基于分類的圖像壓縮算法研究的中期報(bào)告

基于分類的圖像壓縮算法研究的中期報(bào)告【摘要】隨著數(shù)碼圖像的普及和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娘w速發(fā)展，圖像壓縮技術(shù)日益成為一種研究熱點(diǎn)。傳統(tǒng)的壓縮算法主要是基于信號(hào)處理技術(shù)，如離散余弦變換（DCT）、小波變換（wavelet）等。這些壓縮算法雖然性能較好，但是缺乏對(duì)圖像的語(yǔ)義理解，難以對(duì)不同類別的圖像進(jìn)行優(yōu)化壓縮。本文提出一種基于分類的圖像壓縮算法，該算法首先將圖像進(jìn)行分割，然后分別對(duì)不同類別的圖像采用不同壓縮策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本算法在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)更高的壓縮比。【關(guān)鍵詞】圖像壓縮，分類，分割，壓縮策略，壓縮比【Abstract】Withthepopularityofdigitalimagesandtherapiddevelopmentofnetworktransmission,imagecompressiontechnologyhasbecomeanimportantresearchtopic.Traditionalcompressionalgorithmsaremainlybasedonsignalprocessingtechniquessuchasdiscretecosinetransform(DCT),wavelettransform,etc.Althoughthesecompressionalgorithmshavegoodperformance,theylacksemanticunderstandingofimagesandcannotoptimizecompressionforimagesofdifferentcategories.Thispaperproposesaclassification-basedimagecompressionalgorithm,whichfirstsegmentstheimageandthenadoptsdifferentcompressionstrategiesfordifferentcategoriesofimages.Experimentalresultsshowthatthisalgorithmcanachievehighercompressionratiowhileensuringimagequality.【Keywords】imagecompression,classification,segmentation,compressionstrategy,compressionratio【研究背景及意義】隨著數(shù)碼設(shè)備的廣泛應(yīng)用，人們會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)字圖像。這些圖像有很多都需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，因此圖像數(shù)據(jù)的壓縮成為了一項(xiàng)非常重要的技術(shù)。傳統(tǒng)的圖像壓縮算法主要是基于信號(hào)處理的技術(shù)，如DCT和小波變換等。這些算法可以有效地減少圖像數(shù)據(jù)的冗余，并且在圖像質(zhì)量和壓縮比之間取得了一個(gè)很好的平衡。然而，這些算法缺乏對(duì)圖像的語(yǔ)義理解。因此，它們難以優(yōu)化壓縮不同類別的圖像。分類技術(shù)是一種能夠?qū)D像進(jìn)行語(yǔ)義理解的技術(shù)。基于分類的圖像壓縮算法利用分類技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行分割，并針對(duì)不同的類別采用不同的壓縮策略，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同類別圖像的高效壓縮。這種算法可以完整地保留圖像的語(yǔ)義信息，并實(shí)現(xiàn)更高的壓縮比。【研究過程及方法】1.圖像分割本算法采用深度學(xué)習(xí)技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行分割，將一幅圖像分成若干類別。我們選擇了目前最先進(jìn)的語(yǔ)義分割模型——DeepLabv3+（Chenetal.,2018）作為我們的分割模型。2.壓縮策略針對(duì)每一類別的圖像，我們采用不同的壓縮策略來(lái)實(shí)現(xiàn)高效的壓縮。我們將壓縮策略分為兩類：（1）全局壓縮策略：對(duì)于一些常見的圖像，我們可以采用一些通用的壓縮算法來(lái)進(jìn)行壓縮，如JPEG、JPEG2000等。（2）個(gè)性化壓縮策略：對(duì)于一些特殊的圖像，我們可以采用特殊的壓縮算法來(lái)進(jìn)行壓縮，如基于深度學(xué)習(xí)的超分辨率技術(shù)、基于對(duì)抗生成網(wǎng)絡(luò)（GAN）的圖像壓縮技術(shù)等。3.壓縮最后，我們將每一類別的圖像進(jìn)行壓縮，并對(duì)所有圖像進(jìn)行合并，獲得最終的壓縮結(jié)果?！绢A(yù)期結(jié)果】本算法可以針對(duì)不同類別的圖像采用不同的壓縮策略，從而實(shí)現(xiàn)更高的壓縮比。這種算法可以有效地保留圖像的語(yǔ)義信息，具有廣泛的應(yīng)用前景，例如在移動(dòng)設(shè)備中的數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)方面?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】Chen,L.C.,Papandreou,G.,Schroff,F.,&Adam,H.(2