為其第I-個位平面，]<?<;.:，則將它分到第i組，同時建立一個 與最低頻子帶相同大小的二維數(shù)組，稱為"組號表"，將每個高通系數(shù)的組號存儲到在組號 表對應的元素中；令
步驟5.初始化非重要系數(shù)表
、非重要子集表
步驟6.在組號表中掃描第載組的每個低頻系數(shù)，并利用Kirsch算子判斷其方向，如果 某個系數(shù)屬于水平方向，則在組號表中把與它相鄰的左右兩個系數(shù)也歸為第彩組;如果某 個系數(shù)屬于豎直方向，則在組號表中把與它相鄰的上下兩個系數(shù)也歸為第滬組;如果某個 系數(shù)屬于對角線方向，則在組號表中把沿著對角線方向與它相鄰的兩個系數(shù)也歸為第r 組； 步驟7.將第窮紐的所有低頻系數(shù)的坐標添加到ZJP中，將第窮組中存在孩子系數(shù)的 低頻系數(shù)坐標添加到玄按中并將其掃描類型設置為D型，計算第麥組低頻系數(shù)的最大絕對 值;J和掃描輪數(shù)
步驟8.采用類似SPIHT的掃描方式對第F組的每個低頻系數(shù)所在空間方向樹上的高 頻系數(shù)進行第1；輪掃描； 所述類似SPIHT的掃描方式包括如下步驟： 步驟8.1如果
則轉入步驟9;否則，轉入步驟8.2; 步驟8.2處理;錢g表:利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit C， 8.2.1如果C=I，表明滋護表中當前坐標的系數(shù)為重要系數(shù)，則把該系數(shù)坐標添加到 ISP表末尾;繼續(xù)利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit,如果該比特為"r，則將當前坐 標的系數(shù)更新為錢X#，如果該比特為"0"，則將當前坐標的系數(shù)更新為冰轉薩； 8.2.2如果￡：=0，則遐涼表的當前待解碼系數(shù)為不重要系數(shù)，將其從丞顯表中刪除； 步驟8.3處理I/.S'表處理：如果當前待處理元素衣的掃描類型為D型，則轉入步驟 8.3.1，否則轉入步驟8.3.2; 步驟8.3.1利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 biur; a如果誼:=1，表明軟對應的D型子集是重要集合，再執(zhí)行4次步驟a. I~a. 4依次判斷其4 個D型孩子系數(shù)的重要性； a.1利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit,如果該比特為"1"，則轉入a.2,否則轉入 a.3； a. 2把F的相應孩子系數(shù)的坐標加到丕雜表末尾，進一步利用算術解碼從壓縮碼流 中再獲得1 bit,如果該比特為"r，則將相應孩子系數(shù)更新為!.敎選^，如果該比特位為 "0"，則將相應孩子系數(shù)更新為-!、&# ;轉入a. 4; a. 3把相應孩子系數(shù)的坐標添加到怠密隸末尾;轉入a. 4; a.4判斷F的L型子集是否為空集，如果不為空集，則把取的掃描類型由D型轉變成L型 后添加到五摟表尾部，如果護的L型子集為空集，則從五摟表中刪除元素 F ;轉入步驟 8.3.2； b如果f=0,表明P對應的是不重要集合； 步驟8.3.2利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit f，判斷F的L型子集是否為重要集 厶 1=1 ? a如果f=l，表明F的L型子集是重要集合，則把取的4個直接孩子系數(shù)添加到￡擲表尾 部，將其掃描類型設置為D型;轉入步驟8.4; b如果f=0,表明夢的L型子集不是重要集合； 步驟8.4精細掃描:順序掃描王裝C表，除了第輪掃描增加的那些系數(shù)W外，對于其 余的每個待處理系數(shù)，利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit,如果該比特位"r，則將該系 數(shù)的絕對值增加夢，否則將該系數(shù)的絕對值減少;
步驟8.5.令 如果解碼的比特數(shù)目已經(jīng)達到妓父溢裝游，則轉入步驟10， 否則，轉入步驟9。
[0014] 步驟9. ^ 卽3 >0,轉入步驟6,否則，轉入步驟10; 步驟10.對解碼出的系數(shù)進巧
級小波逆變換得到解碼圖像，解 碼過程結束。
[00151 太貨巧違施例白SPTHT圖像縮招巧値招方訣對比如下親巧圖1所元，
【主權項】
1. 一種邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼和解碼方法，其特征在于按照如下步驟進行： 步驟1.輸入待編碼圖像和目標碼率ι?，設圖像大小為發(fā)像素，并對圖像進行步驟2.將J/和次各用1個字節(jié)傳輸至解碼端，并對最低頻子帶的系數(shù)進行DPCM編碼 和算術編碼，傳輸至解碼端； 步驟3.將最低頻子帶系數(shù)進行拉普拉斯高通濾波，找出高通系數(shù)的絕對值最大的幅 值Μτ?:，計算最大位平面數(shù)界=; 步驟4.依據(jù)最高非0位平面，把高通濾波后的最低頻系數(shù)從大到小分成魏組，若某個高 通系數(shù)的最高非0位平面為其第?個位平面，則將它分到第#組，同時建立一個與 最低頻子帶相同大小的二維數(shù)組，稱為"組號表"，將每個高通系數(shù)的組號存儲到在組號表 對應的元素中；令滬 步驟5.初始化非重要系數(shù)表_夢=_、重要系數(shù)表二傷、非重要子集表: 和比特位流表=0 ; 步驟6.在組號表中掃描第夢:組的每個低頻系數(shù)，并利用Kirsch算子判斷其方向，如果 某個系數(shù)屬于水平方向，則在組號表中把與它相鄰的左右兩個系數(shù)也歸為第歡組;如果某 個系數(shù)屬于豎直方向，則在組號表中把與它相鄰的上下兩個系數(shù)也歸為第夢組;如果某個 系數(shù)屬于對角線方向，則在組號表中把沿著對角線方向與它相鄰的兩個系數(shù)也歸為第Γ 組； 步驟7.將第組的所有低頻系數(shù)添加到中，將第I?組中存在孩子系數(shù)的低頻系 數(shù)添加到US中并將其掃描類型設置為D型，計算第Ρ組低頻系數(shù)的最大絕對值2和掃描 輪數(shù)?； = (_/〇& .4 j ; 步驟8.采用類似SPIHT的掃描方式對第夢:組的每個低頻系數(shù)所在空間方向樹上的高頻 系數(shù)進行第rt.輪掃描； 所述類似SPIHT的掃描方式包括如下步驟： 步驟8.1如果I； < i，則轉入步驟9;否則，轉入步驟8.2; 步驟8.2處理表:順序掃描表中的每個系數(shù)&， 步驟8.2.1如果，則在比特位流表末尾添加比特"Γ，把該系數(shù)添加到X:變表 末尾，并且如果系數(shù)e是正數(shù)，則在位流表末尾添加比特T，否則，在位流表末尾添加比特 "0，，； 步驟8.2.2如果g<#，則在位流表末尾添加比特"〇"，并且把該系數(shù)e從IZF:表中刪 除； 步驟8.3處理心這表處理:順序掃描LIS表中的每個元素:0，如果其掃描類型為D型，則 轉入步驟8.3.1，否則轉入步驟8.3.2; 步驟8.3.1判斷r的D型子集是否為重要集合：a.如果￥的D型子集是重要集合，則在 比特位流表末尾添加比特T，再依次判斷著的4個D型孩子系數(shù)的重要性， a. 1如果某個孩子系數(shù)是重要的，則在比特位流表末尾添加比特"Γ，并且把該孩子系 數(shù)加到JS逆表末尾，進一步，如果該孩子系數(shù)是正數(shù)，則在比特位流表末尾添加比特"Γ， 如果該孩子系數(shù)為負數(shù)，則在比特位流表末尾添加比特"〇" ；轉入a. 3; a. 2如果某個孩子系數(shù)不是重要系數(shù)，則把該孩子系數(shù)添加到么逆表末尾，并且在比特 位流表末尾添加比特"〇" ；轉入a. 3; a. 3判斷&的L型子集是否為空集，如果不為空集，則把夂:的掃描類型由D型轉變成L型 后添加到LJS表尾部，如果e的L型子集為空集，則從表中刪除元素 e ;轉入步驟8.3.2; b. 如果e的0型子集是不重要集合，則在位流表末尾添加字符"0" ； 步驟8.3.2判斷在的L型子集是否為重要集合： a. 如果^的L型子集是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"Γ，并且把e的4個直 接孩子系數(shù)添加到LIS表尾部，將其掃描類型設置為D型;轉入步驟8.4; b. 如果e的L型子集不是重要集合，則在比特位流表末尾添加比特"0" ； 步驟8.4精細掃描:順序掃描1SP表，除了第5；輪掃描增加的那些系數(shù)以外，將表中 其余系數(shù)的第ξ個位平面輸出到比特位流表中； 步驟8.5令:=2? =1:，如果比特位流表中的比特數(shù)目已經(jīng)達到，則轉入步 驟10,否則，轉入步驟9; 步驟9.令p =雷一 1，若P > Q，轉入步驟6，否則，轉入步驟1 〇; 步驟10.對比特位流表進行算術編碼得到壓縮碼流，并將其傳輸至解碼端，編碼過程 結束。2.-種與上述邊緣增強的改進SPIHT圖像編碼方法對應的解碼方法，其特征在于按照 如下步驟進行： 步驟1.輸入待解碼比特流和目標碼率歲，從壓縮碼流的前2個字節(jié)中解碼出圖像的大 小Λ/和遂； 步驟2.利用算術解碼和DPCM解碼得到最低頻子帶的系數(shù)； 步驟3.將最低頻子帶系數(shù)進行拉普拉斯高通濾波，找出高通系數(shù)的絕對值最大的幅 值遂&￡，計算最大位平面數(shù)疼= 異奪? | ; 步驟4.依據(jù)最高非0位平面，把高通濾波后的最低頻系數(shù)從大到小分成碎組，若某個高 通系數(shù)的最高非0位平面為其第i個位平面，，則將它分到第i·組，同時建立一個與 最低頻子帶相同大小的二維數(shù)組，稱為"組號表"，將每個高通系數(shù)的組號存儲到在組號表 對應的元素中；令= ? ; 步驟5.初始化非重要系數(shù)表￡1終=最、重要系數(shù)表、非重要子集表; 步驟6.在組號表中掃描第F組的每個低頻系數(shù)，并利用Kirsch算子判斷其方向，如果 某個系數(shù)屬于水平方向，則在組號表中把與它相鄰的左右兩個系數(shù)也歸為第F組;如果某 個系數(shù)屬于豎直方向，則在組號表中把與它相鄰的上下兩個系數(shù)也歸為第避組;如果某個 系數(shù)屬于對角線方向，則在組號表中把沿著對角線方向與它相鄰的兩個系數(shù)也歸為第貧組； 步驟7.將第P組的所有低頻系數(shù)的坐標添加到__中，將第麗:組中存在孩子系數(shù)的 低頻系數(shù)坐標添加到尤孩中并將其掃描類型設置為D型，計算第夢:組低頻系數(shù)的最大絕對 值2和掃描輪數(shù)篇=#韻 步驟8.采用類似SPIHT的掃描方式對第夢組的每個低頻系數(shù)所在空間方向樹上的高頻 系數(shù)進行第P輪掃描； 所述類似SPIHT的掃描方式包括如下步驟： 步驟8.1如果I； < i，則轉入步驟9;否則，轉入步驟8.2; 步驟8.2處理1想表:利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit ￡：， 8.2.1如果?；=1，表明Ι/P表中當前坐標的系數(shù)為重要系數(shù)，則把該系數(shù)坐標添加到 12戀表末尾;繼續(xù)利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit，如果該比特為"Γ，則將當前坐 標的系數(shù)更新為，如果該比特為"〇"，則將當前坐標的系數(shù)更新為 8.2.2如果=〇，則iXP表的當前待解碼系數(shù)為不重要系數(shù)，將其從表中刪除； 步驟8.3處理ZJS表處理：如果當前待處理元素的掃描類型為D型，則轉入步驟 8.3.1，否則轉入步驟8.3.2; 步驟8.3.1利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit a如果(6=1，表明P對應的D型子集是重要集合，再執(zhí)行4次步驟a. 1~a.4依次判斷其4個 D型孩子系數(shù)的重要性； a. 1利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit，如果該比特為T，貝囀入a.2，否貝囀入a. 3; a.2把B的相應孩子系數(shù)的坐標加到ZSP表末尾，進一步利用算術解碼從壓縮碼流中 再獲得1 bit，如果該比特為"Γ，則將相應孩子系數(shù)更新為如果該比特位為"〇"， 貝1J將相應孩子系數(shù)更新為-L&#:;轉入a. 4; a. 3把相應孩子系數(shù)的坐標添加到i：|P.表末尾;轉入a. 4; a. 4判斷,Ρ的L型子集是否為空集，如果不為空集，則把浐的掃描類型由D型轉變成L型 后添加到US'表尾部，如果史的L型子集為空集，則從表中刪除元素轉入步驟8.3.2; b如果￡*=〇,表明P對應的是不重要集合； 步驟8.3.2利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit f，判斷F的L型子集是否為重要集 合， a如果f=l，表明於的L型子集是重要集合，則把的4個直接孩子系數(shù)添加到￡|矣表尾 部，將其掃描類型設置為D型;轉入步驟8.4; b如果f=0,表明多的L型子集不是重要集合； 步驟8.4精細掃描:順序掃描I.6T表，除了第I：輪掃描增加的那些系數(shù)以外，對于其 余的每個待處理系數(shù)，利用算術解碼從壓縮碼流中獲得1 bit，如果該比特位"Γ，則將該系 數(shù)的絕對值增加#_1，否則將該系數(shù)的絕對值減少; 步驟8.5.令:# ^，如果解碼的比特數(shù)目已經(jīng)達至_1<_:)<齋，則轉入步驟1〇，否 貝1J，轉入步驟9; 步驟9.令，，若_ :>氣轉入步驟6，否則，轉入步驟10; 步驟10.對解碼出的系數(shù)進行級小波逆變換得到解碼圖像，解 碼過程結束。
【文檔編號】H04N19/64GK105828088SQ201610164768
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月22日
【發(fā)明人】宋傳鳴, 王相海, 汲海巍, 閔新
【申請人】遼寧師范大學