基于提升小波變換的快速分形圖像壓縮算法研究

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1、西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于提升小波變換的快速分形圖像壓縮算法研究姓名：程璐璐申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程指導(dǎo)教師：孫萬(wàn)蓉201201 摘要摘要關(guān)鍵詞：分形編碼提升小波變換圖像壓縮混合編碼 ??????瑃???????????????????????????，??????????????????????甌???????????????????瓵??????????．?????????????????????????????????????????????????????琣??????????????????篎???

2、??? 第一章緒論進(jìn)入?世紀(jì)以來，隨著計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各行各業(yè)和社會(huì)生活的各個(gè)方面得到了廣泛的應(yīng)用，人類社會(huì)正逐步地邁入信息化時(shí)代【?。目前人們所得的圖像主要來源于大自然中的景物，通過一些數(shù)字產(chǎn)品例如數(shù)碼相機(jī)，我們能夠?qū)⒆匀痪拔镏羞B續(xù)變化的模擬量數(shù)字化，從而可以獲得以文件形式了一個(gè)快速的發(fā)展時(shí)期。圖像以數(shù)字形式處理和傳輸，具有質(zhì)量好、成本低和可靠性高的一系列特點(diǎn)，因而很適合于網(wǎng)絡(luò)傳輸，但是數(shù)字化信息的數(shù)據(jù)量龐大，無(wú)疑給存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量、通信信道傳輸率以及計(jì)算機(jī)的速度都增加了巨大的壓力。如果不經(jīng)過壓縮，它將

3、嚴(yán)重阻礙數(shù)字圖像的傳輸和存儲(chǔ)，這就是人類研究圖像壓縮的重要原因。在很多工程應(yīng)用中，圖像壓縮技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)廣泛，如視頻的傳輸?shù)取榱擞行У墓?jié)省圖像的存儲(chǔ)量和利用傳輸信道以及減小圖像處理的時(shí)間，這就需要我們對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。這樣既節(jié)約了存儲(chǔ)空間，又提高了通信線路的傳輸效率，因此，圖像的數(shù)據(jù)壓縮勢(shì)在必行。??年香農(nóng)在《通信的數(shù)學(xué)原理》中提出信息率失真概念，??年又進(jìn)一步確立了失真率理論，從而奠定了信源壓縮編碼的理論基礎(chǔ)。??年電視信號(hào)數(shù)字化，就宣布了對(duì)圖像壓縮編碼的研究工作的開始，到目前為止已經(jīng)有?多年的歷縮編碼技術(shù)才真正

4、在產(chǎn)業(yè)化、實(shí)用化方面得到飛速發(fā)展，目前已提出了基于離散廣泛的實(shí)際應(yīng)用。?世紀(jì)五六十年代的圖像壓縮技術(shù)僅僅停留在亞采樣、內(nèi)插復(fù)原以及預(yù)測(cè)編碼等技術(shù)的研究，由于受到電路技術(shù)的制約還很不成熟。圖像編碼量量化編碼，變換編碼較大的發(fā)展是七八十年代圖像壓縮技術(shù)的主要特點(diǎn)。?年代末，分形理論、小波變換理論以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論等理論相關(guān)知識(shí)的建立，使人們開始突破傳統(tǒng)的信源編碼理論知識(shí)的束縛，向著更高的壓縮比和更好的重構(gòu)圖像質(zhì)量的方向發(fā)展，進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)期。 ?基于提升小波變換的快速分形圖像壓縮算法研究??研究現(xiàn)狀與發(fā)展分形理論是一種新興的

5、數(shù)學(xué)分析方法，分形理論被引入到圖像處理領(lǐng)域，為圖像編碼技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展注入了巨大的活力。分形圖像壓縮以迭代函數(shù)系統(tǒng)??????????美國(guó)數(shù)學(xué)家?瓼．?????篔：??蜆?年代末首次提出分形圖像壓縮，通過將就是在圖像分割時(shí)需要人機(jī)交互，編碼時(shí)間很長(zhǎng)，對(duì)操作者有較高的要求并不實(shí)傳統(tǒng)的分形壓縮編碼算法是在空間域完成的，直接對(duì)原圖像進(jìn)行規(guī)則的矩形塊劃分，利用圖像內(nèi)部像素間的空間相關(guān)性來對(duì)圖像的灰度信息進(jìn)行壓縮，并對(duì)這些劃分塊進(jìn)行獨(dú)立編碼。傳統(tǒng)的分形壓縮解碼算法的過程在其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方法上都相對(duì)比較的簡(jiǎn)單，然而這種簡(jiǎn)單也帶來了相應(yīng)

6、的問題，使得重構(gòu)圖像中相鄰的塊在邊界上產(chǎn)生較為規(guī)則的誤差，并且復(fù)雜度過大導(dǎo)致了運(yùn)算時(shí)間太長(zhǎng)。由于人類的視覺系統(tǒng)對(duì)水平和垂直方向的規(guī)則誤差分布具有特殊的敏感性， 第一章緒論?使得在主觀感覺上認(rèn)為具有規(guī)則誤差分布的重構(gòu)圖像質(zhì)量明顯降低，從而產(chǎn)生了“塊效應(yīng)”現(xiàn)象。當(dāng)前對(duì)分形編碼改進(jìn)方法的討論，主要集中在提高編碼質(zhì)量、加快編解碼速度以及在與其它方法結(jié)合的編碼方法上作了嘗試，并且取得了一定的進(jìn)展，相關(guān)工作可以歸納為以下三個(gè)方面【?：在提高編碼效果和壓縮比方面，主要的改進(jìn)方法有四叉樹分割方法和?分割法以及不固定形狀的基于區(qū)域的劃分方法等。

7、四叉樹分割方法的優(yōu)點(diǎn)在于提高了定義域塊分類的復(fù)用率，同時(shí)減少了值域塊存儲(chǔ)位數(shù)。??分割法較四叉樹分割方法而言使用的變換個(gè)數(shù)少，但是定義域塊的分類不能被復(fù)用。次的分形圖像壓縮方法，是通過利用定義域塊之間本身的相關(guān)性來減少總的定義域塊數(shù)量，從而提高編碼速度。分形解碼是將某一幅初始圖像，利用編碼過程中與其他方法相結(jié)合的圖像編碼算法在不同程度上改變了分形編碼的效果，如及基于預(yù)測(cè)模型的分形編碼方法等。在上述這些方法中，基于小波變換的分形圖像壓縮編碼是近年來圖像壓縮領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)方向之一。圖尋找其他的分形方法加以改進(jìn)，同時(shí)保證其高壓縮比的

8、性能?；谛〔ㄗ儞Q的波系數(shù)的量化過程，克服了傳統(tǒng)分形壓縮編碼算法只能在空間域的不足，這一算法開辟了研究分形壓縮收斂問題的一個(gè)全新的局面，并且使得無(wú)條件收斂的分形編碼算法的實(shí)現(xiàn)成為了可能。小波變換和分形編碼相結(jié)合，通過在變換域進(jìn)行圖像壓縮克服了傳統(tǒng)空間域的分形圖像壓縮的瓶頸，并