Ανάπτυξη μεθόδων ασαφούς κβάντισης διανύσματος για την αποδοτική συμπίεση ψηφιακής εικόνας

Abstract

Ιn the present doctoral thesis place inquiring effort to develop new methods of fuzzy vector quantization for efficient image compression. Four new novel methods of fuzzy vector Quantization were developed and have been published in international scientific conferences, journals and books. In research focused on analyzing the advantages and disadvantages of the use of fuzzy Vector Quantization Image Compression. Within the framework of the research we focused on the analysis of advantages and disadvantages and the effective impact of fuzzy clustering-based vector quantization for image compression. Specifically, in the following paper the tools which we have used and some basic concepts of vector quantization are analyzed theoretically. We present a brief review for all methods of the existing literature. In addition, we present in details all of the proposed methods which we have developed in the context of this thesis. In all the proposed methods are applied in grayscale image compression, which are tested and checked for their effectiveness. In addition, the simulation experiments show that the proposed methods are fast process, while they appear to be insensitive with respect to the selection of their design parameters and the reconstructed image maintains high quality, which is quantified in terms of the distortion measure.

Στη παρούσα διδακτορική διατριβή λαμβάνει χώρα ερευνητική προσπάθεια για την ανάπτυξη νέων μεθόδων ασαφούς κβαντισμού διανύσματος για την αποδοτικότερη συμπίεση εικόνας. Τέσσερις καινοτόμες μέθοδοι ασαφούς κβάντισης διανύσματος υλοποιήθηκαν, οι οποίες έχουν δημοσιευθεί σε διεθνή επιστημονικά συνέδρια, περιοδικά και βιβλία. Στο πλαίσιο της έρευνας εστιάσαμε στην ανάλυση των πλεονεκτημάτων και των μειονεκτημάτων της χρήσης του ασαφούς κβαντισμού διανύσματος στη συμπίεση εικόνας. Συγκεκριμένα, στην εργασία που ακολουθεί, αναλύονται θεωρητικά όλα τα εργαλεία που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και βασικές έννοιες πάνω στο κβαντισμό διανύσματος. Γίνεται λεπτομερής περιγραφή των αλγορίθμων της υπάρχουσας βιβλιογραφίας. Καθώς επίσης γίνεται και λεπτομερής περιγραφή όλων των μεθόδων που αναπτύχθηκαν στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής. Κάθε αλγόριθμος εξετάζεται πειραματικά με άλλες σχετικές μεθόδους. Όλοι οι αλγόριθμοί υλοποιούνται για τη συμπίεση εικόνας σε κλίμακα του γκρι, όπου δοκιμάζονται και ελέγχονται για την αποτελεσματικότητά τους. Από τα πειραματικά αποτελέσματα μπορούμε να διαπιστώσουμε ότι οι αλγόριθμοι είναι γρήγορες διαδικασίες, ευαίσθητες σε σχέση με τις παραμέτρους του σχεδιασμού τους, και οι ανακατασκευασμένες εικόνες διατηρούν την υψηλή ποιότητα τους, η οποία προσδιορίζεται ποσοτικά ως προς το μέτρο της παραμόρφωσης.