基于分形的多描述圖像編碼.pdf

1、分形圖像編碼是近年來(lái)提出的一種編碼技術(shù)，并很快以其思路新穎、壓縮比高等優(yōu)點(diǎn)吸引了廣大編碼研究者的注意。與此同時(shí)，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，圖像/視頻業(yè)務(wù)在多媒體通信中占據(jù)越來(lái)越重要的地位。然而，目前的互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)存在網(wǎng)絡(luò)擁塞、網(wǎng)絡(luò)異構(gòu)性等問(wèn)題，嚴(yán)重影響了多媒體數(shù)據(jù)流實(shí)時(shí)可靠的傳輸，因此，設(shè)計(jì)兼具壓縮性和魯棒性的編碼方案成為目前圖像/視頻編碼研究的重點(diǎn)內(nèi)容。作為一種效率高、容錯(cuò)性能強(qiáng)的編碼，多描述編碼已經(jīng)引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

2、 本文以分形圖像編碼、多描述編碼以及兩者的結(jié)合問(wèn)題為研究對(duì)象，以如何提高分形編碼的壓縮性能、設(shè)計(jì)高效的多描述圖像編碼器為主要研究目的。本文的主要研究工作包括： 1．在分形圖像編碼研究中，提出了利用同尺度自相似性的優(yōu)化分形編碼方案，并給出了該方案可達(dá)到最終收斂的合理性證明。該方案采用反饋法和爬山法對(duì)迭代函數(shù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。同傳統(tǒng)的分形編碼方案相比，在同壓縮比下，解碼質(zhì)量提高1．5dB。與Zhao提出的優(yōu)化方案相比，本優(yōu)化方案編解碼性

3、能略好，編碼復(fù)雜度更低，編碼速度更快。 2．根據(jù)分形編碼理論——拼貼定理和不動(dòng)點(diǎn)定理，從迭代函數(shù)系統(tǒng)的系統(tǒng)性出發(fā)，利用拼貼誤差和重建誤差，提出了基于拼貼誤差和重建誤差的分形編碼優(yōu)化算法，并證明了該優(yōu)化算法的收斂性，使傳統(tǒng)分形編碼的解碼質(zhì)量提高2．5dB。將該優(yōu)化算法擴(kuò)展到四叉樹(shù)分割算法上，其編解碼性能超過(guò)JPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)。 3．提出了一種新的正交變換，該變換在頻率域意義上實(shí)現(xiàn)了去除不同尺度冗余的功能，可以看做是分形編碼在

4、頻率域上的另一種變換應(yīng)用。證明了變換矩陣的正交性，最終給出了一個(gè)完整的編解碼器。為了可以更加容易的構(gòu)造出上述的變換，本章還擴(kuò)充了H內(nèi)積的概念和定理，通過(guò)擴(kuò)充的H內(nèi)積，很容易構(gòu)造新的可去除不同尺度冗余的變換矩陣。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本章提出的變換其編解碼性能比傳統(tǒng)的分形編碼器平均提高約2dB，可以達(dá)到與JPEG相似的編解碼性能。 4．在基于分形編碼的多描述編碼研究中，最先提出了針對(duì)分形的多描述編碼方法。對(duì)不同的分形編碼系數(shù)使用不同的方法分

5、配到多路上，既利用了分形編碼在圖像編碼上的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又可以實(shí)現(xiàn)魯棒性傳輸。比起其它一些經(jīng)典的多描述編碼方法，邊路重建質(zhì)量平均提高2．5dB，中心路重建質(zhì)量也提高近1．5dB。此外結(jié)合分形與小波變換，提出了一種基于分形和小波變換的多描述編碼算法，對(duì)于不同子帶的小波系數(shù)采用不同的分形編碼算法進(jìn)行編碼，加入冗余。當(dāng)一路描述丟失時(shí)，對(duì)于這兩種改進(jìn)的分形編碼方法有相應(yīng)的恢復(fù)算法，可以很好地將丟失描述信息恢復(fù)，并且在本章中，根據(jù)多描述的率失真函數(shù)給