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自然景物建模及图像压缩分形反问题的研究

周运红

  分形几何作为一门以非规则几何形状为研究对象,用来描述大自然的几何学而在各个学科、各个领域中得到广泛应用。目前,对分形几何的研究主要限于如何用分形几何模拟生成自然景物,对分形反问题即如何从真实的自然景物图形生成分形几何对象则研究不多。反问题由于能实现信息的压缩,减少信息的存储量及传输时间,在图像建模、图像传输和通讯等实际应用中具有很重要的作用。因此,本论文对任意自然景物的交互式建模和自动压缩的研究具有一定的实际意义。IFS迭代函数系统是分形几何学的重要分支,它以自相似为基础,易于提取自然景物的总体结构信息,在描述和度量非规则自然景物上显示出巨大的优势,并具有结构细节可无限放大的基本特征,因而在非规则自然景物的建模中得到广泛的应用。本论文基于IFS迭代函数系统理论,从两个方面对分形反问题进行了深入的探讨和研究。一方面,从交互式获取自然景物IFS码的角度对任意自然景物的建模问题进行了全面的探讨,对传统的IFS拼贴建模方法进行了讨论和算法上的简化。在此基础上,从整体与局部相互关系的角度,提出了两种新的简易建模方法:局部轮廓法和三点法。通过对典型图例的分析,全面地介绍了三种建模方法的实现过程及原理,并指出了各种方法的优点与不足。另一方面,从自动获取任意图像IFS码,从而达到信息压缩的角度对传统的自动分形压缩算法进行了深入的论述,并从保证图像解码质量,从而使分形压缩真正实用化的角度方面,提出了一种新的分形压缩算法:双门限自适应多级分块压缩,并将之与传统方法进行了比较。最后,在Window98系统平台上,利用面向对象技术,在Visual C++6.0 MFC类库基础上,编制了界面友好,操作简易的“自然景物建模及重构软件系统”,对传统方法和提出的新方法进行了全面的实现并进行了性能分析和结果比较。测试结果表明,新的交互式建模方法不仅比传统方法简易,而且重构可视化程度高。新的自动分形压缩算法与普通近距分块压缩方法相比,在基本保证解码质量(PSNR)的前提下,编码时间大大降低,而压缩比有一定的提高。对于较细致的图像,在压缩比基本不变的情况下能保持较高的解码质量。……   
[关键词]:分形;压缩编码;拼贴原理;仿射集;迭代函数系统;自适应分块
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2000年
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