چکیده: امروزه افزایش حجم تصاویر سبب شده تا فشرده سازی تصویر یکی از پرکاربردترین موضوع پژوهشی در پردازش تصویر به حساب آید. لذا همواره بهبود روش های فشرده سازی تصویر امر مهمی محسوب می‌شود. فشرده سازی با توجه به افزونگی های موجود در تصویر انجام می شود. هر چه میزان افزونگی در تصویر بیشتر باشد، روش های فشرده‌سازی قادرند تصویر را با نرخ بالاتری فشرده نمایند. اگر چه با پیش پردازش مناسب، نرخ فشرده سازی را در روش‌های فشرده سازی می توان بهبود داد، ولی این دیدگاه کمتر مورد توجه پژوهش-گران قرار گرفته است. در این رساله به کمک پیش‌پردازش تصویر، راه کارهایی برای افزایش افزونگی ارائه شده است که منجر به بهبود نرخ فشرده سازی تصویر می شود. روش های فشرده سازی با اتلاف، در مقابل روش های بی اتلاف که قادرند تصویر اصلی را عینا بازیابی نمایند، اگر چه قابلیت بالایی در فشرده سازی تصویر دارند، اما خرابی هایی را بر روی تصویر فشرده شده ایجاد می کنند. در پیاده‌سازی یک الگوریتم فشرده سازی، اطلاع از عملکرد سیستم بینایی انسان حائز اهمیت است. حساسیت سیستم دیداری انسان به همه نواحی تصویر به یک میزان نیست، و برخی از اطلاعات موجود در تصویر در سیستم دیداری انسان قابل مشاهده نمی باشد. در این رساله با بهره گیری از نقشه برجستگی، که توسط آن میزان اهمیت نواحی مختلف تصویر از نظر سیستم بینایی انسان مشخص می شود، فشرده سازی وفقی بر روی تصویر انجام می شود. در واقع نرخ فشرده سازی بالاتری برای نواحی با حساسیت بیشتر در نظر گرفته می شود. به دلیل اهمیت دقت در استخراج نقشه برجستگی برای فشرده سازی وفقی تصویر، در این رساله روش جدیدی برای استخراج نقشه برجستگی تصویر پیشنهاد شده است که عملکرد بهتری نسبت به سایر روش های موجود در استخراج نقشه برجستگی تصویر دارد. با وجود این که فشرده سازی وفقی تصویر منجر به کاهش خرابی های حاصل از روش های فشرده سازی بااتلاف می شود، ولی خرابی در این نوع روش ها اجتناب ناپذیر است. در این رساله، پس پردازش هایی برای کاهش اثر خرابی ناشی از فشرده سازی تصویر ارائه شده است. از آنجایی که در فرآیند پس پردازش، تصویر مرجع و اطلاعی از میزان خرابی تصویر موجود نمی باشد، نیاز است ابتدا کیفیت تصویر فشرده شده بدون داشتن تصویر مرجع ارزیابی شود. سپس با توجه به کیفیت تصویر ارزیابی شده، پس‌پردازش مناسب بر روی تصویر فشرده شده اعمال شود. از آنجایی که کارایی معیار ارزیابی کیفیت تصویر نقش بسزایی در عملکرد پس پردازش تصویر دارد، در این رساله روشی جدید و برتر از روش های موجود برای ارزیابی کیفیت تصویر بدون مرجع برای تصاویر فشرده شده با JPEG پیشنهاد شده است. برای ارزیابی روش های پیشنهاد شده در رساله از پایگاه-داده‌های متدوال همچون CSIQ، LIVE II، IVC، Kodak و MSRA استفاده شده است. با وجود تاثیرگذاری قابل توجه هر یک از دو دیدگاه پیش پردازش و پس پردازش تصویر در نرخ فشرده‌سازی، استفاده توام از این دو دیدگاه، این تاثیرگذاری را افزایش می دهد. در واقع با استفاده همزمان از این دو دیدگاه، علاوه بر این که از مزیت هر دوی آن ها می توان بهره برد، خرابی احتمالی حاصل از پیش پردازش تصویر را نیز در مرحله پس پردازش می توان کاهش داد.