一種基于變換域下采樣技術(shù)的圖像壓縮方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像壓縮領(lǐng)域，主要設(shè)及數(shù)字圖像的編碼技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像作為人們獲取和傳播知識(shí)的信息載體，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚?一部分。隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，圖像處理和傳輸技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字視頻廣播、游戲動(dòng) 漫、影視制作、內(nèi)容檢索、媒體存儲(chǔ)、媒體娛樂(lè)，W及多媒體通訊等數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)的共性關(guān)鍵 技術(shù)。由于圖像數(shù)據(jù)本身具有數(shù)據(jù)量大的特點(diǎn)，為了節(jié)約傳輸帶寬和存儲(chǔ)空間，人們常利用 圖像壓縮技術(shù)減少圖像的數(shù)據(jù)量。減少圖像數(shù)據(jù)量的本質(zhì)就是去除圖像像素點(diǎn)之間存在的 冗余，即像素點(diǎn)之間的相關(guān)性。而對(duì)圖像的各種編碼方法就是為了降低該種相關(guān)性，從而達(dá) 到消除冗余的目的，實(shí)現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的壓縮。
[0003] 圖像內(nèi)部的不同區(qū)域具有不同的特征，比如有些區(qū)域比較平滑，有些區(qū)域紋理 比較復(fù)雜，該種不同的特征也導(dǎo)致不同區(qū)域內(nèi)像素點(diǎn)之間的相關(guān)性各不相同，如果能針 對(duì)具有不同特征的圖像區(qū)域采用相應(yīng)的有效編碼策略，那么就可W提高圖像的壓縮編碼 效率?，F(xiàn)有的基于圖像塊的壓縮方法，在編碼策略選擇上存在一定的局限性，即圖像塊 的編碼模式比較單一，無(wú)法根據(jù)圖像局部區(qū)域的具體內(nèi)容選擇合理的編碼模式，從而造 成整體編碼效率低下，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)"JPEGQointPhotographicExpertsGroup) :IS0/ lECIS10918 - 1/ITU-TRecommendationT. 81,DigitalCompressionandCodingof Continuous-ToneStillImage, 1993"。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種基于變換域下采樣技術(shù)的圖像壓縮方法，它是通過(guò)對(duì)圖 像平滑區(qū)域采用變換域的下采樣技術(shù)進(jìn)行壓縮，對(duì)紋理比較復(fù)雜的區(qū)域采用傳統(tǒng)的編碼模 式進(jìn)行壓縮，通過(guò)該兩種不同編碼模式的選擇，有針對(duì)性地提高圖像塊的編碼效率，從而實(shí) 現(xiàn)對(duì)整個(gè)圖像信號(hào)的高效壓縮。與傳統(tǒng)的JPEG圖像壓縮方法相比，本發(fā)明具有靈活高效 的特點(diǎn)，能夠克服傳統(tǒng)JPEG圖像壓縮方法中由于編碼模式單一而導(dǎo)致整體編碼效率低下 的缺點(diǎn)。
[0005] 為了方便描述本發(fā)明的內(nèi)容，首先做W下術(shù)語(yǔ)定義：
[0006] 定義1，傳統(tǒng)的JPEG圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)中圖像分塊的方法
[0007] 傳統(tǒng)的圖像分塊方法按照J(rèn)PEG標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)圖像進(jìn)行分塊的方法，將原始圖像劃分 為多個(gè)互不重疊的等尺寸圖像塊，具體描述過(guò)程參見(jiàn)"JPEGQointPhotographicExperts Group):ISO/IECIS10918 - 1/ITU-TRecommendationT.81,DigitalCompressionand CodingofContinuous-ToneStillImage, 1993" ；
[0008] 定義2,傳統(tǒng)的計(jì)算離散余弦變換矩陣的方法
[0009] 傳統(tǒng)的計(jì)算離散余弦變換矩陣的方法是根據(jù)離散余弦變換矩陣的定義，計(jì)算變換 矩陣中的每一個(gè)元素，從而根據(jù)需要產(chǎn)生任意大小的離散余弦變換矩陣，具體描述過(guò)程參 見(jiàn)文獻(xiàn)"數(shù)字視頻編碼技術(shù)原理"，高文、趙德斌、馬思偉著，科學(xué)出版社；
[0010] 定義3,傳統(tǒng)的矩陣Kronecker乘法
[0011]傳統(tǒng)的矩陣Kronecker乘法表示為0^0公，其中，?:表示Kronecker乘法算子， A是大小為mXn的矩陣，并且
[0012]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于變換域下采樣技術(shù)的圖像壓縮方法，其特征是它包括以下步驟： 步驟1，圖像的預(yù)處理 將大小為WXH的圖像，按照傳統(tǒng)的JPEG圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)中圖像分塊的方法劃分為N = (WXH)/162個(gè)互不重疊的，大小為16X16的正方形圖像塊，記為B p B2，…，Bi,…，Bn，這 里，W代表圖像的寬度，H代表圖像的高度，N代表圖像劃分后圖像塊的總個(gè)數(shù)，i代表圖像 塊的索引，i e {1，2，…，N}; 步驟2,索引矩陣的產(chǎn)生 把256個(gè)自然數(shù)1，2,…，256按從小到大，從上到下的順序逐列擺放，產(chǎn)生一個(gè)大小為 16X16的索引矩陣，記為I :
I中的元素記為I(x，y)(x和y都是自然數(shù)，并且1彡X彡16，l<y< 16)，這里，X代 表索引矩陣I內(nèi)元素的橫坐標(biāo)，y代表索引矩陣I內(nèi)元素的縱坐標(biāo)； 步驟3,列索引向量的產(chǎn)生 首先，定義2個(gè)列索引子向量，分別記為/cfc.i，/?/γ,2，這里，/c/x,是一個(gè)I X 64 的行向量，尬ei =彳取.ν;)|ι為奇數(shù)，y為奇數(shù)，并且1 < X < 16, 1 < y < 16}，即 7^,1 =[/(1,1 )/(3,1 ),··%/( 15,1) /(1,3) /(3,3),/(15,3) /(1,15) /(3,15) /(15,15)]=[1 3 15 33 35 ,*·% 47 ,*··, 225 227, ",239]，是一個(gè)1X192的行向量，運(yùn)ic2 = {J(x,j)|x和y不同時(shí)為奇數(shù)，并且 1. X 彡 16, 1 彡 y 彡 16}，即：^t2=[J(2J) /(4,1)，…,/(16，1) /(1,2)/(2,2),...，/(16,2)，…,取15)取15)，…， /(!6,15) /(1,16) /(2,16) .···, /(16.16)]=[2 4 ,···, 16 17 18 32 ,···, 226 228 240 241 242 :···5 256]，其中，I是步驟2中產(chǎn)生的索引矩陣，X代表索引矩陣I內(nèi)元素的橫坐標(biāo)，y代表索引 矩陣I內(nèi)元素的縱坐標(biāo)，X和y都是自然數(shù)； 然后，將/ifeei和/也2按照從左到右的順序組成一個(gè)I X 256的列索引向量，記為/?Ζτ<·， 7Λ-,-[Α&,ι Μ-?2]-[/(1,1) /(3,1) ,···, /(15,1) /(1,3) /(3,3) /(15,3} /(1,15) /(3,15) ,···, /(15,15) /(2,1) /(4,1) ,···, /(16,1) /(1,2) /(2.2) ,-, /(16,2) ,··*, /(2,15) /(4,15) ,···, /(16,15) /(1,16) /(2,16),-, /(16,!6)1=[1 3 ,··% 15 33 35 ,-,47 ,···, 225 227 239 2 4 ,··% 16 17 18 ,··% 32 ,···, 226 228 ,…，240 241 242 ,…,256],這取，I是步驟2中產(chǎn)生的索引矩陣； 步驟4,行索引向量的產(chǎn)生 首先，定義3個(gè)行索引子向量，分別記為，/c/\>2，/c/w.i，這Ψ.，Λ·/λ·,」是一個(gè)大小為 1\64的行向量，/也.|=.丨/(.(7)|1￡工奪，1￡少'奪丨.，即/也.|=[/(1，1)/(2，.1)，~，八 /(2,2),…,/(8,2)/(1,8) /(2,8),…，/(8,8)]=[1 2，…，8 17 18，…，24，…，113 114 ,…，120]: Mr,.2 是一個(gè)大小為 1χ64 的行向量，iifc,.2={J(x,7)|9Sjc￡l6, 艮P Τ?,：=[/(9.1) /(10,1),-. /(16,1) /(9.2) /(in,2) ,···, /(16,2) /(9,8) /(10,8) ,-, /(16,8；)]=[9 10 /·% 16 25 26 ,··% 32 ,···, 121 122,···, 128];顯,.3 是一個(gè)大小為 1X128 的行向量，/也3={取)，>| 9分￡16}，即 hkr, =[/( 1,9) /(2,9) ,--,/(16,9)/(1,10) /(2,10) ,···,/( 16,10) ,···,/( U 6) /(2.16) ,···,/( 16,16)]=[129 130，…，144 145 146 160，…，241 242，…，256]，八:中，I是步驟2中產(chǎn)生的索引矩陣，X 代表索引矩陣I內(nèi)元素的橫坐標(biāo)，y代表索引矩陣I內(nèi)元素的縱坐標(biāo)，X和y都是自然數(shù)； 然后，將T^1，屈,.2，M:.,按照從左到右的順序組成一個(gè)大小為1X256的行索引向量， 記為M-,，尬.'.=["仏1，/也:，/Λ,.中[/(l，i>/(2,i)，…，./(8,.1)/(1,2^ /(2,8) ,···, /(8,8) /(9,1) /(10,1) ,··% /(16,1)/(9,2) /(10,2) ,···, /(!6,2) ,···,