矢量量化技術(shù)及其在圖像信號處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、矢量量化，基于其優(yōu)良的率失真特性，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在信號和圖像處理領(lǐng)域，例如模式識別、語音和圖像壓縮編碼。決定矢量量化器性能的關(guān)鍵技術(shù)是矢量量化的碼書設(shè)計和矢量量化的編碼算法。在獲得高質(zhì)量碼書和完成編碼方面，實現(xiàn)復(fù)雜度都將隨著矢量維數(shù)的增加面快速增長，這成為了矢量量化技術(shù)在信號處理領(lǐng)域特別是實時信號處理領(lǐng)域應(yīng)用的一個嚴(yán)重的障礙，也成為了近幾十年來研究最多的方面。隨著各種新的非線性信號處理方法在碼書設(shè)計中的使用。以及大量快速搜索方法的出現(xiàn)，

2、矢量量化技術(shù)也在快速的發(fā)展著。 本論文以矢量量化應(yīng)用最多的領(lǐng)域，即圖像信號處理領(lǐng)域為研究對象，在有效利用圖像信號的特性的基礎(chǔ)上，對于矢量量化碼書形成算法和快速編碼算法作了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內(nèi)容為： 1．分析和研究了現(xiàn)有的幾種初始碼書算法的問題，在理論上提出了一種基于訓(xùn)練矢量的統(tǒng)計特征量的分類平均初始碼書算法。實現(xiàn)對于較平滑圖像信號矢量量化的碼書質(zhì)量的有效提高。 2．詳細研究了幾種典型的矢量量化碼書形成算法，

3、探討了這些算法在形成碼書的過程中，可能存在的不足。在矢量量化的碼書形成算法中，首次提出適度性原則，保證碼子是胞腔內(nèi)絕大多數(shù)訓(xùn)練矢量的代表，去掉或減少小部分非典型訓(xùn)練矢量對碼子的影響，使代表更加具有廣泛性，形成附加的優(yōu)化條件：子區(qū)域誤差近似相等。實現(xiàn)對于頻率敏感競爭學(xué)習(xí)(FSCL)算法，頻率敏感自組織特征映射(FSOFM)算法的改進。并探討了這兩種改進算法在小波交換域的一種實現(xiàn)方案，最后給出了一種結(jié)合小波變換和非線性插補矢量量化(NLIV

4、Q)的編碼方案。適度性原則的引入，在提高碼書質(zhì)量的同時，也減少了形成碼書所需要的計算量，進而降低了碼書設(shè)計的復(fù)雜度。 3．詳細研究了幾種典型的，和全搜索等價的，基于不等式排查的快速編碼算法。對這些算法的編碼效率進行了分析．具體地針對基于各種低維特征量(均值，方差，范數(shù))的排查不等式的排查效率，進行了比較。提出了基于子矢量范數(shù)的排查不等式，基于均值和子矢量范數(shù)的排查不等式，以及基于均值和子矢量方差的排查不等式等三種改進算法。通過這