文档介绍：摘要
随着多媒体技术和网络技术的快速发展,需要用有限的资源来存储海量的数据,所以图像压缩/编码是至关重要的技术。近年来各种压缩方法的出现极大的丰富了图像压缩技术。现在越来越多新的思想被提出来,其中分形编码就是最引人瞩目的思想之一,它为图像压缩提供了一个全新的编码思路。自二十世纪九十年代初以来,分形编码在短短的十余年间已取得了巨大的成就。
分形编码源于迭代函数系统理论,从 Barnsley 首次提出到现在还在不断的丰富。在分形编码中,一幅图像通过使用一个能使它近似不变的压缩仿射变换来表示,重构图像就是压缩变换的不动点,压缩仿射变换的参数用来构成原始图像的分形码,整幅图像的分形码储存在一个文件中。因此,一幅图像的分形编码就是寻找一个合适的压缩仿射变换来表示,它的不动点是原始图像尽可能好的近似。分形解码是一个相对简单的快速迭代过程,解码图像由分形码表示的压缩变换通过有限的迭代作用于任意初始图像来逼近。
通过阅读大量文献资料和对前人的成果的研究,本文提出了一种新颖的分形图像压缩算法,即基于Julia集的分形图像压缩方法。由于Julia集具有动态变化的特性,所以对Julia集进行量化后,可以得到丰富的图像块。另外,通过对压缩字典进行适当的分类,使编码时间大大的缩短。通过计算机模拟实验结果显示,此算法具有较高的图像压缩比和高质量的重建图像,由于采取了固定字典的方式,编码速度提高很明显。在具体程序实现过程中,使用了多线程的编码方式,提高了程序的运行效率。
本文主要工作有以下几个方面:
首先,介绍了数据压缩的思想起源,在当今信息时代图像压缩技术研究的重要性和必要性。同时简单的介绍了图像压缩发展的现状和趋势以及分形图像压缩的基本概念。
第二,对分形理论的起源和发展阶段进行了详细的介绍;并对分形理论的数学基础分形空间、仿射变换、压缩映射、迭代函数系统、不动点定理、拼贴定理做了简单介绍。
第三,介绍了图像编码的模型,根据模型Barnsley 利用 IFS 理论进行了图像压缩编码,获得了极高的压缩比。重点介绍了Jacquin的分形图像压缩方法,对Jacquin方法的图像分割、码本构成、几何变换、编码实现、解码过程和实验结果进行详细的说明。
第四,通过对目前的分形图像压缩的主要方法的分析得出了分形图像压缩的主要研究方向:加快编码/解码的速度、提高解码图像的质量、提高压缩比和与其它方法结合。
第五,详细的介绍了本文提出方法过程、主要思路和实现步骤。算法的主要过程是,首先是改变传统的编码方式使用动态变化的码本,由于传统的方式是依靠需要压缩的原始图像构成码本,因此码本每次压缩的时候都需要重新构建,而这个过程需要花费很长的时间。作者使用固定字典作为编码时的压缩字典,只需要一次构建多次使用。其次在构建压缩字典时,使用
既有相对的稳定性,又有分形自相似特点的Julia集作为图像块的生成曲线。由于Julia集曲线能生成的图像块有限,所以作者通过在其构造函数实部和虚部引入余弦函数来实现图像块多样性生成。这样极大的丰富了压缩字典的码本数量。再次,还需要对Julia集进行适当的量化,本文为了使压缩字典的构成更完善,使用了几种量化方式。最后对量化后的图像块进行适当的分类,加快了编码速度。
最后,对本文的工作进行了总结,并对存在的问题做了认真的分析,提出下一步的工作方向。
关键词: 分形图像压缩,Julia集,分形图,仿射变换,圆盘匹配
ABSTRACT
With the rapid development of multimedia work technology, it needs the use of the limited resources to massive data , pression / encoding technology is critical. In recent years, it appears various methods pression, which is a great wealth of the pression technology. Now, more and more new ideas where put coding is one of the most interesting ideas. It is pletely new pression coding idea. Since the beginning of the 1990s, its fractal coding has made tremendous achievements in more than ten years.
Fractal coding es fro