基于演化算法的卷曲DCT圖像壓縮研究.pdf

1、完全沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮的圖像,其中所包含的數(shù)據(jù)量是十分巨大的。因此,在對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的處理之前,必須先將其壓縮,因而,圖像壓縮是圖像通信傳輸中的基礎(chǔ)步驟。而變換編碼又是圖像壓縮過(guò)程中的一個(gè)關(guān)鍵步驟。JPEG是目前使用得最廣泛的靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn),它采用離散余弦變換(DCT)將圖像從空間域變換到頻率域,實(shí)現(xiàn)編碼方式的轉(zhuǎn)換。然而,采用傳統(tǒng)的DCT編碼在對(duì)圖像壓縮后,會(huì)遺失圖像中大量的高頻信息,由此難以區(qū)分圖像中物體間的邊界。卷曲DCT編碼將頻率卷曲

2、機(jī)制應(yīng)用于DCT編碼中,在輸入圖像信號(hào)進(jìn)行DCT編碼之前,讓其先通過(guò)一個(gè)全通濾波器組,改變?cè)紙D像的頻段特征分布情況,以使轉(zhuǎn)換后的信息愈加適宜DCT編碼,從而克服壓縮圖像物體邊界不清的缺陷。
　　本論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)提出了基于演化算法的卷曲DCT圖像壓縮策略。該策略根據(jù)演化算法全局尋優(yōu)的特點(diǎn),與卷曲DCT圖像壓縮編碼方法相結(jié)合,自適應(yīng)選取最優(yōu)頻率卷曲參數(shù),彌補(bǔ)了傳統(tǒng)卷曲DCT圖像壓縮編碼方法不能自適應(yīng)尋找最優(yōu)

3、頻率卷曲參數(shù)的不足,通過(guò)對(duì)頻率卷曲參數(shù)的控制,在總體上提高了卷曲DCT圖像壓縮編碼方法的性能。實(shí)驗(yàn)一通過(guò)對(duì)常用標(biāo)準(zhǔn)圖像完成壓縮過(guò)程,體現(xiàn)了所提出的策略在提高壓縮圖像峰值信噪比方面的優(yōu)異性。實(shí)驗(yàn)二對(duì)華盛頓大學(xué)的開(kāi)放圖像數(shù)據(jù)庫(kù)中的一百幅圖像完成了壓縮過(guò)程,驗(yàn)證了所提出的策略在提升峰值信噪比和信噪比方面具有良好效果,并減少了均方根誤差函數(shù)值,驗(yàn)證了該策略的通用性。
　　(2)為確定演化算法中初始種群的生成方式,構(gòu)建了一種根據(jù)圖像頻率各個(gè)

4、分量的特點(diǎn)啟發(fā)式構(gòu)造初始種群的優(yōu)化方法。該方法依據(jù)圖像能量多集中于低頻部分的特點(diǎn),選擇特定范圍內(nèi)的數(shù)值來(lái)實(shí)現(xiàn)種群的初始化,由此得到的初始種群不僅能減少算法收斂所需時(shí)長(zhǎng)與演化代數(shù),并保留了種群基因間的異構(gòu)性。
　　(3)對(duì)于編碼方式和演化算子的選取問(wèn)題,根據(jù)頻率卷曲參數(shù)的特征,運(yùn)用實(shí)數(shù)編碼機(jī)制、新型的變異算子完成演化過(guò)程,克服了二進(jìn)制編碼機(jī)制轉(zhuǎn)化步驟繁瑣的問(wèn)題,減少了算法的計(jì)算量和存儲(chǔ)開(kāi)銷,簡(jiǎn)化了問(wèn)題的編碼組合和演化操作,減少了算法