基于光学轮廓波变换的图像压缩系统技术方案

本发明专利技术一种基于光学轮廓波变换的图像压缩系统，属于图像处理技术领域。该系统包括光学轮廓波变换模块、量化模块和统计编码模块；先将输入图像经光学轮廓波变换模块实现轮廓波变换，得到输入图像的轮廓波变换的数值结果；然后由量化模块对输入图像的轮廓波变换的数值结果进行量化，得到输入图像的轮廓波变换的数值结果的量化结果；再由统计编码模块对输入图像的轮廓波变换的数值结果的量化结果进行编码，得到输入图像的压缩编码结果。本发明专利技术提出的图像压缩方法可以用于远程教育、远程医疗、图像监测、数码照相、交通监控等众多领域，与传统的图像压缩方法相比，它可以提高图像压缩速度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，涉及图像压缩技术，具体地说，是一种基于光学轮廓波(Contourlet)变换的图像压缩系统。
技术介绍
现代图像和多媒体通信业务的发展需要大量地存储、记录和传输各类图像。解决这一问题的必经之路是进行图像的数字化。图像信号数字化具有许多模拟信号所不具备的优点，如易于采用信道编码技术提高传输的可靠性；便于利用时分复用与其它通信业务相结合；易于加密，提高安全性等。但是，图像数字化后的数据量太大，难以直接存储和传输，因此对数字图像实行数据压缩势在必行。图像编码是在保证达到所要求的图像质量的前提下，设法降低所必需的数码率而采取的压缩编码技术。通过图像编码达到节省传输带宽或节省存储空间的目的，同时也为多媒体计算机处理提供可能。图像压缩已被广泛地应用于远程教育、远程医疗、图像监测、数码照相、交通监控等众多领域。小波变换是图像压缩的有效工具，它能针对图像的特定频率成分进行处理，并很好地反映信号的零维奇异特征，已被成功地应用于图像压缩中。但是，常用的二维小波是由两个一维小波的张量积形成，其方向选择性有限，且各向同性，难以很好地表示图像的边缘、轮廓和纹理等具有高维奇异性的几何特征。轮廓波变换是一种真正意义上的图像的二维表示方法，具有良好的多分辨率、局部化和方向性等优良特性，它将小波的优点延伸到高维空间，能够更好地刻画高维信息的特征，更适合处理具有超平面奇异性的信息。轮廓波变换更适合应用于图像压缩中，提高图像压缩的速度。但是，目前基于电学数值计算的轮廓波变换应用时庞大的计算量制约了其应用的进一步推广，基于电学轮廓波变换的图像压缩技术具有压缩速度慢的显著缺点，难以满足图像压缩的实时性的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于光学轮廓波变换的图像压缩系统，可以提高图像压缩的速度。本专利技术的具体技术方案是一种基于光学轮廓波变换的图像压缩系统，包括光学轮廓波变换模块和第四计算机， 其中所述第四计算机包括量化模块和统计编码模块，所述光学轮廓波变换模块中氦氖激光器位于针孔滤波器前方20 25cm处，针孔滤波器位于准直透镜的前焦面处，所述准直透镜后方30 35cm处安装第一电寻址空间光调制器，所述第一电寻址空间光调制器后方20 25cm处安装第一分光器，所述第一分光器后方安装第一傅里叶反射镜，所述第一电寻址空间光调制器与所述第一傅里叶反射镜的距离等于所述第一傅里叶反射镜的焦距，所述第一分光器下方安装第二电寻址空间光调制器，所述第一傅里叶反射镜与所述第一分光器的距离同所述第一分光器与第二电寻址空间光调制器的距离之和等于所述第一傅里叶反射镜的焦距，所述第二电寻址空间光调制器的下方 20 25cm处安装第二分光器，所述第二分光器下方安装第二傅里叶反射镜，所述第二电寻址空间光调制器与所述第二傅里叶反射镜的距离等于所述第二傅里叶反射镜的焦距，所述第二分光器左方安装CCD光电耦合器件，所述第二傅里叶反射镜与所述第二分光器的距离同所述第二分光器与CCD光电耦合器件的距离之和等于所述第二傅里叶反射镜的焦距；所述氦氖激光器、针孔滤波器、准直透镜、第一电寻址空间光调制器、第一分光器、第一傅里叶反射镜在同一轴线上；所述第一分光器、第二电寻址空间光调制器、第二分光器、第二傅里叶反射镜在同一轴线上；所述第二分光器，CCD光电耦合器件在同一轴线上；所述第一电寻址空间光调制器用电缆与第一计算机相连接，所述第二电寻址空间光调制器用电缆与第二计算机相连接，所述CCD光电耦合器件用电缆与第三计算机相连接，所述第三计算机用电缆与所述第四计算机相连接；氦氖激光器通过针孔滤波器和准直透镜形成平行光照射在第一电寻址空间光调制器上，由第一计算机控制将输入图像加载到第一电寻址空间光调制器上，通过第一傅里叶反射镜实现对输入图像的傅里叶变换，平行光照射输入图像后形成物光，经第一分光器透射在第一傅里叶反射镜上，第一傅里叶反射镜将入射光反射到第一分光器上，再被第一分光器反射到第二电寻址空间光调制器上，在所述第二电寻址空间光调制器处形成输入图像的频谱，由第二计算机控制将频域形式的轮廓波变换滤波器加载到第二电寻址空间光调制器上，在所述第二电寻址空间光调制器上完成对输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘，通过第二傅里叶反射镜实现输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘结果的傅里叶变换，所述相乘结果经第二分光器透射在第二傅里叶反射镜上，第二傅里叶反射镜将入射光反射到第二分光器上，再被第二分光器反射到CCD光电耦合器件上，在该处得到输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘结果的傅里叶变换的数值结果；由第三计算机控制CCD光电耦合器件采集所述输入图像的轮廓波变换结果，并读入所述第三计算机；将输入图像的轮廓波变换的数值结果经所述第四计算机中所述量化模块进行零树量化，得到输入图像的轮廓波变换的数值结果的量化结果；将输入图像的轮廓波变换的数值结果的量化结果经所述第四计算机中统计编码模块进行赫夫曼编码，得到输入图像的压缩编码结果。其中，所述氦氖激光器的输出功率为60-90mw，偏振比为1000 :1，发散角彡0. 5mrad ；所述针孔滤波器的针孔直径为IOMm ；所述准直透镜的焦距为400mm，孔径直径为100mm;所述第一、第二电寻址空间光调制器的分辨率为10MX768，液晶尺寸为 14. 4mmX10. 8mm，象元尺寸为14MmX 14Mm，刷新频率为60Hz，对比度为400 :1，最高透射率为21% ；所述第一、第二分光器的分光角度为45-90度；所述第一、第二傅里叶反射镜的焦距为500mm，孔径直径为IOOmm ；所述CCD光电耦合器件的输出图像最大分辨率为 3456 X 2304，感光元件尺寸为 22. 2mmX14. 8 mm。本专利技术还提供一种基于光学轮廓波变换的图像压缩系统，用于远程教育、远程医疗、图像监测、数码照相、交通监控的用途。本专利技术的工作原理如下氦氖激光器通过针孔滤波器和准直透镜形成平行光照射在第一电寻址空间光调制器上，由第一计算机控制将输入图像加载到第一电寻址空间光调制器上，通过第一傅里叶反射镜实现对输入图像的傅里叶变换，平行光照射输入图像后形成物光，经第一分光器透射在第一傅里叶反射镜上，第一傅里叶反射镜将入射光反射到第一分光器上，再被第一分光器反射到第二电寻址空间光调制器上，在该处形成输入图像的频谱，由第二计算机控制将频域形式的轮廓波变换滤波器加载到第二电寻址空间光调制器上，在所述第二电寻址空间光调制器上完成对输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘，通过第二傅里叶反射镜实现输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘结果的傅里叶变换，所述相乘结果经第二分光器透射在第二傅里叶反射镜上，第二傅里叶反射镜将入射光反射到第二分光器上，再被第二分光器反射到CCD光电耦合器件上，在该处得到输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘结果的傅里叶变换的数值结果，由第三计算机控制CCD光电耦合器件及所述输入图像的轮廓波变换结果，并读入所述第三计算机。对于采集到的输入图像的轮廓波变换结果，采用零树量化方法进行量化，零树量化依据设定的一组阈值T0，Tl……Tn，其中Ti=Ti-l/2，逐个阈值将输入图像的轮廓波变换结果分为重要系数、零树根和孤立零点本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于光学轮廓波变换的图像压缩系统，其特征在于：包括光学轮廓波变换模块和第四计算机（１４），其中所述第四计算机（１４）包括量化模块和统计编码模块，所述光学轮廓波变换模块中氦氖激光器（１）位于针孔滤波器（２）前方２０～２５ｃｍ处，针孔滤波器（２）位于准直透镜（３）的前焦面处，所述准直透镜（３）后方３０～３５ｃｍ处安装第一电寻址空间光调制器（４），所述第一电寻址空间光调制器（４）后方２０～２５ｃｍ处安装第一分光器（５），所述第一分光器（５）后方安装第一傅里叶反射镜（６），所述第一电寻址空间光调制器（４）与所述第一傅里叶反射镜（６）的距离等于所述第一傅里叶反射镜（６）的焦距，所述第一分光器（５）下方安装第二电寻址空间光调制器（７），所述第一傅里叶反射镜（６）与所述第一分光器（５）的距离同所述第一分光器（５）与第二电寻址空间光调制器（７）的距离之和等于所述第一傅里叶反射镜（６）的焦距，所述第二电寻址空间光调制器（７）的下方２０～２５ｃｍ处安装第二分光器（８），所述第二分光器下方安装第二傅里叶反射镜（９），所述第二电寻址空间光调制器（７）与所述第二傅里叶反射镜（９）的距离等于所述第二傅里叶反射镜（９）的焦距，所述第二分光器（８）左方安装ＣＣＤ光电耦合器件（１０），所述第二傅里叶反射镜（９）与所述第二分光器（８）的距离同所述第二分光器（８）与ＣＣＤ光电耦合器件（１０）的距离之和等于所述第二傅里叶反射镜（９）的焦距；所述氦氖激光器（１）、针孔滤波器（２）、准直透镜（３）、第一电寻址空间光调制器（４）、第一分光器（５）、第一傅里叶反射镜（６）在同一轴线上；所述第一分光器（５）、第二电寻址空间光调制器（７）、第二分光器（８）、第二傅里叶反射镜（９）在同一轴线上；所述第二分光器（８），ＣＣＤ光电耦合器件（１０）在同一轴线上；所述第一电寻址空间光调制器（４）用电缆与第一计算机（１１）相连接，所述第二电寻址空间光调制器（７）用电缆与第二计算机（１２）相连接，所述ＣＣＤ光电耦合器件（１０）用电缆与第三计算机（１３）相连接，所述第三计算机（１３）用电缆与所述第四计算机（１４）相连接；氦氖激光器（１）通过针孔滤波器（２）和准直透镜（３）形成平行光照射在第一电寻址空间光调制器（４）上，由第一计算机（１１）控制将输入图像加载到第一电寻址空间光调制器（４）上，通过第一傅里叶反射镜（６）实现对输入图像的傅里叶变换，平行光照射输入图像后形成物光，经第一分光器（５）透射在第一傅里叶反射镜（６）上，第一傅里叶反射镜（６）将入射光反射到第一分光器（５）上，再被第一分光器（５）反射到第二电寻址空间光调制器（７）上，在所述第二电寻址空间光调制器（７）处形成输入图像的频谱，由第二计算机（１２）控制将频域形式的轮廓波变换滤波器加载到第二电寻址空间光调制器（７）上，在所述第二电寻址空间光调制器（７）上完成对输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘，通过第二傅里叶反射镜（９）实现输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘结果的傅里叶变换，相乘结果经第二分光器（８）透射在第二傅里叶反射镜（９）上，第二傅里叶反射镜（９）将入射光反射到第二分光器（８）上，再被第二分光器（８）反射到ＣＣＤ光电耦合器件（１０）上，在该处得到输入图像的频谱与频域形式的轮廓波滤波器相乘结果的傅里叶变换的数值结果；由所述第三计算机（１３）控制所述ＣＣＤ光电耦合器件（１０）采集所述输入图像的轮廓波变换结果，并读入所述第三计算机（１３）；将输入图像的轮廓波变换的数值结果经所述第四计算机（１４）中所述量化模块进行零树量化，得到输入图像的轮廓波变换的数值结果的量化结果；将输入图像的轮廓波变换的数值结果的量化结果经所述第四计算机（１４）中统计编码模块进行赫夫曼编码，得到输入图像的压缩编码结果。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩亮，蒲秀娟，余月华，吴江洲，张博为，李禅飞，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85