文摘

高效、高质量的生物医学图像压缩是可取的尤其是对远程医疗应用程序。本文提出一种自适应编码通过扫描(acp)最优速率控制算法。它可以识别图像的重要部分,尽早丢弃无关紧要的。因此,浪费计算能力和内存空间是可以避免的。我们替换算法称为postcompression基准利率失真(盈科拓展)机场核心计划。实验结果表明,acp比盈科拓展的率失真曲线和计算时间。

1。介绍

现代远程医疗技术的快速发展,高效的图像处理算法本质上是需求量很大(1,2]。小波变换(WT) [3- - - - - -5)提供了许多可取的属性有利于生物医学图像的应用程序。一般来说,图像的重要小波系数都聚集在每个子带;这个属性是背后的主要思想嵌入块编码和优化截断(EBCOT)算法,如JPEG2000的核心是(6,7]。

EBCOT采用柱压缩率失真(盈科拓展)最优速率控制算法,要求大量的内存空间,导致浪费计算能力(8]。杜等人利用一个固定的扫描,以减少计算时间9),然而缺乏适应性。Vikram等人提出了一个方案来评估代码块的率失真斜率的自适应速率控制(10]。方等人提出了一种预先压缩方案,以避免不必要的计算(11]。等人提出了一个无损图像压缩的部分向上转变(12]。Auli-Llinas等人提出了位平面编码(非均匀适应13]。Balster等人提出inter-based适应估计失真值(14]。雪等人分配目标比特率自适应地减少计算复杂度(15]。

本文提出了一种自适应编码通过扫描(acp)算法重新编码通过图像的,最重要的一个优先于他人。在比较复杂的方法用于10- - - - - -15),耗时或硬件要求,机场核心计划很好地利用MQ表可在编码器和解码器。结果,不需要存储和传送任何信息编码的贡献,它的优点是节省大量的计算时间,内存空间和传输时间,最好对于许多应用程序(16- - - - - -20.]。

本文的其余部分收益如下。节2简要回顾了EBCOT。部分3描述了该机场核心计划算法。实验结果发表在部分4。结论部分给出5。

2。回顾EBCOT

嵌入式块编码和优化截断(EBCOT)算法采用小波变换子带分解。这是一个两层算法。一级执行位平面编码(BPC)算术编码(AC)紧随其后。二级目标最优速率控制。图1描述了EBCOT编码器的框图。三种编码传递,即意义传播(SP),大小细化(MR)和清理(铜)传球在EBCOT中定义。目前小波系数无关紧要,如果任何8相邻系数是显著的,它是SP编码通过使用意义编码操作;否则,它编码在铜通过使用清理编码操作。如果系数变得显著,其标志是然后使用符号编码的编码操作。重要的系数递归更新使用级细化先生通过编码操作。编码的比特流经过交流与概率模型可以进一步压缩存储在MQ表。

EBCOT适用postcompression率失真(盈科拓展)最优速率控制算法。具体地说,让是一个图像的代码块。从最重要的位平面编码的最低有效位平面,并终止在某种程度上,说的,导致有点用。所有的结束点的编码可能截断点。丢弃后经过编码的失真发生用。盈科拓展选择最佳截断点通过最小化的总变形 以下速率约束: 在哪里是目标比特率。所有的代码块包括微不足道的盈科拓展之前必须编码,缺点是计算能力的浪费,执行时间和内存空间。

3所示。图像编码和自适应编码通过扫描

远程医疗的应用程序,常常提出以下问题。有有用的信息可以在编码器和解码器基于编码传递的贡献可以获得?如果是这样的话,不需要传输的扫描顺序编码,编码器,译码器,最优速率控制。出于MQ编码器,我们提出一个新颖的骗局,估计编码的率失真斜率(RDS)。只有编码通过重大RDS用于生成最终的代码流,和不需要的那些微不足道的RDS EBCOT一级之前被丢弃。因此,它的优点是节省计算能力,内存空间和传输时间。

3.1。自适应编码通过扫描算法

在[16),我们提出了CBRDE算法来安排一个图像自适应的代码块。具体地说,让是一个二元函数的位置在th代码块,th位平面。RDS的被定义为 和是失真减少和编码比特增加分别是预期的操作,熵操作,的概率是不太可能的象征(有限合伙人),可以直接从MQ表获得。

在每个位平面,每个代码块编码序列的三个编码,也就是说,SP先生和铜紧随其后。所有可能的编码通过截断点。指出,超过75%的编码传递图像的最佳截断点,和97%以上的连续或一个编码通过彼此远离(21]。出于以上,自适应编码通过扫描(acp)算法提出。如图2先生,如果RDS的大于SP的传球,先生通过后应立即执行SP通过根据盈科拓展算法,和最优段应该包含SP和通过。但是,与铜通过,之前可能发生SP传球先生在每个位平面。为了提高压缩性能,上面的例子修改如下。SP的扫描顺序和先生通过重新排列,这样更应该首先编码RDS,导致机场核心计划算法。图3描绘了acp的流程图,CBRDE用于估计RDS的编码。

3.2。图像编码器与机场核心计划

大量的能源LL子带,它应该首先编码。的编码通过non-LL部分波段,最大的一个RDS应该尽可能早地编码。因此,我们提出一个图像编码器与机场核心计划。方框图的编码器和译码器如图4和5,分别。的编码步骤如下。

步骤1。初始化。将一幅图像分解成小波次能带,变换系数进行量化,每个子带划分为代码块。最初,固定的扫描顺序(21使用)。更具体地说,小波次能带在锯齿形扫描顺序,从最低频率最高频率子带部分波段,每个部分波段内的代码块扫描从左到右,从上到下,第一个编码为每个代码块是铜的传球,和下位平面扫描的订单SP通过其次是先生和铜传球。

步骤2。RDS的估计。在当前的位平面,估计经过CBRDE RDS的编码。机场核心计划然后重新使用的扫描顺序编码。

步骤3。自适应扫描编码。LL子带包含了很多重要系数,LL子带中的SP和传递先生是一个首要任务。所有的SP和传递先生non-LL部分波段有优先于铜通过当前的位平面。

步骤4。EBCOT一级编码。重新排列后,在当前的位平面编码传递,EBCOT一级是用于生产的代码流,可以立即传输到解码器。在接下来的位平面,进入步骤2,继续步骤。在任何时候终止而积累的比特率达到目标比特率。
显示潜在的机场核心计划,以下正确的率是利用。让SP、先生和铜的的代码块位平面被表示成,,,分别。和表示位置的指标,估计的扫描顺序和真正的扫描顺序,分别。我们测量正确的机场核心计划如下: 在哪里编码传递的总数吗位平面。图像显示在图的结果6给出了在表1。有人指出正确的利率前两位飞机使用[极高由于合适的初始化21]。开始的几位飞机后non-LL部分波段成为重要,正确的利率不到70%,因为MQ表不太可靠是因为只有少数重要系数出现。然而,正确的利率成为更高的MQ表变得更可靠。总体正确率大约是80%。它证明机场核心计划的合理性。

4所示。实验结果在生物医学图像处理

提出图像编码器与机场核心计划一直在评估各种生物医学图像。生物医学图像的实验结果如图6,即脊椎、胸部、胎儿和头部,给出本文所代表的磁共振影像(MRI), x射线、超声波、分别和计算机断层扫描(CT)图像。9/7-wavelet过滤器采用如JPEG2000标准。扭曲的定义是peak-signal-to-noise比率(PSNR),连同每像素比特率(bpp)形成了率失真(RD)曲线。

脊椎和胸部的RD曲线图像使用acp和盈科拓展具有可比性和凸比使用固定的扫描顺序(21),如图7和8分别在水平和垂直轴bpp利率和PSNR值。对胎儿和头部图像,acp比盈科拓展和固定的扫描顺序,如图9和10,分别。

自从acp的盈科拓展,很多无关紧要的编码通过尽早可以丢弃,可以避免浪费计算时间和内存空间,和很大的进步速度的结果。如表所示2,加速范围从30%到50%。

5。结论

EBCOT,图像的代码块独立编码和三个编码传递,也就是说,SP先生和铜通过紧随其后。任何可能的编码通过截断点,在此基础上,可以获得最佳截断点通过盈科拓展算法。它要求所有的编码传递是EBCOT的编码和存储在一级;然而,很多无关紧要的不需要编码传递,进而盈科拓展后被丢弃。而不是计算真正的RDS, acp利用估计RDS。它是基于MQ表,可以在编码器和解码器;因此,不需要传输的扫描顺序重要编码传递。在生物医学图像处理实验结果表明,可以获得很大的进步速度取代盈科拓展与机场核心计划。

承认

台湾的国家科学委员会,批准号nsc - 99 - 2221 - e - 239 - 034,支持这项工作。