[发明专利]基于光学曲线波变换的图像压缩系统

说明书

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，涉及图像压缩技术，具体地说，是一种基于光学曲线波（Curvelet）变换的图像压缩系统。

背景技术

当今人类社会已进入信息社会，图像是信息社会中传递信息的重要载体之一。但是，通常获得的原始图像的数据量是极大的，在现有的通信能力下，如果不经过压缩，无法完成大量图像信息的实时传输，图像高速传输和存储所需要的巨大容量已成为推广其通信的最大障碍。图像压缩就是把原来较大的图像用尽量少的字节进行表示。利用图像压缩，可以减轻图像存储和传输负担，使图像在网络上实现快速传输，在存储时可减少空间使用。图像压缩已被广泛地应用于视频监控、手机彩信、数字电视、多媒体通信、小区安防等众多领域。

小波变换是图像压缩的有效工具，它能针对图像的特定频率成分进行处理，并很好地反映信号的零维奇异特征，已被成功地应用于图像压缩中。但是，常用的二维小波是由两个一维小波的张量积形成，其方向选择性有限，且各向同性，难以很好地表示图像的边缘、轮廓和纹理等具有高维奇异性的几何特征。

曲线波变换具有更好的方向辨识能力，对图像的边缘，如曲线、直线等集合特征的表达更加优于小波。它将小波的优点延伸到高维空间，能够更好地刻画高维信息的特征，更适合应用于图像压缩中，提高图像压缩的效率。

但是，目前基于电学数值计算的曲线波变换应用时庞大的计算量制约了其应用的进一步推广，基于电学曲线波变换的图像压缩技术具有压缩速度慢的显著缺点，难以满足图像压缩的实时性要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于光学曲线波变换的图像压缩系统，可以提高图像压缩的速度。

本发明的具体技术方案是：

一种基于光学曲线波变换的图像压缩系统，包括光学曲线波变换模块和第四计算机，其中所述第四计算机包括量化模块和编码模块，

所述光学曲线波变换模块中氦氖激光器位于针孔滤波器前方15～20cm处，针孔滤波器位于准直透镜的前焦面处，所述准直透镜后方20～25cm处安装分光器，所述分光器后方20～25cm处安装第一电寻址空间光调制器，所述第一电寻址空间光调制器位于第一傅里叶透镜的前焦面处，所述第一傅里叶透镜的后焦面处安装第二电寻址空间光调制器，所述第二电寻址空间光调制器位于第二傅里叶透镜的前焦面处，所述第二电寻址空间光调制器右上方安装第二傅里叶透镜，所述第二傅里叶透镜的后焦面处安装CCD（CCD：Charge Coupled Device，电荷耦合装置）光电耦合器件；所述分光器下方100～120cm处安装平面反射镜；所述氦氖激光器、针孔滤波器、准直透镜、分光器、第一电寻址空间光调制器、第一傅里叶透镜、第二电寻址空间光调制器在同一轴线上；所述平面反射镜、第二电寻址空间光调制器、第二傅里叶透镜、CCD光电耦合器件在同一轴线上；所述平面反射镜的位置要保证所述分光器分出的平行光经所述平面反射镜反射后入射到所述第二电寻址空间光调制器上；所述第一电寻址空间光调制器用电缆与第一计算机相连接，第二电寻址空间光调制器用电缆与第二计算机相连接，CCD光电耦合器件用电缆与所述第三计算机相连接，所述第三计算机用电缆与所述第四计算机相连接；

氦氖激光器通过针孔滤波器和准直透镜形成平行光，经分光器透射在第一电寻址空间光调制器上，由第一计算机控制将输入图像加载到第一电寻址空间光调制器上，通过第一傅里叶透镜实现对输入图像的傅里叶变换，在第一傅里叶透镜后焦面处形成输入图像的频谱，由第二计算机控制将频域形式的曲线波滤波器加载到第二电寻址空间光调制器上，在所述第二电寻址空间光调制器上完成输入图像的频谱与频域形式的曲线波滤波器相乘，由分光器将平行光分路到平面反射镜，调整平面反射镜的位置，使分光器分路来的平行光经平面反射镜反射后入射到第二电寻址空间光调制器上，通过第二傅里叶透镜实现输入图像的频谱与频域形式的曲线波滤波器相乘结果的傅里叶变换，从而得到输入图像的曲线波变换的数值结果；

由第三计算机控制CCD光电耦合器件采集所述输入图像的曲线波变换结果，并读入所述第三计算机；

将输入图像的曲线波变换的数值结果经所述第四计算机中所述量化模块进行带死区的均匀量化，得到输入图像的曲线波变换的数值结果的量化结果；

将输入图像的曲线波变换的数值结果的量化结果经所述第四计算机中所述编码模块进行位平面自适应算术编码，得到输入图像的压缩编码结果。