小波图像编码与专用VLSI设计PDF电子书下载

第1篇 基础篇 1

第1章 绪论 1

1.1图像压缩编码的必要性 1

1.2图像压缩编码技术的种类 1

1.3图像压缩编码的国际标准 6

1.3.1静止图像压缩编码的国际标准 6

1.3.2运动图像压缩编码的国际标准 7

第2章 图像压缩中的小波变换 10

2.1小波变换的基本理论 10

2.1.1小波变换的基本概念 10

2.1.2多分辨率分析 11

2.1.3 Mallat算法 13

2.2图像压缩中小波基的选择与评估 16

2.2.1小波基的选择依据 16

2.2.2小波基的评估指标 20

2.2.3一些典型小波基的性能评估 24

2.2.4编码实验 38

2.2.5小波基的选择 41

2.3双正交小波及其构造 41

2.4利用提升方案构造小波 42

2.4.1提升格式的基本思想 43

2.4.2小波变换分解的基本提升步骤 44

2.4.3求解双正交小波的提升格式系数 46

2.5二维小波提升算法的应用 49

2.6多小波和多小波变换 51

2.6.1多小波基础 51

2.6.2多小波变换 58

2.6.3几种常见的多小波及其多滤波器组 62

第2篇 新技术篇 68

第3章 自然图像小波系数的特点与典型编码算法 68

3.1小波系数编码的实质 68

3.2小波系数的能量分布特点 69

3.2.1低频系数的特点 69

3.2.2高频系数的特点 70

3.2.3小波系数特点小结 74

3.3典型的小波编码方法与系数利用特点 75

3.3.1EZW编码算法 75

3.3.2SPIHT编码算法 77

3.3.3基于形态学的小波编码算法 80

第4章 结合数学形态学的图像小波编码改进算法 81

4.1结合数学形态学的图像小波编码 81

4.2 MRWD算法的结构 81

4.3编码预处理与显著簇的生成 82

4.3.1形态学条件膨胀算法 82

4.3.3显著簇形成算法 83

4.3.2结构元模板的选择 83

4.3.4显著簇图的形成实验与结果 85

4.4编码部分的组成与比特占用分析 86

4.5幅度编码及其改进算法 87

4.5.1位平面编码方法及其比特流的统计特性 87

4.5.2自适应游程编码新算法 88

4.5.3自适应游程编码实验与分析 92

4.5.4与传统256字符集的游程编码算法的统一 93

4.6EMRWD与EZW和SPIHT的性能对比 94

4.6.1性能对比实验与分析 94

4.6.2 EMRWD算法的优点与存在的问题 96

5.1.1现有的ROI算法及其性能分析 98

第5章 静止图像ROI编码 98

5.1通用的部分位平面偏移方法 98

5.1.2 GPBShift方法的基本原理 101

5.1.3实验与分析 103

5.2实现ROI编码的其他技术 107

5.2.1 ROI对应小波系数的标定 107

5.2.2基于ROI的SPIHT编码算法 109

5.3基于ROI的交互式图像编码方案 111

5.3.1编码方案的实现过程 112

5.3.2 ROI的分裂 112

5.3.3实验结果 113

第6章 基于遗传算法的运动矢量搜索 115

6.1目前主要的运动矢量搜索算法及性能分析 115

6.1.1 TSS与DS次优解搜索算法的原理 116

6.1.2运动矢量搜索的多值性问题 118

6.2基于遗传算法的运动矢量搜索 121

6.2.1遗传算法的基本原理 121

6.2.2最优运动矢量搜索遗传算法的设计 123

6.2.3 GA算法性能实验与分析 126

6.2.4 GA/TSS算法 128

6.2.5 GA/TSS+DS算法 130

6.2.6 GA/TSS+DS算法的优点和存在的问题 133

6.3覆盖块运动补偿技术 135

6.3.1 OBMC的原理 135

6.3.2 OBMC的实验结果 136

第7章 基于起点预测的自适应交叉－准菱形搜索算法 139

7.1基本的交叉－准菱形搜索算法 139

7.1.1运动矢量的交叉－中心偏置分布特性 139

7.1.2交叉－准菱形搜索模板及基本的搜索策略 140

7.2可预测起点的自适应交叉－准菱形搜索算法 142

7.2.1搜索起点预测 142

7.2.2搜索终止准则 143

7.2.3自适应确定搜索模式 144

7.2.4算法描述 145

7.3实验结果与分析 147

7.3.1搜索速度的比较 147

7.3.2搜索准确性的比较 147

7.3.3主观效果的比较 149

第8章 基于豪斯道夫距离的ROI跟踪算法 151

8.1非线性双窗口边缘检测算法 151

8.1.1非线性双窗口算子 152

8.1.2非线性边缘检测算法 154

8.1.3实验结果 154

8.2.1豪斯道夫距离 157

8.2基于豪斯道夫距离的ROI跟踪算法 157

8.2.2 ROI跟踪算法的实现 158

8.3实验结果与分析 162

第9章 彩色序列图像ROI编码 166

9.1彩色序列图像的ROI编码方法 166

9.1.1彩色图像的处理方法 166

9.1.2彩色序列图像ROI编／解码器的原理 167

9.2彩色序列图像ROI编码的实验系统 170

9.3彩色序列图像ROI编码实验的结果与分析 171

10.1小波提升系数的选择和分解算法 176

第10章 小波静止图像编码的硬件实现算法 176

第3篇 专用VLSI设计篇 176

10.2提升结构的边界延拓算法 177

10.2.1边界延拓的基本方法 177

10.2.2提升格式的边界延拓 178

10.3提升格式硬件实现中的关键问题 179

10.3.1浮点变定点运算 179

10.3.2乘法器的设计 180

10.3.3流水线的设计 181

10.4快速SPIHT零树编码算法 183

10.4.2适合硬件的快速无链表SPIHT编码算法 184

10.4.1无链表SPIHT编码算法 184

10.5实验结果与分析 189

第11章 二维提升小波变换的VLSI实现 191

11.1引言 191

11.2二维离散小波变换的VLSI结构 192

11.2.1小波系数存储器及数据选择器 193

11.2.2水平扩展模块 193

11.2.3行变换模块 193

11.2.4列变换模块 196

11.2.5行缓存阵列及控制模块 197

11.2.6小波系数存储控制器 199

11.3小波变换的多级分解 201

11.4实验结果与分析 204

第12章 零树编码的VLSI实现 206

12.1零树编码的VLSI总体结构 206

12.2 RAM模块 207

12.3全局控制模块 208

12.4 Childmax模块 209

12.5 Init模块 211

12.6 IPP模块 212

12.6.1 IPP模块的接口信号 212

12.6.2 IPP模块控制器 213

12.6.3 IPP模块的输出 214

12.6.4 IPP模块的时序仿真 214

12.7 ISP模块 215

12.7.1 ISPController模块 216

12.7.2 Child_code模块 218

12.7.3其他模块 220

12.8 Code_out模块 220

12.9 VerilogHDL模型的设计验证 221

第13章 序列图像变尺寸块运动估计的VLSI实现 222

13.1序列图像编／解码的原理 222

13.1.1编码器的工作原理 222

13.1.2解码器的工作原理 224

13.2小波序列图像的运动估计 224

13.3.2变尺寸宏块划分和运动补偿 225

13.3变尺寸块运动估计 225

13.3.1概述 225

13.3.3宏块模式决策 227

13.4运动矢量搜索算法 230

13.4.1概述 230

13.4.2初始搜索点的确定 230

13.4.3运动矢量的局部全搜索 232

13.5运动估计的硬件结构设计 232

13.5.1宏块和搜索窗坐标的确定 232

13.5.2变尺寸块运动估计的硬件总体结构 233

13.5.3运动匹配PE阵列的设计 236

13.6变尺寸块运动估计的性能验证 240

13.7 VerilogHDL模型的设计验证 242

第14章 基于FPGA和DSP的图像实验硬件系统 244

14.1小波图像硬件压缩实验系统的组成 244

14.2小波序列图像编码硬件的总体设计 244

14.3图像采集模块的SCCB控制总线设计 245

14.4外部图像缓冲器设计 246

14.5 USB接口设计 247

14.6实验电路板 247

缩写词索引 249

参考文献 253