基于小波變換和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像壓縮方法研究.pdf

1、圖像壓縮是指在保證圖像質(zhì)量的前提下，設(shè)法用更少的數(shù)據(jù)來(lái)表示圖像內(nèi)容，從而減少存儲(chǔ)圖像所需的容量，減少傳輸圖像所需的帶寬和時(shí)間，最終提高數(shù)字圖像應(yīng)用的效率和效果。小波變換應(yīng)用于圖像壓縮的基本思想是：把圖像進(jìn)行多分辨率分解，分解成不同空間、不同頻率的子圖像，然后再對(duì)子圖像系數(shù)進(jìn)行編碼。系數(shù)編碼是小波變換應(yīng)用于圖像壓縮的核心，壓縮的實(shí)質(zhì)是對(duì)系數(shù)的量化壓縮。但是基于小波變換的圖像壓縮存在著“高壓縮比”與“高保真”不能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的矛盾。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

2、是目前最為常見的一種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，它可以直接提供數(shù)據(jù)壓縮能力。利用多層前饋網(wǎng)絡(luò)的模式變換能力實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)變換(編碼)的基本思想是：把一組輸入模式通過(guò)少量的隱含層單元映射到一組輸出模式，并使輸出模式盡可能等于輸入模式。當(dāng)隱含層的單元數(shù)比輸入模式數(shù)少時(shí)，就意味著隱含層能更有效地表現(xiàn)輸入模式，并把這種表現(xiàn)傳送到輸出層。在這個(gè)過(guò)程中，輸入層和中間層的變換可以看成壓縮編碼的過(guò)程；而中間層和輸出層的變換可以看成解碼過(guò)程。但是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像壓縮也

3、有收斂速度慢和容易陷入局部極值的缺點(diǎn)。
　　 本文研究了基于這兩種理論的圖像壓縮方法。本文首先介紹了圖像壓縮的基本知識(shí)，經(jīng)典編碼理論，圖像編碼的分類和圖像壓縮的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)壓縮編碼理論的發(fā)展與現(xiàn)狀作了全面的分析；然后詳細(xì)描述了小波變換理論的基本原理和多分辨率分析以及小波變換在圖像壓縮中的應(yīng)用；隨后詳細(xì)闡述了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的基本原理和發(fā)展史，對(duì)于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，工作原理進(jìn)行了分析，并且針對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)措施；

4、使用單純?nèi)龑覤P網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了三種不同壓縮比的圖像壓縮；基于小波變換理論和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論各自的特點(diǎn)，建立了兩種基于小波變換和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輔助式結(jié)合模式用于圖像壓縮的方法；最后對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，并把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法結(jié)合起來(lái)，充分利用兩者的優(yōu)點(diǎn)，使新算法既有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)能力和魯棒性，又有遺傳算法的全局隨機(jī)搜索能力，最后利用基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行圖像壓縮和小波域的圖像壓縮。BP-GA壓縮方案中BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)采