后处理端的块效应去除算法

摘? 要 随着计算机技术和通信技术的迅速发展，图像压缩问题一直是研究的热点。在低比特率条件下，解码图像不可避免出现了方块效应，块效应严重影响了图像的视觉质量以及图像传输的高效性，因此研究有效的去除块效应算法是十分必要的。 本文首先研究了空间域和变换域（DCT域，小波域）的图像去块效应原理，并且实现了基于图像前处理端的不同压缩技术的块效应去除算法，实验表明，相同分块的情况下，压缩比越大块效应越明显，而相同压缩比下，分块数越少，块效应越明显，而DCT变换压缩比JPEG压缩去块效应效果明显。其次，在小波变换分析的基础上，研究并实现了基于图像后处理端的去块效应算法。根据小波系数在不同范围内的不同特性对图像进行区域分类，进而对不同区域做出不同的处理。结果表明，该方法能有效地减少方块效应，提高解码端图像的视觉质量。 关键词：图像压缩；离散余弦变换；块效应；小波变换 研究背景和意义 1.1.1节? 背景 在当前的信息社会中，人们在交换图像、声音等媒体信息方面的需求越来越大，对信息交换质量的要求也越来越高。信息是现代社会的主要特征，而人们传递信息的重要媒介是图像，随着微电子、计算机和传感器等技术的高速发展。图像、声音等媒体信息的记录、存储和传输正在朝着数字化方向前进，许多信息诸如天气情报、地球资源分布情况、医疗图像等都可以转化为数字图像的形式。因特网作为一种信息交流的方法，在世界范围内日益普及，更是加速了数字化图像处理的应用范围。在这些进行交流的信息当中，静态的图片和动态的视频作为一种基本的信息载体，已经融入了各行各业的广泛应用中，发挥着越来越重要的作用。 多媒体是进入九十年代发展起来的全新的计算机最热门的研究领域之一。多媒体本身是一个先进计算机技术和视频、音频和通信等技术集成的产物。在目前，多媒体计算机所涉及的数据来源包括文字、语音、音乐、声音、静止图像、电视图像、电影、动画、图形等。在这些数据中，图像数据量尤其巨大。另一方面，尽管光纤宽带网发展也很快，但是通信带宽的问题在相当长的时间内仍旧无法彻底解决。比如，当前的因特网，因为历史和异构等原因，无法提供满意的宽带服务，无线信道由于设备、技术等方面的原因同样无法提供宽带服务。因此基于通讯带宽的限制，必须对图像数据进行压缩以适应信道需求。如何高效的处理、组织这些数据，提高处理、传输和存储的效率，使之能够适应当前信道需求和实时处理等技术需求，如何从这些原始数据中去除大量的兀余信息成为多媒体计算机技术所要解决的关键问题之一。在实际应用中，图像压缩在数字电视、网络多媒体通信、会议电视、可视电话、遥感图像传送、图像数据库、自动指纹识别系统的指纹存储等应用中都起着至关重要的作用。鉴于图像压缩技术的研究己经取得明显而又长足的进步，图像压缩的效率越来越高，图像编码算法也己经出现了诸多国际标准。由于目前国际流行发展的图像压缩算法仍旧是基于图像分块的变换编码。 本文研究工作与章节安排 由于目前图像数据压缩标准中多数采用DCT变换，本文所做的工作首先围绕DCT变换进行，先从图像压缩的方法以及发展入手，介绍了变换域编码和常用的图像编码方法，并着重介绍了众多国际图像压缩标准共同的核心技术-DCT变换。其次，在透彻分析DCT算法特点的基础上，针对DCT算法存在编、解码时间过长，“块效应”显著地局限，介绍了常用的图像压缩算法JPEG压缩标准算法，以及采用小波变换的方法压缩图像，将图像的频率成分抽取出来，观察三种编码方法对于图像块效应的去除效果。 滤波方法是典型的去方块效应后处理方法之一，如今越来越多的人关注于基于小波的去方块算法。本文针对压缩图像在一级小波变换中有明显的结构信息和块不连续性信息，对图像在小波域中的小波系数在不同区域的不同特性， 对不同特性的小波系数分别加以处理，有效地去除块效应。