数字信息是现代社会的主要特征之一。人们传递信息的重要媒介是图象，许多信息诸如天气情报、地球资源分布情况、医疗诊断信息等都可以转化为数字图象的形式。随着社会经济的发展，科学技术的不断进步，信息视觉化技术越来越受到人们的重视。数字图象处理与数据压缩作为一门高技术，也越来越显示出它在社会发展中的重要地位。它既是当代信息高速公路、高清晰度电视(HDTV)、可视电话、图文传真等技术的关键，又在航空侦察遥感、资源勘探及生物医学工程等领域起着非常重要的作用。同时，它在数据存储、数据传送中也起着非常重要的作用。文档图象压缩作为图象压缩中一个非常重要的组成部分，在军事、政府、商业、金融等社会各个领域得到了广泛的应用。因此，进行文档图象压缩方面的理论与应用研究，具有较高的现实意义和理论意义。 本文在收集和分析了大量近年来国内外文档图象压缩方面的研究报告、学术论文等专业资料的基础上，对文档图象压缩所涉及的若干理论问题，包括图象质量的评价模型和基于内容的压缩模型等进行了探讨；并结合实际需要，在文档图象压缩的实际应用中，对提高压缩率和主观视觉质量并降低运算时间方面进行了研究。主要工作包括： 1、对文档图象的压缩模型进行了研究。对于大多数文档图象而言，图象的效果是由人的主观评价决定的。因此在选择压缩方案的时候，充分考虑了人眼的视觉特性：即对文字和图形区域，其主观评价取决于文字的清晰程度，也就是文字的空间分辨率是非常重要的；而对于连续色调的图象，尤其是灰度等级比较少的(如256色)图象，评价因素正好相反，即颜色的分辨率是非常重要的。由此，文章借鉴了JBIG2的思想，将一幅文档图象进行区域划分，并且针对不同的区域采用不同的编码方法，以获得最好的压缩效果。由于本文根据区域的不同性质对其采用相应的编码策略，因此本文的方法是一种基于内容的文档图象压缩方法(CDIC)。 2、对文档图象的版面分析进行了研究。版面分析是文档图象压缩中非常重要的一个步骤。考虑到直接对灰度图象进行版面分析，其计算复杂度太高，因此本文首先将灰度图象利用半色调技术变换到二值图象域中，然后利用数学形态学的方法对版面进行分割(MMS)。在提取图象区域时，利用较大的矩形结构元素对收缩图象进行开运算，然后采用一种基于低通阈值图象的二值化方法(LTIB)对原始去掉图象区域的灰度图象进行阈值化处理；在提取图形区域时，利用多级Hough变换进行倾斜校正，并采用基于Hough变换构造结构元素(HTSEC)方法进行直线检测；最后提取出文字区域。 3、对文字区和图形区的压缩方法进行了研究。版面分割后的文字区和图形区通常为二值图象，然而这两个区域又有各自的特性，因此有必要研究针对这两个不同性质的区域的编码方法。在本文中，采用压缩性能得到广泛认可的自适应算术编码器用于二值文字区域的编码；采用矢量描述方法(VD)对图形区域进行编码，这样可以得到很好的压缩效果。针对低分辨率的文字图象区域提出了基于灰度缩减的文字图象编码方法(GRTIC)。 4、对连续色调图象压缩方法进行了研究。版面分割后的图象区为连续色调图象，采用无损压缩方法对其进行压缩，尽管可保证图象能够得到真实的反映，然而其压缩效率却受到很大限制。由于小波变换在图象处理与压缩领域中得到广泛应用，因此本文中也采用小波变换对连续色调图象进行压缩。针对常见的嵌入式零树小波(EZW)方法速度较慢的特点，本文采用了多阈值零树小波算法(MTZ)对其运算速度予以改进，同时，针对带噪图象采用带噪图象的多阈值零树小波算法(NMTZ)，在消除噪声的同时，也提高了EZW的运算速度。 5、本文分析了基于人眼视觉系统(HVS)的质量评价方法，并提出了一种新的基于人眼视觉系统的图象质量评价模型——基于HVS的结构化质量因子(HSQ)。由于基于人眼视觉系统的评价方法与图象的主观视觉质量更接近，因此利用HSQ进行评价可以更符合人眼的视觉习惯，同时采用该质量因子评价本文提出的压缩方案CDIC。