小波分析报告

小波分析报告小波变换与视频压缩系统设计方案与数学问题2小波方法与视频压缩31课题背景报告提纲一、课题背景

目前所用内镜诊治系统（主机）体积较大，通常需要台车放置、必须在特定的场地和环境下才可使用，无法满足野战、救灾、远程随行保健医疗、海岛及边防巡诊等条件下的需求，阻碍着野战内外科多种疾病的急救和及时诊治。

正如台式电脑向笔记本电脑的转变一样，我们可以展望，体积小、轻便、便宜、无需复杂装机的便携式可兼容电子内镜诊疗系统的研制，由现在的“台式主机”转为便携式“笔记本型主机”。便携式电子内镜实物图二、系统设计方案与数学问题功能三、小波方法与视频压缩ITU:ISO/IEC:H.261H.262H.263H.263+H.264MPEG1MPEG2MPEG4(Part2)MPEG7MPEG21MPEG4(Part10)HEVC（2003）HEVC（HighEfficiencyVideoCoding）视频压缩的必要：1min视频需要的存储空间：720*576*24*30*60=2G（视频大小*数据位*刷新率*时间1min）（MovingPictureExpertsGroup）视频压缩发展史：(国际电信联盟远程通信标准化组织)视频图像分辨率支持1080P、4K、8K高清、超高清的图像视频帧频从30fps向60fps，支持120fps甚至240fps超高帧频更低的传输码率同等图像质量下，数据量只有MPEG2的1/16，MPEG4的1/6，H.264的1/2更强的容错能力在高达45%丢包率的不稳定网络环境下稳定传输，适用各种恶劣环境更好的网络适应性通过IP、无线、卫星等多种网络传输图像，适用各种工作场景更高的图像质量H.265视频编码特点更高的图像帧频峰值信噪比峰值信噪比（PSNR），一种评价图像的客观标准。PSNR是“PeakSignaltoNoiseRatio”的缩写。通常在经过影像压缩之后，输出的影像都会在某种程度与原始影像不同。为了衡量经过处理后的影像品质，通常会参考PSNR值来衡量某个处理程序能否令人满意。它是原图像与被处理图像之间的均方误差相对于(2n-1)2的对数值(信号最大值的平方，n是每个采样值的比特数)，它的单位是dB。视频编码评价标准视频帧组成：一个内帧是一个随机访问点。B图像不能作为其它图像的参考帧。为了在图像质量和数据速率之间作出调整，编码器允许（1）选择内帧I的频率和位置，（2）选择I和P之间双向预测帧B的数目。I：内帧P：单向预测帧B：双向预测帧视频压缩算法I帧图像压缩算法在空间方向上I帧图像，采用帧内预测压缩算法来去掉冗余信息小波方法压缩图像小波变换即对信源进行一系列的高通和低通滤波，并每次将数据采样率降为原来的一半，每次低通滤波输出源信息的低频信息，集中源信号的大部分能量，高通滤波器输出源信息的高频信息，所含信息很少，一次低通滤波后的信号往往存在大量的相关性，为了提高压缩性能可以对它在进行滤波。小波压缩特点小波方法压缩图像过程二维小波函数分解是把尺度j的低频部分分解成四部分：尺度j+1的低频部分和三个方向（水平、垂直、斜线）的高频部分。小波方法压缩图像1、把信号分解成低频al和高频dl两部分，在分解中，低频al中失去的信息由高频dl俘获。2、在下一层的分解中，又将al分解成低频a2和高频d2两部分，低频a2中失去的信息由高频d2俘获，如此类推下去，可以进行更深层次的分解。帧间预测编码前一时刻后一时刻残差时刻（后一刻-前一刻）运动矢量图基于块的运动矢量估值算法——块匹配法块补偿后的帧差图像未补偿残差图像16*16块补偿残差图像8*8块补偿残差图像4*4块补偿残差图像残差图像=当前帧-运动补偿后的参考帧图像快匹配法的匹配准则：绝对值：均方误差：平均绝对帧差：基于块的运动补偿和估计真实景物视频中，运动对象轮廓很少具有块状边缘，椭圆物体运动，矩形物体静止，图片中包含运动对象和静止对象区域，很难找到匹配块。如果采用任意形状的区域进行匹配，效果更好。但对连续边界的识别、边界分割、对不同对象轮廓编码存在困难。20为了提高压缩率和视频清晰度，编码宏块根据帧差信息、区域信息量自动调节编码宏块的大小，帧差大的地方，区域信息多的地方分配的宏块小、密集自适应矩形块匹配块匹配搜索