Разработка метода фрактального сжатия графической информации в системах обработки данных

• Автор: Велигоша, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 265 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИИ

ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
1.1 Обоснование целесообразности разработки нового метода сжатия графической информации
1.2 Анализ существующих методов сжатия графической

1.3 Выбор критериев для оценки эффективности методов сжатия графической информации
1.4 Анализ и определение требований к методу фрактального сжатия графической информации
1.5 Анализ существующих стеганографических методов и обоснование целесообразности их применения в разрабатываемом методе сжатия графической информации
1.6 Постановка задачи разработки метода фрактального сжатия графической информации с возможностью реализации стеганографических функций
1.7 Выводы
2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛЕЙ ОПИСАНИЯ И ОБРАБОТКИ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ
2.1 Исследование концептуальных основ возможности представления графической информации с использованием ее фрактальных свойств
2.2 Разработка метода реализации стеганографической вместимости графической информации
2.3 Разработка метода математического описания процессов, обладающих фрактальными и мультифрактальными свойствами
2.3.1 Разработка модели описания шумовой составляющей графической информации
2.3.2 Разработка метода математического описания процессов, обладающих фрактальными и мультифрактальными свойствами
2.4 Разработка модели описания и обработки графической информации на основе систем итерируемых функций

2.5 Выводы
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ФРАКТАЛЬНОГО СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ С РЕАЛИЗАЦИЕЙ СТЕГАНОГРАФИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ
3.1 Разработка обобщенного алгоритма метода фрактального сжатия графической информации
3.2 Разработка блок-схемы алгоритма подготовки сигнала для обработки
3.3 Разработка алгоритма формирования библиотеки доменов
3.4 Обоснование рационального количества разбиений для метода фрактального сжатия
3.5 Разработка блок-схемы алгоритма поиска пары «домен - ранговая область»
3.6 Разработка блок-схемы алгоритма формирования архива
3.7 Разработка блок-схемы алгоритма применения систем итерируемых функций
3.8 Разработка блок-схемы алгоритма формирования графической

3.9 Разработка блок-схемы алгоритма селекции носителя для внедрения файла-контейнера
3.10 Разработка блок-схемы алгоритма внедрения цифровой метки
3.11 Разработка блок-схемы алгоритма фильтрации цифровой мет
3.12 Выводы
4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗРАБОТАННОГО МЕТОДА ФРАКТАЛЬНОГО СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И РАЗРАБОТКА ПРАКТИЧЕСКИХ ПРЕДЛОЖЕНИЙ ПО ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ
4.1 Разработка модели, оценки эффективности методов сжатия графической информации
4.2 Оценка корректности алгоритмов разработанного метода
4.3 Оценка сложности разработанного метода фрактального сжа
4.4 Оценка качества разработанного метода фрактального сжатия
4.5 Оценка симметричности разработанного метода сжатия
4.6 Оценка коэффициента сжатия и степени зашумленности вносимой в обрабатываемую графическую информацию

4.7 Оценка эффективности реализации стеганографических функ
4.8 Предложения по практическому применению разработанного метода фрактального сжатия графической информации
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ источников
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫРАЖЕНИИ ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЯДА ОТСЧЕТОВ ИНТЕРВАЛОВ МЕЖДУ ШУМОВЫМИ
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМОВ РАЗРАБОТННО ГО МЕТОДА ФРАКТАЛЬНОГО СЖАТИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОР
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РАСЧЕТ ТРЕБУЕМОЙ МОЩНОСТИ ЭКСПЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ОЦЕНКА ОДНОРОДНОСТИ ДИСПЕРСИЙ ПО
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ЛИСТИНГ ПРОГРАММЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ТАБЛИЦА ЧИСЛА ВЫЗОВОВ ПРОЦЕДУР И ОПЕРАЦИЙ В АЛГОРИТМЕ ФРАКТАЛЬНОГО СЖАТИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. РУКОВОДСТВО ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПРО

базируются не на поиске одинаковых атрибутов пикселей (как в RLE и LZW), а на разнице между ними [9].
Схема JPEG эффективна только при сжатии многоградационной графической информации, в которых различия между соседними пикселями, как правило, весьма незначительны. Практически метод JPEG хорошо работает только с графической информацией, имеющей глубину хотя бы 4 или 5 битов/пиксель на цветовой канал. Основы стандарта определяют глубину входного образца в восемь бит/пиксель. Следует отметить тот факт, что метод JPEG теряет качество при редактировании файла. При сохранении измененного файла все преобразования выполняются вновь - поэтому не рекомендуется частое редактирование изображений сжатой графической информации.
Процесс сжатия по методу JPEG включает ряд этапов [9]:
1. Преобразование графической информации в оптимальное цветовое пространство.
2. Субдискретизация компонентов цветности графической информации, путем усреднения групп пикселей.
3. Применение ДКП для уменьшения избыточности данных.
4. Квантование каждого блока коэффициентов ДКП с применением весовых функций, оптимизированных с учетом визуального восприятия человеком.
5. Кодирование результирующих коэффициентов (данных графической информации) с применением при обработке алгоритма Хаффмана для удаления избыточности информации.
Метод JPEG 2000 объективно показывает лучшие результаты, чем метод JPEG только на высоких степенях сжатия. При компрессии в 10-20 раз особой разницы между ними не заметно. Преимущество метода JPEG 2000 по степени сжатия перед методом JPEG составляет не более 20 процентов. Основные области применения этого стандарта: цифровой кинематограф; охранные системы (для сжатия изображений, получаемых с цифровых видеокамер, преимущественно как motion JPEG 2000, цифровые факсы, принтеры, сканеры); клиент-