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基于自适应DPCM与LZW的激光距离像压缩算法

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激光杂志 2024年

作者：张玉坤武军安赵旭郝昕南京理工大学智能弹药技术国防重点学科实验室

随着计算机视觉和三维重建等领域的发展，激光距离图像压缩成为了激光距离图像处理中一个重要的研究方向，为了保持深度信息质量的同时，尽可能减小数据大小和提高图像处理效率。通过解析原始DPCM与LZW算术编码，提出一种基于自适应DPCM... 详细信息

随着计算机视觉和三维重建等领域的发展，激光距离图像压缩成为了激光距离图像处理中一个重要的研究方向，为了保持深度信息质量的同时，尽可能减小数据大小和提高图像处理效率。通过解析原始DPCM与LZW算术编码，提出一种基于自适应DPCM与LZW编码方法结合的图像压缩方案。首先利用自适应DPCM进行谱间预测，利用DPCM帧内预测输出残差图像并对残差图像进行量化处理，然后对量化后的残差图像进行LZW编码输出，最终与文章参考的算法以及原始算法进行评估与对比。测试结果表明，该算法能够不影响图像观看效果的同时，对图像进行有效压缩，平均压缩比为4.958，相对于文章中的对比算法分别提高了246.71%，61.93%，173.92%，123.03%。

关键词：自适应DPCM 预测编码激光距离图像 LZW编码有损压缩

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有损压缩的视频图像去雾算法

模式识别与人工智能 2011年第6期24卷 833-838页

作者：李龙利刘清郭建明周生辉武汉理工大学自动化学院武汉430070

传统的去雾算法对一般工业采集的有损压缩视频图像进行去雾,不仅不能满足实时性要求,而且会形成许多不规则区域,造成去雾后出现很多颜色不均匀的杂点区域,去雾效果不理想.文中提出利用小波变换可将图像分成高频和低频子带这一显著特点... 详细信息

传统的去雾算法对一般工业采集的有损压缩视频图像进行去雾,不仅不能满足实时性要求,而且会形成许多不规则区域,造成去雾后出现很多颜色不均匀的杂点区域,去雾效果不理想.文中提出利用小波变换可将图像分成高频和低频子带这一显著特点来帮助找出这些不规则区域,从而对不规则区域的透射率进行处理,再采用暗原色先验算法实现图像复原以后,消除颜色不均匀现象,最终对有损压缩图像获得理想的去雾效果.同时针对传统暗原色先验方法中的抠图算法需要耗费大量运算的问题,提出结合线性内插值平滑和阈值复原的方法代替抠图算法,有效减少存储容量,缩短计算时间,提高算法的实时性.仿真结果证明文中算法的有效性.

关键词：有损压缩视频图像去雾暗原色先验小波变换

基于P-LDPC码的高斯信源有损压缩编码方法研究

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基于P-LDPC码的高斯信源有损压缩编码方法研究

作者：邓欢厦门大学

学位级别：硕士

在智慧生活和万物互联的时代要求下,各个领域对低功耗、高效率的数据处理方式的呼声越来越强烈。为此我们应尽可能减少各终端中的数据存储量,在实现降低硬件成本的同时最大化计算机运算效率。有损压缩技术以其高效的压缩效率和广泛的应... 详细信息

在智慧生活和万物互联的时代要求下,各个领域对低功耗、高效率的数据处理方式的呼声越来越强烈。为此我们应尽可能减少各终端中的数据存储量,在实现降低硬件成本的同时最大化计算机运算效率。有损压缩技术以其高效的压缩效率和广泛的应用场景从众多数据处理技术中脱颖而出。为了进一步实现低成本,一种基于低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码的有损压缩方案应运而生,既保证了计算低复杂度性又提高了模块复用性。此外,又有学者提出使用性能和复杂度兼优的原模图LDPC(Protograph LDPC,P-LDPC)码的有损压缩方案,在提升性能的同时大大降低了码型设计难度。然而,至今为止LDPC码有损压缩方案针对信源均为二进制信源,相悖于大多实际应用场景。因此,本文认为如何利用P-LDPC码实现连续信源的有损压缩是一个值得深刻研究的开创性课题。高斯信源是一种最基本且常见的连续信源,本文提出一种针对此信源的多级编码结构的P-LDPC码有损压缩系统,为离散信源向连续信源的跨越作出了开创性探究。相比于传统单级结构,多级结构在编码时引入了更多参考信息,在不提高计算复杂度的基础上改善系统性能。与此同时,本文还设计了一种针对多级结构的码率分配方案,渐进最优地为每一层级分配合适的码率。此外,考虑到短环对系统性能的影响,本文对P-LDPC码型进行了重新设计,与传统的码型相比,新设计的码型具有更少的短环数目和更优的边分布。仿真结果证明,本文基于以上设计的系统明显优于基于传统码型的单级结构系统。在本文压缩系统中,编码算法由多个置信传播(Belief Propagation,BP)算法级联设计得到,和单级BP算法一样存在无法正确收敛的问题,这在一定程度上损失了系统性能。因此,本文考虑从摆脱陷阱集的角度对系统编码算法进行优化,提出基于多阶段算法、回溯算法和双阶段算法三种方案。同时,还分析了算法的优缺点并作了相应改进,在维持算法优势性的同时降低了错误挑选目标节点带来的负面影响。最后,进行仿真实验,验证了经优化后的系统比优化前表现出更优的失真率性能,并且改进后的优化算法性能增益更为显著。

关键词：有损压缩 P-LDPC码多级编码 BP算法陷阱集

有损压缩JPEG在载频条纹图分析中的应用研究

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光学技术 2007年第3期33卷 357-360页

作者：麦志杰钟金钢赵静邓海东韩勇华南农业大学应用物理系广州510632 暨南大学光电工程系广州510632

探讨了基于JPEG的有损压缩方法在载频条纹图分析中的应用前景。简介了当今流行的JPEG有损压缩技术和傅里叶变换轮廓术。使用专业软件对傅里叶变换轮廓术中拍摄的载频条纹图进行各种压缩比的压缩,解压后再解调出相位,与未经压缩的原图解... 详细信息

探讨了基于JPEG的有损压缩方法在载频条纹图分析中的应用前景。简介了当今流行的JPEG有损压缩技术和傅里叶变换轮廓术。使用专业软件对傅里叶变换轮廓术中拍摄的载频条纹图进行各种压缩比的压缩,解压后再解调出相位,与未经压缩的原图解调出的相位进行比较。将其相位误差与相位移法解调出的相位误差进行了对比,指出相对于相位移法而言,傅里叶变换轮廓术具有滤波的作用,对其拍摄的载频条纹图,应用JPEG压缩算法是可能的,解调出来的相位误差更小。

关键词：有损压缩载频条纹图傅里叶变换轮廓术 JPEG 相关系数

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面向轨迹数据的有损压缩方法研究

面向轨迹数据的有损压缩方法研究

作者：廖宇威湖南大学

学位级别：硕士

随着全球定位技术和移动终端的不断发展,轨迹数据的价值得以体现,相应轨迹数据的存储量也在急剧增加。移动对象的周期性运动容易产生相似的轨迹数据,这些数据的冗余存储浪费了大量的存储资源。现有的轨迹数据有损压缩技术没有考虑轨迹... 详细信息

随着全球定位技术和移动终端的不断发展,轨迹数据的价值得以体现,相应轨迹数据的存储量也在急剧增加。移动对象的周期性运动容易产生相似的轨迹数据,这些数据的冗余存储浪费了大量的存储资源。现有的轨迹数据有损压缩技术没有考虑轨迹质量对压缩效果的影响,并且存在信息损失不均衡以及压缩效果不理想的问题。如何在保证可用性和高质量的同时消除轨迹内和轨迹间的冗余以降低存储开销,是轨迹数据压缩领域亟需解决的关键问题。为此,本文主要针对轨迹压缩框架和算法进行了深入研究。详细的研究内容概括如下:为了适应不同类型的轨迹数据,提高压缩效率,本文首先提出了一个基于运动特征的轨迹数据有损压缩框架(MFTLC),该框架包括预处理、轨迹重构以及轨迹压缩三个阶段。在预处理阶段,对收集到的位置数据进行清洗和封装以提高其可用性,保证轨迹具有统一且完整的结构;在轨迹重构阶段,对轨迹进行异常检测,并使用修复算法对异常点进行修复以提高轨迹质量;在轨迹压缩阶段,通过两个轨迹压缩算法来消除轨迹内和轨迹间的冗余,降低存储开销。为了提高轨迹质量,本文提出了一种基于局部特征的运动插值轨迹修复算法(LFKI)。该算法引入了调和点的概念,充分利用端点处的局部运动特征来调和位置估计方程,进而降低修复误差。为了消除轨迹内的冗余并均衡轨迹压缩在各个特征上的信息损失,本文提出了一种基于得分的误差均衡轨迹压缩算法(SEB)。得分定义为轨迹点在四个指标上的综合误差,可以根据移动对象的运动特征转换得到。SEB将每次迭代中得分最高的轨迹点作为特征点保留,直到满足指定的存储预算。本文为Min-Error问题提供了一个可靠的解决方案,降低了算法的使用难度。为了消除相似轨迹间的冗余,本文提出了一种基于聚类的特征点融合多轨迹压缩算法(CFPF)。该算法通过对特征点的聚类、融合和编码来提取轨迹间的共性。在聚类阶段,所有空间上相邻的特征点都被划分为一个集群;在融合阶段,每个集群都生成一个中心点以共享特征点的空间信息;在编码阶段,对轨迹的时空信息分离后使用Delta和Huffman编码来最大化压缩收益。本文给出了CFPF的误差有界性证明,并为潜在的误差积累问题提供了相应的解决方案。最后,本文通过大量的实验来验证LFKI、SEB和CFPF的性能。实验结果表明,SEB能够有效地平衡轨迹压缩在各个特征上的信息损失;与最新的技术相比,LFKI平均降低了9.63%的修复误差;在相同误差下CFPF平均提高了24.9%的压缩比,并且时间开销至少降低了一个数量级。

关键词：有损压缩轨迹数据运动特征轨迹质量特征点聚类

一种方向插值预测变长编码的帧存有损压缩算法

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电子与信息学报 2019年第10期41卷 2495-2500页

作者：罗瑜张珍珍陕西中医药大学基础医学院西安712046 新加坡国立大学科学信息系统学院新加坡119077

为了提高帧存储的压缩性能,该文提出一种基于方向插值预测变长编码(DIPVLC)的帧存有损压缩算法。首先根据自适应纹理方向插值获取参考像素,从而得到预测残差,然后优化率失真模型对预测残差进行量化,最后通过游程哥伦布算法对量化残差进... 详细信息

为了提高帧存储的压缩性能,该文提出一种基于方向插值预测变长编码(DIPVLC)的帧存有损压缩算法。首先根据自适应纹理方向插值获取参考像素,从而得到预测残差,然后优化率失真模型对预测残差进行量化,最后通过游程哥伦布算法对量化残差进行变长编码。实验结果显示,与内容感知自适应量化(CAAQ)的帧存压缩算法相比,该文算法不但PSNR下降更少,而且压缩率提高了10.05%,同时编码时间减少了10.62%。

关键词：有损压缩压缩率帧存储编码时间

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高光谱图像分布式有损压缩研究进展

红外与激光工程 2012年第12期41卷 3273-3279页

作者：粘永健万建伟王玲孙蕾国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 国防科学技术大学理学院湖南长沙410073

星载高光谱图像的有效压缩已经成为航天高光谱遥感领域研究的热点。分布式信源编码(DSC)技术具有较低的编码复杂度、良好的抗误码性以及可并行实现等优点,已被成功应用于高光谱图像的压缩。针对基于分布式信源编码的高光谱图像有损压缩... 详细信息

星载高光谱图像的有效压缩已经成为航天高光谱遥感领域研究的热点。分布式信源编码(DSC)技术具有较低的编码复杂度、良好的抗误码性以及可并行实现等优点,已被成功应用于高光谱图像的压缩。针对基于分布式信源编码的高光谱图像有损压缩技术进行了研究。首先简要介绍了分布式信源编码的基本理论与实现方式;然后从二元纠错码与多元陪集码两方面综述了高光谱图像分布式有损压缩的研究现状;最后指出了该领域需要进一步研究的问题。

关键词：高光谱图像分布式信源编码有损压缩

有损压缩JPEG在相移法位相解调的应用评估

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光学技术 2004年第3期30卷 357-359,362页

作者：麦志杰钟金钢暨南大学物理系广州510632

探讨了基于JPEG的有损压缩方法在相移法位相解调中的应用前景。简介了当今流行的JPEG有损压缩技术和相移技术。针对三维测量中的相移技术,使用专业软件对四步相移法中拍摄的图像进行各种压缩比的压缩,解压后再解调出相位,与未经压缩的... 详细信息

探讨了基于JPEG的有损压缩方法在相移法位相解调中的应用前景。简介了当今流行的JPEG有损压缩技术和相移技术。针对三维测量中的相移技术,使用专业软件对四步相移法中拍摄的图像进行各种压缩比的压缩,解压后再解调出相位,与未经压缩的原图解调出的相位进行比较。指出图像的压缩对于相位的解调是有影响的,尤其是对于图像的边缘部分,变化较大,噪声较强,压缩丢失信息,解压后解调出的相位误差较大,但随着压缩比的下降,压缩质量的提高,解调出的相位误差不断下降。

关键词：有损压缩三维形貌检测四步相移法相关系数

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基于提升方案的多光谱遥感图像有损压缩算法

光学技术 2006年第Z1期32卷 560-562,565页

作者：田宝凤孙荣春徐抒岩中国科学院长春光学精密机械与物理研究所

在分析多光谱遥感图像谱间和空间数据特点的基础上,提出了一种DPCM线性预测与基于提升方案的整数小波变换相结合的多光谱遥感图像有损压缩算法。在谱间采用DPCM预测去除谱间相关性;在谱内采用整数小波变换去除空间相关性,根据不同子带... 详细信息

在分析多光谱遥感图像谱间和空间数据特点的基础上,提出了一种DPCM线性预测与基于提升方案的整数小波变换相结合的多光谱遥感图像有损压缩算法。在谱间采用DPCM预测去除谱间相关性;在谱内采用整数小波变换去除空间相关性,根据不同子带对目标识别的重要程度,选择不同的量化阈值和量化步长进行量化,并分别对各个子带量化后的数据和重要图表采用固定比特平面编码和游程编码,实现高效的多光谱遥感图像压缩。实验结果表明,该算法在一定的压缩比下,重构图像具有较高的峰值信噪比,并且算法硬件实现简单,对内存的需求低。

关键词：有损压缩多光谱遥感图像整数小波变换 DPCM预测