分形图像压缩综述(5)

2021-02-21 13:13

本文对分形图像压缩的理论基础和实现的关键技术进行了全面综述,介绍了具有代表性的各种新方法,阐明了各个方法的特点,最后简要总结了分形图像压缩的改进以及发展趋势。

发展方向之一:加快分形的编码速度

编码速度慢一直是分形编码实用化的最大障碍,下面分析Jacquin编码方案的计算复杂度。对于一个C×C大小的图像,假设值域子块大小为K×K,定义域子块大小为2 K×2K,则

(C-K+1)个定义域子块。在Jacquin的方案中,一个值域子该图像共有C/K个值域子块,

块和一个定义与子块之间的相似性的计算量与K成正比,而对于每一个值域子块,编码计算量与(C-K+1)/K呈线性关系,所以,对于一幅图像来说,其编码复杂度与(C-K+1)* K*C/ K=(C-K+1)*C成正比,因此,分形编码的计算复杂度为O(C)。所以,减少搜索、加快编码速度是研究的热点之一。

Jacquin根据子块的复杂度将其分成四类,对每个值域子块,仅在其同类的定义域子块中进行搜索;D.Saupr采用多维最近邻搜索方法代替传统分形编码中序列的匹配过程,其搜索匹配时间按指数级增长;K.F.Loe等将Jacquin方案中使用的分类器替换成模糊分类器,并使用遗传算法进行优化,该算法比未分类的编码方案快40%左右;C.K.Lee和W.K.Lee通过对匹配块之间关系的研究发现,如果两子块的自身方差相差太远,则这两个子块不可能相似,由此可去除许多不必要的匹配过程,提高压缩速度10倍以上;Min Xue等将传统编码方案中每个值域子块匹配的串行操作转换为并行操作,计算复杂度下降,缩短了压缩的时间。

发展方向之二:提高分形编码质量

目前,提高分形编码质量的方法有三种:采用混合编码方案、改进分割方案、改进灰度逼近能力等。提高编码质量的方法是对传统的分割方法进行改进。Jacquin使用两次分割,在提高编码质量的同时,又避免压缩比下降太多。随后又有许多学者对上述方法继续进行改进,提出了四象限的划分方法,是分形压缩的质量和压缩速度有了较大的提高,是目前较为实用的压缩方法。目前国内外研究者还提出了基于区域的分割方案。在分形编码中常用的灰度逼近式为w(z)=s*z+t,可把灰度逼近式变为w(z)=t(z),t(z)可为任意形式,可以为二次以上的多项式,有效提高了编码效果,改进图像质量。

发展方向之三:分形序列图像编码

在实际应用中,序列图像较静态图像有着更广阔的应用,而且由于时间维的引入,编码方法也有新的变化,因此,序列图像编码是图像编码研究的热点之一。

1994年,加拿大学者Lazar等人发表了一篇论文,加入了时间维,将Jacquin的分形编码从二维变换直接推广到三维,并直接借用静态图像的分形编码方案,

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