使用线性索引技术的嵌入式小波零树编解码算法

摘要 ：提 出 了使 用线性 索 引技术 的快 速 Ｅ Ｗ 编解 码算 法，对线 性序 系数进 行编码 扫描 ，只需使 用 Ｚ
简 洁 的系数位 置信息 ，可在 一定程 度上 提高 编解码 速度 ，从而 实现 了类似 于无链 表 Ｓ Ｉ Ｔ 中使 用 ＰＨ
的线 性 索 引技 术 ． 把 线性 序 的建 立 放在 一 批 图像 的 编码 之前 ，则 只需 建 立线 性 序一 次 ，就可 以 若
行 的 Ｅ Ｗ 编码 系统就是 采用 了这 种零树 图技 术，从 Ｚ
而 大大 降 低 了搜 索冗 余 ，提 高 了编码 速 度 ．但 在这
种改进 的 Ｅ Ｗ 编码系统 中，主扫描列 表 和从扫 描列 Ｚ
的相 应 子结 点 ；然后 从 头 开始 扫描 先 进先 出表 ，当
一
个 系数结 点被 编码 为非 零 树根 时将其 在下 一分解
对 多个 图像 进行 编码 ，从而 又可 以大大节 省 编码 时间 ．
关 键 词 ： 入式 小波零 树编 码算法 ；编码 ； 嵌 解码 ； 维 扫描 ； ２ 线性 索引技 术
中图分类 号： Ｐ３ １ Ｔ ９
文献标 识￣ ： ｉ Ａ － ５
链表 Ｓ Ｉ ＰＨＴ中使用 的线 性索 引技术
２６ ３
江 西 师范 大 学 学报 （ 自然科 学 版 ）
减 半；
时 间见表 １
表 １ Ｍｏ －ｏ ｇＮｇ编 解 码 算 法 实 验 数 据 ｗ ｓｎ
行，在每大行 中将相邻 的 ４个系数 看成 一个组 ，逐组
率 ．然 而 ，使 用 这 种数 据 结 构 ，为 了确 定 一 些 小波
系数 是零 树 根还 是 孤立 零 ，必须 扫 描 和检查 其 所有 后代 ，这种 反 复 扫描 必然 浪 费 大 量 的时 间，大 大影 响编码 速度 ．为此 ， ９ ６年 Ｓ ａ ｉ １９ ｈ ｐｒ ｏ又提 出 了零 树 图 （ｅｏｔ ｅｍａ ） ｚｒ— ｅ ｐ技术 ， 过建 立小波 系数 矩阵 的零树 ｒ 通 图来 消 除 主扫 描 过程 中存 在 的搜 索冗 余 【．目前流 ４ 】
进 行 扫描 ，且 在 每 组 中按 “ 上 一左 下 一 右下 一 右 左 上” 的顺 序 扫描 各 个 系 数 ，当一 个 系 数被 编码 为 非 零树 根 时将 其在 中 的子结 点插 入 先进 先 出表 ，
待后 续 编 码，否则 ，当一 个 系数 结 点被 编 码 为零 树
根 时将 其所 有子 孙 结点 丢 弃，不 插 入先 进先 出表 待 编码 ；在扫 描完 后， 中 的相 应子结 点都 已插 中 入先进 先 出表，再按 相 同的顺 序插人 舭 和
描列表 的系结点插入先进 先 出表 ，待后 续编码 ，否
则，当一 个 系数 结点 被 编码 为零 树根 时将 其 所有 子 孙 结 点 丢 弃 ，不 插 入 先 进先 出表 待 编码 【．上 述改 １ １ 进 算法 的具体 步骤 如下 ： （）对 图像进行 层小波分解 ， １ 得到小波系数矩
０ 引 言
１ 使 用零 树 图 的快 速 Ｅ Ｗ 编 码 算 法 Ｚ
近年 来 小波 图像压 缩技 术 取得 了较 大进 展，其
中较 著名 的有 １９ ９ ３年 Ｓ ａ ｉ ｈｐｒ 出 的嵌 入式零 树 编 ｏ提 码算 法 （Ｚ 】 Ｅ Ｗ） 。，该算 法 以其 简单 性 和有 效性 优 于
第 ３卷第 ３ ５ 期
２ １年 ５ ０１ 月
江西 师范 大学学 报（ 自然 科 学 版 ）
Ｊ Ｕ Ｎ ＬＯ Ａ Ｇ Ｉ Ｏ ＭＡ ＮＩＥ ＳＴ Ｎ Ｔ Ｒ ＬＳ ＩＮＣ ） Ｏ Ｒ Ａ Ｆ Ｉ Ｎ Ｘ Ｒ ＬＵ Ｖ Ｒ ＩＹ（Ａ Ｕ Ａ ＣＥ Ｅ Ｊ Ｎ
Ｖ ．３ １ ５Ｎ Ｏ ３ ．
同类其 他算 法 ，对小 波 图像 压缩 的研 究产 生 了深 远 影 响．该 算 法利 用 “ 树 结 构” 表达 小 波分 解 图像 零 来 不 同子 带 间“ 零值 分 布 ” 自相 似性 ，实 现 了对 不 重 的 要 小波 系数 的有 效 组织 和表 示 ，从 而提 高 了编 码效
表 中系数结点 的位 置信息 需要 用 ５或 ６个字 段来 表 示，不 可避免 地花 费较 多时 间，降低 编码速 度 ｆ．为 ５ 】 此，本文 提 出 了线 性 索 引技 术 ，使 得小 波 变 换矩 阵 中的系数 可被 排成线 性序 ，Ｅ Ｗ 编码 可 以通过 对线 Ｚ 性序 系数 进行 扫 描来 实 现，使 得 主 扫描 列表 和 从扫
阵，它是 × 的矩 阵（ 、Ｎ是 图像 的高和宽） Ⅳ ； （）选取初始 阈值 ，每增 加一次编码扫描阈值 ２
示，从 而 进一 步 提 高 了编 码 速度 ．实现 了类 似 于无
收 稿 日期 ：２ ｌ —３１ ０ １０ ．２
基 金项 目：江西省 自然科 学基 金（９ ８ ０资 助项 目． ９ １ １） 作 者简 介： 萃相（９ ５） 男 ，江西崇 义人 ， 钟 １６一 ， 副教 授，博士 ， 要从事 多媒 体技术 及其 应用方 面 的研究 主
Ｍ ａＹ ２ １ ０１
文 章 编 号 ： ０ ０５ ６ （０ ０ —２ ５０ １０ －８ ２２ １）３０ ３ —５ １
使 用 线 性 索 引技 术 的嵌 入 式 小 波 零 树 编 解 码 算 法
钟 萃相，黄 明和
（ 西师 范大学 软件 学院 ，江西 南 昌 ３ ０ ２ ） 江 ３ ０ ２
为 了 消 除 主 扫 描 中 的 搜 索 冗 余 、 目前 流 行 的 Ｅ Ｗ 改进 算 法 多数 是 先通 过 一 次性 逆 向扫 描建 立 Ｚ
小波 系数 矩阵 的零树 图，再按 一种 Ｚｇ ａ ｉｚｇ扫 描顺序 对 具 有 树 形 结 构 的小 波 系 数 进 行 宽 度 优 先 搜 索 编 码［：先扫 描低频 子带 三 ６ １ 三 ，将每 两行 系数看成 一大