基于演化算法的卷曲DCT圖像壓縮研究.pdf

1、完全沒有經(jīng)過壓縮的圖像,其中所包含的數(shù)據(jù)量是十分巨大的。因此,在對其進行進一步的處理之前,必須先將其壓縮,因而,圖像壓縮是圖像通信傳輸中的基礎步驟。而變換編碼又是圖像壓縮過程中的一個關(guān)鍵步驟。JPEG是目前使用得最廣泛的靜止圖像壓縮標準,它采用離散余弦變換(DCT)將圖像從空間域變換到頻率域,實現(xiàn)編碼方式的轉(zhuǎn)換。然而,采用傳統(tǒng)的DCT編碼在對圖像壓縮后,會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、機制應用于DCT編碼中,在輸入圖像信號進行DCT編碼之前,讓其先通過一個全通濾波器組,改變原始圖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。
　　本論文的主要創(chuàng)新點如下:
　　(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,與卷曲DCT圖像壓縮編碼方法相結(jié)合,自適應選取最優(yōu)頻率卷曲參數(shù),彌補了傳統(tǒng)卷曲DCT圖像壓縮編碼方法不能自適應尋找最優(yōu)

3、頻率卷曲參數(shù)的不足,通過對頻率卷曲參數(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。實驗一通過對常用標準圖像完成壓縮過程,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。實驗二對華盛頓大學的開放圖像數(shù)據(jù)庫中的一百幅圖像完成了壓縮過程,驗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

4、分量的特點啟發(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,選擇特定范圍內(nèi)的數(shù)值來實現(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長與演化代數(shù),并保留了種群基因間的異構(gòu)性。
　　(3)對于編碼方式和演化算子的選取問題,根據(jù)頻率卷曲參數(shù)的特征,運用實數(shù)編碼機制、新型的變異算子完成演化過程,克服了二進制編碼機制轉(zhuǎn)化步驟繁瑣的問題,減少了算法的計算量和存儲開銷,簡化了問題的編碼組合和演化操作,減少了算法