基于分形理论的VDR雷达图像编码方法的研究

论文摘要

航行数据记录仪，简称VDR(Voyage Data Recorder)，是一种专门用于记录、保存和分析船舶航行过程中重要信息参数的智能化记录设备。在海上交通事故发生后，VDR所记录的数据对于分析事故原因，进行海事责任判定具有不可替代的作用。VDR系统中的雷达图像系统用于采集和存储雷达的图像信号。经过压缩后再将数据传输到存储器存储。图像画面分辨率可高达1280×1024像素，采集周期通常为每15秒一帧。 分形理论是现代数学与非线性科学研究中十分活跃的一个分支，最近十年它在计算机图像处理和分析中显示出越来越重要的作用。图像压缩、自然图像的模拟、图像纹理分析、模式识别等方面都可见大量的用分形理论来分析和研究的报道。 图像压缩编码技术日新月异，尤其是分形编码技术突破了原有编码技术的界限，对于某些图像而言，有着其它传统算法无可比拟的压缩比，引起了人们的极大关注。分形编码是一个前沿性的课题，虽然在理论上它具有很大的优越性，但是就实践而言，人们对它的研究才处于萌芽阶段。 本文回顾了VDR与分形的发展历程，并简要介绍了有关分形编码的相关知识。给出了基于分形理论的VDR雷达图像编码方法的数学基础。讨论并比较了不同分形图像压缩方法的优缺点。在将分形理论应用于VDR雷达图像编码中，取得了有价值的实验结果。本文所涉及的主要工作如下： 第一，对船载数据记录仪进行了全面的分析与介绍； 第二，对分形理论的相关知识进行了系统的分析研究； 第三，将分形理论应用于图像编码算法当中，并获得了相应的实验结果。

论文目录

• Abstract
• 摘要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 图像压缩的背景介绍
• 1.3 本课题的提出及研究现状
• 1.3.1 本课题的提出
• 1.3.2 研究现状
• 1.4 论文内容的组织与安排
• 第2章 VDR的发展与现状
• 2.1 VDR的发展历程
• 2.1.1 VDR的由来
• 2.1.2 美国NTSB的促进作用
• 2.1.3 欧盟的MBB计划
• 2.1.4 IMO的行动
• 2.2 VDR的组成
• 2.2.1 VDR的组成部分
• 2.2.2 VDR的系统组成
• 2.3 VDR的功能
• 2.3.1 船舶固定数据
• 2.3.2 船舶动态数据
• 2.4 VDR发展的现状
• 2.4.1 国外VDR的发展现状
• 2.4.2 国内VDR的发展现状
• 2.5.3 简易船载航行数据记录仪（S-VDR）
• 2.5.3.1 S-VDR国际公约
• 2.5.3.2 VDR和S-VDR的差异
• 第3章 分形理论的基本知识
• 3.1 欧氏几何与分形几何的比较
• 3.1.1 欧氏几何的局限性
• 3.1.2 自然几何观及其应用
• 3.1.3 分形与欧氏几何的比较
• 3.2 分形概念的提出
• 3.3 分形的定义
• 3.4 分形的几何性质
• 3.5 典型的分形结构和分数维
• 3.5.1 几种典型的分形结构
• 3.5.1.1 Koch曲线
• 3.5.1.2 Peano曲线
• 3.5.2 Hausdorff测度和维数
• 3.5.2.1 Hausdorff测度
• 3.5.2.2 Hausdorff维数
• 3.5.2.3 Hausdorff维数的性质
• 第4章 分形图像压缩的数学基础
• 4.1 仿射变换
• 4.2 迭代函数系统及其吸引子
• 4.2.1 迭代函数系统（IFS）
• 4.2.2 吸引子定理
• 4.2.3 带凝聚集的IFS
• 4.3 拼贴定理
• 4.4 Elton定理
• 4.4.1 测度
• H）空间及Markov算子'>4.4.2 （P（X）,d_H）空间及Markov算子
• 4.4.3 不变测度
• 4.4.4 Elton定理
• 4.4.5 局部迭代函数系统LIFS
• 第5章 基于分形理论的VDR雷达图像编码
• 5.1 交互式分形图像压缩
• 5.2 自适应分形图像压缩
• 5.2.1 基于LIFS的自动分形图像压缩
• 5.2.1.1 分块及变换
• 5.2.1.2 基本算法
• 5.2.1.3 算法的实现步骤
• 5.2.1.4 算法的改进
• 5.2.2 实验结果
• 5.3 主观评判
• 第6章 结论与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 研究生履历