矢量量化算法在图像压缩和传输中的应用研究

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本文的研究以解决某钢铁厂转炉图像检测、压缩与传输问题为目的,比较选择了矢量量化算法作为图像压缩算法。图像压缩所解决的问题是尽量减少表示数字图像时需要的数据量,减少数据量的基本原理是除去其中冗余的数据。以数学的观点来看,这一过程实际上就是将二维像素阵列变换为一个在统计上无关联的数据集合。这种变换在图像存储或传输之前进行。在以后再对压缩图像进行解压缩来重构原图像的近似图像。   作者为了提高转炉钢水图像检测的可靠性和有效性,同时解决转炉钢水图像采集后的存储和传送问题而进行本课题的研究。文章首先综述了数字图像压缩编码的目的、分类和理论基础。介绍了矢量量化算法的基本原理理论基础、矢量量化过程及关键技术及在图像压缩领域的应用。文章重点介绍了LBG矢量量化,及其学习竞争矢量量化,最优码书矢量量化等的几种改进压缩方法,对于几种算法在转炉图像的压缩比,图像质量等方面进行了比较并给出了实验结果,最后因为LBG算法的效果基本满足实际图像压缩效果的要求,且容易实现,选择了LBG算法进行图像压缩处理,试验结果表明,与目前普遍采用的JPEG(静止图像压缩标准)算法相比,LBG算法简便易实现且压缩后的转炉图像质量辨识度和压缩比基本满足需要。   在压缩图像的传输问题中,利用LBG算法对图像进行矢量量化压缩,再利用MODEM通过电话线将图像传输到远地终端。远地终端使用矢量量化压缩解码技术将该图像解压缩然后将图像显示到远地终端上。由于矢量量化在传输过程中只传输压缩信号在码书中的索引,而不是压缩图像信号本身,从而对信道容量的压力大大减少。在第六章实验结果表明,系统和软件设计方案可以实现再利用MODEM通过电话线将图像传输到远地终端,并方便在本地存储。   作者完成了图像压缩和传输两方面的工作,并对原始图像的处理结果给出了主客观的评价。   最后介绍了国内外矢量量化在图像和信号处理领域的的研究成果。结尾就矢量量化的发展作出了对未来的展望。
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