基于預(yù)測的無損彩色圖像壓縮算法研究.pdf

1、數(shù)字圖像處理是指為了獲得期望的結(jié)果，對數(shù)字圖像進(jìn)行處理和變換的技術(shù)。圖像能夠讓信息的傳輸和表達(dá)更加的簡單快捷。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像在新聞、醫(yī)學(xué)、國防、制造業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。對數(shù)字圖像的無損壓縮指能將壓縮后的圖像完全重構(gòu)出原圖像的操作。在許多應(yīng)用領(lǐng)域，如圖像歸檔、高精度圖像分析、醫(yī)學(xué)圖像、藝術(shù)作品的保存、歷史文檔、遙感圖像等都迫切需要高性能的無損壓縮算法。因此，本文主要圍繞基于預(yù)測的無損彩色圖像壓縮算法進(jìn)行研究，提

2、出兩種不同結(jié)構(gòu)的無損彩色圖像壓縮算法。本文主要通過以下幾個(gè)方面展開研究：
　　首先介紹圖像壓縮以及色彩空間的理論基礎(chǔ)，研究幾種經(jīng)典的基于預(yù)測的無損壓縮算法，分析經(jīng)典預(yù)測算法的像素預(yù)測模型、算法編碼結(jié)構(gòu)以及各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　然后提出一種改進(jìn)的幀內(nèi)預(yù)測模式選擇算法。該算法充分利用了幀內(nèi)預(yù)測算法根據(jù)圖像紋理方向進(jìn)行預(yù)測的特性，盡量減少最優(yōu)預(yù)測模式的選擇范圍，提高算法的運(yùn)行速度。最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法相對H.264幀內(nèi)預(yù)測算

3、法預(yù)測速度有一定的提升，并且該算法的預(yù)測精度與H.264幀內(nèi)預(yù)測算法接近。與Pan算法相比，雖然該算法的復(fù)雜度稍高，但是像素預(yù)測精度要優(yōu)于Pan算法。
　　接著提出一種基于幀內(nèi)預(yù)測的無損彩色圖像壓縮算法。該算法選擇在RGB色彩空間中進(jìn)行簡單的算術(shù)運(yùn)算來降低R、B分量的紋理復(fù)雜度，并選擇本文提出的改進(jìn)的幀內(nèi)預(yù)測模式選擇算法作為像素預(yù)測算法。最后依據(jù)幀內(nèi)預(yù)測算法的特性，使用方向梯度進(jìn)行像素預(yù)測差值的修正。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該算法相對JPEG

4、-LS算法在圖像壓縮率上有一定的提升，但在算法復(fù)雜度上，仍然需要進(jìn)一步優(yōu)化。
　　最后提出一種基于梯度預(yù)測的無損彩色圖像壓縮算法。該算法選擇YCgCo作為圖像壓縮的彩色模型。對包含的圖像細(xì)節(jié)信息較多的Y分量，該算法使用GAP梯度預(yù)測算法進(jìn)行像素預(yù)測。對Cg、Co分量，由于包含的紋理信息較少，因此該算法使用簡化的幀內(nèi)預(yù)測算法進(jìn)行預(yù)測，最后對預(yù)測像素的差值進(jìn)行修正和編碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法對圖像的壓縮性能要優(yōu)于JPEG-LS算法，但