[发明专利]实现JPEG2000图像压缩的定点小波变换方法

摘要

一种实现JPEG2000图像压缩的定点小波变换方法，其步骤为：(1)输入图像；(2)DC电平位移；(3)判断是否为9/7小波；(4)BIBO增益控制的9/7提升小波；(5)BIBO增益控制的9/7提升小波后的系数量化；(6)BIBO增益控制的5/3提升小波；(7)输出小波系数；(8)算术编码；(9)率失真优化截取；(10)码流组织，得到JPEG2000压缩码流。本发明引入BIBO增益控制方法，使用9/7小波BIBO增益来确定小波变换中间值的存储位深，使用5/3小波BIBO增益来确定9/7提升小波变换量化参数的选择方式及量化方式，大大节省了JPEG2000系统存储资源和运行时间。

主权项

实现JPEG2000图像压缩的定点小波变换方法，包括如下步骤：(1)在JPEG2000图像压缩系统中输入需要压缩的图像数据；(2)对输入的图像数据进行DC电平位移，得到0对称分布的图像数据；(3)判断是否为9/7小波变换用户根据是否进行有损压缩，决定采用9/7提升还是采用5/3提升小波变换；如果有损压缩，采用9/7提升小波变换，转到步骤(4)；否则，转到步骤(6)；(4)BIBO增益控制的9/7提升小波变换4a)将DC电平位移后所有数据左移upshift位，upshift值取任意大于0的整数；4b)将左移后的每一行数据，采用浮点转定点方法，依次进行标准9/7提升小波变换第一步提升、第二步提升、第三步提升和第四步提升，根据二维9/7提升小波变换各步提升增益表，分别控制各步提升后数据的存储位深；4c)将第四步提升后图像分为左右两部分，其中左半部分作为水平变换后的低频部分再进行垂直方向的标准四步提升，根据二维9/7提升小波变换各步提升增益表，分别控制各步提升后数据的存储位深；将右半部分作为水平变换后的高频部分进行垂直方向的标准四步提升，根据二维9/7提升小波变换各步提升增益表，分别控制各步提升后数据的存储位深；4d)对第一级小波变换后数据的低频子带进行第二级小波变换，提升后的数据按照二维9/7提升小波变换各步提升增益表，分别控制各步提升后数据的存储位深，依次进行第三级、第四级小波变换，直至完成四级小波变换；(5)BIBO增益控制的9/7提升小波变换后的系数量化5a)通过查找各子带最小量化步长初始值表，得到每个子带的最小量化步长初始值，使用这个量化步长初始值对每个子带的9/7小波变换后的系数进行量化；5b)将步骤5a)中的9/7小波系数右移Y位，实现更大量化步长的量化，量化步长为量化步长初始值的2的Y次幂，Y的值取任意大于等于0的整数；5c)将步骤5b)中所有的9/7小波系数右移upshift位；5d)将步骤5c)量化后的9/7小波变换系数以19位存储；(6)BIBO增益控制的5/3提升小波变换6a)对每一行的数据进行标准5/3小波第一步提升和第二步提升，将提升后所有数据和9/7小波变换后的同类型数据存放于同一空间，根据二维9/7提升小波变换各步提升增益表，分别控制各步提升后数据的存储位深；6b)对第二步提升后图像分为左右两部分，将左半部分作为水平变换后的低频数据，进行垂直方向的两步标准5/3小波提升，提升后所有数据和9/7小波变换后的同类型数据存放于同一空间；将右半部分作为水平变换后的高频数据，进行垂直方向的两步标准5/3小波提升，提升后所有数据和9/7小波变换后的同类型数据存放于同一空间，完成第一级小波变换；6c)对第一级小波变换后数据的低频子带进行第二级小波变换，提升后所有数据和9/7小波变换后的同类型数据存放于同一空间，依次进行第三级、第四级小波变换，直至完成四级小波变换；(7)根据用户要求输出5/3小波变换的系数或者9/7小波变换的系数；(8)利用JPEG2000图像压缩系统中标准的基于上下文的位平面算术编码模块对小波变换后的系数进行处理，得到算术编码的码流；(9)利用JPEG2000图像压缩系统中标准的率失真优化截取模块对算术编码的码流进行率失真优化截取，记录截取点信息；(10)JPEG2000图像压缩系统中标准的码流组织模块使用截取点信息，对算术编码的码流进行码流组织，得到JPEG2000的压缩码流。