專利名稱：：壓縮具有多個(gè)比特平面的數(shù)字圖象的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種壓縮數(shù)字圖象的方法，在多個(gè)比特平面上對所述數(shù)字圖象的圖象信息進(jìn)行編碼。本發(fā)明還涉及一種從發(fā)送方的終端機(jī)向接收方的終端機(jī)傳輸數(shù)字圖象的方法，在多個(gè)比特平面上對所述數(shù)字圖象的圖象信息進(jìn)行編碼。在已有技術(shù)中公開了許多不同的方法，用于將數(shù)字圖象，特別是照片和圖形存儲成計(jì)算機(jī)可讀取的圖象文件。所有這些公知方法均使用壓縮法將圖象文件盡可能縮小，從而在計(jì)算機(jī)的主存儲器和存儲介質(zhì)中占據(jù)盡可能少的存儲空間。此外數(shù)字圖象的圖象文件越小，其從發(fā)送方的終端機(jī)向接收方的終端機(jī)的傳輸就越快。作為終端機(jī)通常使用計(jì)算機(jī)，但是也可以設(shè)想，采用裝備了必要硬件和軟件的電話等。數(shù)字圖象的壓縮對于現(xiàn)代醫(yī)學(xué)技術(shù)特別重要，其中現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)診斷設(shè)備的圖象(例如核磁共振掃描，X射線機(jī)，計(jì)算機(jī)斷層掃描等)越來越多地以數(shù)字形式存儲或者傳輸給其他計(jì)算機(jī)。某些已有技術(shù)公開的壓縮數(shù)字圖象的方法例如采用視窗Bit-Map(BMP)格式，它特別適用于較小的，可在視窗系統(tǒng)中運(yùn)行的圖形程序。而PCX格式和視窗Metafile(WMF)格式同樣用于視窗應(yīng)用軟件，特別是用于剪輯畫板和其他圖形。Tagged-Image-File-Format(TIF)方法也用于許多圖形程序，進(jìn)行數(shù)字圖象的存儲。Graphics-Interchange-Format(GIF)方法和Joint-Photographic-Experts_Group(JPEG)方法特別用在因特網(wǎng)中傳輸數(shù)字圖象。這些公知的壓縮方法一般用在現(xiàn)代瀏覽器中，在計(jì)算機(jī)之間傳送文件，并且根據(jù)需要支配和使用。BMP、WMF、PIF、GIF格式被用于圖象的描述。而對于壓縮則采用Huffman、Shannon、Fano、Arithmetik、LZW、LZ77、LZ78、JPEG、Fractal、Scalar(標(biāo)量)或者Vektor(矢量)量化法。少數(shù)幾個(gè)廣泛采用的數(shù)字圖象的圖象表示格式包括Computer-Graphics-Metafile(CGM)法，Encapsulated-Postscript(EPSI/EPSF)法，Group-4-Type-I(G4CCITT)法，Portable-Bitmap(PBM)法，Portable-Greymap(PGM)法，Portable-Network-Graphics(PNG)法，Portable-Pixmap(PPM)法，Silicon-Graphics(RGB)法，Sun-Raster(SUN)法和Group-4-Type-II(TG4，CCITT)法。關(guān)于數(shù)字圖象壓縮專題的信息可以在因特網(wǎng)上的網(wǎng)頁http//www.cs.cmu.edu/～guyb/real-world/compress/index.html(1999年9月13日的狀態(tài)，最新的更新是在1999年7月21日)中得知。以上所述每種公知的數(shù)字圖象壓縮方法對特定的數(shù)字圖象可實(shí)現(xiàn)非常高的壓縮率，而對其他圖象的適應(yīng)性則較差。GIF方法優(yōu)選用于圖形或藝術(shù)圖片。在GIF方法中，數(shù)字圖象是通過色彩或灰度信息進(jìn)行交替壓縮，而不是壓縮實(shí)際的色彩或灰度。也就是說，數(shù)字圖象包含的色彩和灰度交替越少，即同一種色彩或灰度的面積越大，則被壓縮的圖形文件就越小。GIF方法采用每個(gè)像素8位的分辨率(色彩或灰度深度)。由于這種相對較低的分辨率，特別是對照片圖象而言，壓縮成圖形文件時(shí)特定的色彩或灰度將會模糊，或者由多種色彩或灰度構(gòu)成的色塊構(gòu)成，這對于壓縮圖象的觀察者會造成圖象顆粒相對較粗的感覺。因?yàn)镚IF方法將數(shù)字圖象信息存儲成顏色或灰度的交替，所以在壓縮照片圖形時(shí)，要以高精度進(jìn)行顏色或灰度的交替，或者采用許多色彩或灰度，造成被壓縮圖象文件的急劇增大。關(guān)于GIF方法的詳細(xì)信息可在因特網(wǎng)上的網(wǎng)頁http//www.rit.edu/～mpb9954/mmwww/GIFComp.htm(1999年9月1日的狀態(tài)；最新的修改是1997年9月22日)以及網(wǎng)頁http//www.cs.cmu.edu/～guyb/real-world/compress/index.html(1999年9月13日的狀態(tài)，最新的修改在1999年7月21日)中得知。JPEG方法優(yōu)先用于照片或其他高分辨率圖片。和GIF方法不同的是，JPEG方法可在實(shí)現(xiàn)很高的精細(xì)度表達(dá)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)相對較高的壓縮率。當(dāng)然JPEG方法工作的數(shù)字圖象如果包含大面積的相同色彩或灰度時(shí)，則不十分有效，因?yàn)楸仨氃谠撁娣e內(nèi)以及圍繞該面積插入額外的信息，使得圖片看上去不清楚。關(guān)于JPEG方法的詳細(xì)信息可在因特網(wǎng)上的網(wǎng)頁http//www.rit.edu/～mpb9954/mmwww/JPGComp.htm(1999年9月1日的狀態(tài)；最新的修改是1997年9月22日)和網(wǎng)頁http//www.cs.cmu.edu/～guyb/real-world/compress/index.html(1999年9月13日的狀態(tài)；最新的修改是1999年7月21日)中得知。比較以上兩種方法，即從公知的壓縮法中舉例提出的壓縮法表明，特定的壓縮法對特定的數(shù)字圖形可實(shí)現(xiàn)比其他數(shù)字圖象更佳的壓縮率。因?yàn)閿?shù)字圖象通?？扇我庑纬蓤D象區(qū)(例如較大面積的相同色彩或灰度，或者許多色彩或灰度出現(xiàn)高精度的交替)，因此對于數(shù)字圖象選擇某個(gè)唯一的壓縮法通常只是一種折衷。出于以上原因，在已有技術(shù)中使用了所謂的匹配壓縮法，它對數(shù)字圖象的圖象區(qū)域進(jìn)行其形狀的分析，并根據(jù)分析結(jié)果在不同的圖象區(qū)應(yīng)用不同的壓縮法。在已有技術(shù)中，公開了3組不同的匹配壓縮法第一組匹配壓縮法包含局部匹配算法。數(shù)字圖象首先在不重疊的圖象區(qū)被分割。然后對每個(gè)區(qū)域采用一種合適的壓縮法編碼，該方法應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)盡可能高的壓縮率和最小的信息損失，或者完全沒有信息損失。第二組包含的算法可根據(jù)圖象的局部特性更改其參數(shù)，例如在矢量量化中更改編碼簿或者在JPEG方法或在Huffman編碼中更改量化矩陣參數(shù)。所述數(shù)字圖象然后通過一種具有局部變化參數(shù)的壓縮法編碼。第三組包含的算法可求出圖象的總體信息，并基于該總體信息選擇最有效的壓縮法。然后將整個(gè)數(shù)字圖象通過選擇出的壓縮法編碼。所以，以上已有技術(shù)中公開的匹配壓縮法的共同點(diǎn)是，被壓縮的數(shù)字圖象分成若干局部圖象區(qū)，并且在各個(gè)圖象區(qū)使用不同的壓縮法。本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種壓縮數(shù)字圖象的新處理方法，它對任意結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖象可實(shí)現(xiàn)最有效的壓縮，即實(shí)現(xiàn)最少的計(jì)算開銷和最大的壓縮率。為解決以上任務(wù)，本發(fā)明從以上所述的若干公知方法出發(fā)，建議采用包含以下特征步驟的方法—分析所述數(shù)字圖象的比特平面(Bitebene)；—將所述數(shù)字圖象的比特平面劃分成多個(gè)比特平面區(qū)，它們分別包括至少一個(gè)比特平面；—將所述數(shù)字圖象分成多個(gè)比特平面區(qū)圖象，它們分別包括一個(gè)比特平面區(qū)；—給每個(gè)比特平面區(qū)圖象選擇一個(gè)特定的壓縮方法；以及—用所選擇的壓縮方法對各個(gè)比特平面區(qū)圖象進(jìn)行壓縮。待壓縮的數(shù)字圖象并不是像公知已有技術(shù)那樣，分割成若干個(gè)圖形區(qū)，該區(qū)分別具有和數(shù)字圖象相同的比特平面。換句話說，不是分析數(shù)字圖象的內(nèi)容，而是其比特平面。對數(shù)字圖象的比特平面要根據(jù)分析結(jié)果劃分成多個(gè)比特平面區(qū)。數(shù)字圖象被分別劃分成各包括一個(gè)比特平面區(qū)的多個(gè)比特平面區(qū)圖象。對于每個(gè)比特平面區(qū)圖象同樣要根據(jù)對數(shù)字圖象比特平面的分析結(jié)果選擇一個(gè)特定的壓縮方法。分析所述數(shù)字圖象的比特平面時(shí)例如可以考慮盡可能高的壓縮率、恢復(fù)圖象時(shí)盡可能低的圖象內(nèi)容損失或者盡可能小的計(jì)算開銷。所使用的壓縮方法優(yōu)先從瀏覽器中通常包含的通用壓縮法中選擇。最后，用相應(yīng)選擇出的壓縮方法對各個(gè)比特平面區(qū)圖象進(jìn)行壓縮。根據(jù)對待壓縮數(shù)字圖象比特平面的分析，可以將比特平面細(xì)分成特定的比特平面區(qū)，將所述數(shù)字圖象分成特定的比特平面區(qū)圖象，并且對每個(gè)比特平面區(qū)圖象選擇一種合適的壓縮方法。本發(fā)明所述壓縮數(shù)字圖象的方法可實(shí)現(xiàn)一種特別有效的數(shù)字圖象壓縮。采用相對較小的計(jì)算開銷，可以實(shí)現(xiàn)特別高的壓縮率，而且圖象內(nèi)容的損失極小，甚至沒有。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)，所建議的方案是，將所述數(shù)字圖象的比特平面細(xì)分成兩個(gè)比特平面區(qū)，并將所述數(shù)字圖象劃分成兩個(gè)比特平面區(qū)圖象，對包括高值比特平面的第一比特平面選擇GIF壓縮方法，對包括低值比特平面的第二比特平面選擇JPEG壓縮方法，并且分別用所選擇的壓縮方法對所述比特平面區(qū)圖象進(jìn)行壓縮。GIF和JPEG方法是兩種壓縮方法，如上所述，它們具有良好的互補(bǔ)性。一種壓縮方法具有缺點(diǎn)時(shí)，對另一種壓縮方法卻工作良好，反之亦然。通過使用這兩種壓縮方法可以對數(shù)字圖象實(shí)現(xiàn)特別有效的壓縮。其中所述的GIF和JPEG壓縮方法都是通用的壓縮方法，它們幾乎包含在每一種現(xiàn)代瀏覽器中，可以隨時(shí)調(diào)用。通過分析數(shù)字圖象的比特平面并且將數(shù)字圖象劃分成比特平面區(qū)圖象，可以實(shí)現(xiàn)在GIF壓縮方法壓縮的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)特別有效的數(shù)字圖象劃分，在用JPEG壓縮方法壓縮的區(qū)域內(nèi)也是如此。但是數(shù)字圖象的有效劃分僅通過分析數(shù)字圖象的圖象內(nèi)容是無法達(dá)到的。在高值比特平面內(nèi)主要是包含數(shù)字圖象的圖象內(nèi)容，而在低值比特平面內(nèi)則主要是包含數(shù)字圖象的噪聲。所以，對高值比特平面用GIF方法壓縮，對低值比特平面，包括噪聲，用JPEG方法壓縮。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所建議的方案是，所述數(shù)字圖象的比特平面的分析包括以下步驟—將所述數(shù)字圖象劃分成多個(gè)分別包括一個(gè)比特平面的比特平面圖象；—從含有兩個(gè)最高值比特平面的比特平面圖象開始，通過疊加多個(gè)所述比特平面圖象生成分析圖象，以用于第一分析圖象，并且通過加入含有次低比特平面的比特平面圖象，以用于隨后的各個(gè)分析圖象；—將所述分析圖象分割成具有相同像素值的分區(qū)；—求出所述分區(qū)的面積；—產(chǎn)生所述分析圖象的分區(qū)面積的平均值；—使用特定的壓縮方法，根據(jù)所述分區(qū)面積的平均值求出壓縮系數(shù)；—求出那些使用特定壓縮方法所得到的壓縮系數(shù)大于給定極限壓縮系數(shù)的分析圖象；以及—根據(jù)含有所求出的分析圖象的比特平面確定比特平面區(qū)。一種優(yōu)選的方案是，從含有最高值比特平面的比特平面圖象的分析圖象開始，求出那些使用特定壓縮方法所得到的壓縮系數(shù)大于10的分析圖象。這特別適用于LZW方法，按照該方法可將數(shù)字圖象壓縮成GIF格式。各個(gè)分析圖象被分割成分區(qū)，該分區(qū)均包括相同的像素值，即具有相同的顏色或灰度。如果一個(gè)分析圖象分區(qū)的面積是相對較大的面積，則所適用的壓縮方法是被設(shè)計(jì)成在大面積數(shù)字圖象中有相同顏色或灰度的方法，如GIF方法，它壓縮這種分析圖象的效果要大大好于那些按以下要求設(shè)計(jì)的壓縮方法，即適用于高分辨率數(shù)字圖象并具有較高精細(xì)度和大量不同色彩和灰度的情況，例如JPEG方法。本實(shí)施例所述方法可將數(shù)字圖象劃分成多個(gè)比特平面區(qū)圖象，它們精確地包含以下數(shù)字圖象的比特平面，即使用一種合適的壓縮方法壓縮所得到的壓縮系數(shù)大于給定的極限值系數(shù)，優(yōu)選大于10。因?yàn)樘囟▔嚎s方法，例如GIF壓縮方法的壓縮系數(shù)與分析圖象的分區(qū)平面的平均值相關(guān)，所以在本實(shí)施例中的壓縮系數(shù)可以簡便、快速和可靠地確定。所述數(shù)字圖象的比特平面優(yōu)選細(xì)分成比特平面區(qū)，其方式是使用一種特定的壓縮系數(shù)大于10的壓縮方法。如果有若干壓縮方法的壓縮系數(shù)大于10，則所選擇的方法應(yīng)當(dāng)是計(jì)算開銷最小或者壓縮系數(shù)最高的方法。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利實(shí)施例，所建議的方案是，在壓縮包含高值比特平面的第一比特平面區(qū)圖象之前，求出可實(shí)現(xiàn)最高的壓縮率的GIF壓縮方法的方向。所述GIF壓縮方法的方向可采用以下步驟求得—將所述數(shù)字圖象劃分成多個(gè)分別包括一個(gè)比特平面的比特平面圖象；—從含有兩個(gè)最高值比特平面的比特平面圖象開始，通過疊加多個(gè)所述比特平面圖象生成分析圖象，以用于第一分析圖象，并且通過加入含有次低比特平面的比特平面圖象，以用于隨后的各個(gè)分析圖象；—將所述分析圖象分割成具有相同像素值的分區(qū)；—求出所述分區(qū)的垂直邊長和水平邊長；—產(chǎn)生所述分析圖象的垂直邊長和水平邊長的平均值；—對每一個(gè)所述分析圖象，將其垂直邊長和水平邊長的平均值加以比較，以及—從邊長平均值的比較結(jié)果中求得所述GIF壓縮方法的方向。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)，所建議的方案是，在壓縮包含低值比特平面的第二比特平面區(qū)圖象之前，將其按照對象區(qū)和背景區(qū)進(jìn)行分類。所述對象區(qū)包括一個(gè)或多個(gè)表現(xiàn)在數(shù)字圖象內(nèi)的對象。所述背景區(qū)與所表現(xiàn)的該對象或每個(gè)對象相關(guān)，并且不會對對象的表現(xiàn)造成影響。提高所述壓縮方法的壓縮系數(shù)時(shí)，不會對復(fù)原的圖象造成質(zhì)量損失，條件是對背景進(jìn)行簡化，即其具有較低的分辨率和/或較少的顏色或灰度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所建議的方案是，采用以下步驟對所述第二比特平面區(qū)圖象進(jìn)行分類—將含有高值比特平面的第一比特平面區(qū)分割成多個(gè)像素組；—將所述像素組分割成具有相同像素值的分區(qū)；—求出一個(gè)像素組內(nèi)部的具有不同像素值的各個(gè)分區(qū)的數(shù)量；—若一個(gè)像素組內(nèi)包含不同的分區(qū)，則將該像素組作為對象區(qū)分類；—將其余的像素組作為背景區(qū)分類；以及—對包含低值比特平面的第二比特平面區(qū)圖象進(jìn)行分類，相應(yīng)將其分成對象區(qū)和背景區(qū)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利實(shí)施例，所建議的方案是，將包含低值比特平面的第二比特平面區(qū)圖象的背景區(qū)用一個(gè)由正方像素組構(gòu)成的背景取代，其中每個(gè)像素組的所有像素均具有相同的像素值。每個(gè)像素組的所有像素的像素值最好等于所述像素組像素值的平均值。最好將所述背景區(qū)用一個(gè)背景取代，該背景由8×8個(gè)像素形成的像素組構(gòu)成。通過該簡化背景區(qū)的措施可進(jìn)一步提高JPEG壓縮方法的壓縮系數(shù)，而不會對復(fù)原的圖象帶來圖象信息質(zhì)量的損失。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利改進(jìn)，所建議的方案是，在壓縮包含低值比特平面的第二比特平面區(qū)圖象之前，求出JPEG壓縮方法的參數(shù)Q。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利實(shí)施例，所建議的方案是，所述參數(shù)Q根據(jù)含有圖象信息的第二比特平面區(qū)圖象的比特平面圖象的數(shù)量求出。此外，本發(fā)明還建議按照以下步驟求得所述參數(shù)Q—將所述數(shù)字圖象劃分成多個(gè)比特平面圖象，后者分別包括數(shù)字圖象的一個(gè)比特平面；—將所述含有低值比特平面的第二比特平面區(qū)圖象的比特平面圖象分割成具有相同像素值的分區(qū)；—求出所述分區(qū)的面積；—產(chǎn)生比特平面圖象分區(qū)面積的平均值；以及—從具有最高值的第二比特平面區(qū)圖象的比特平面圖象出發(fā)，求出以下比特平面圖象的數(shù)量，在這些比特平面圖象中，比特平面圖象的分區(qū)面積的平均值和具有最低值比特平面圖象的分區(qū)面積的平均值之間的差值大于具有最低值比特平面圖象的分區(qū)面積的平均值的10％。所求得的比特平面圖象的數(shù)量和參數(shù)Q之間的相關(guān)性可通過每個(gè)JPEG版本的靜態(tài)模型計(jì)算出來。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)有利改進(jìn)，所建議的方案是，以不同的壓縮方法壓縮的比特平面區(qū)圖象共同組成一個(gè)壓縮圖象文件，在其首行內(nèi)記錄有關(guān)各個(gè)比特平面區(qū)圖象的大小的信息。所以該首行內(nèi)包含各個(gè)比特區(qū)的壓縮界限的信息。在所述壓縮圖象文件的首行內(nèi)最好還記錄有關(guān)比特平面區(qū)圖象是以何種壓縮方法壓縮的信息。根據(jù)首行內(nèi)記錄的信息，被壓縮的圖象文件可以在以后的某個(gè)時(shí)刻順利地重新分解成壓縮的比特平面區(qū)圖象，并且各個(gè)比特平面區(qū)圖象可用相應(yīng)的解壓縮方法進(jìn)行解壓縮。本發(fā)明的另一個(gè)任務(wù)是，提供一種傳輸以上所述數(shù)字圖象的方法，它對任意結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖象，例如照片或者圖片能實(shí)現(xiàn)盡可能快速的數(shù)字圖象傳輸。為解決以上任務(wù)，本發(fā)明所建議的方案是一種從發(fā)送方的終端機(jī)向接收方的終端機(jī)傳輸數(shù)字圖象的方法，本發(fā)明的特征在于以下步驟—采用權(quán)利要求15或16所述方法在發(fā)送方的終端機(jī)上壓縮所述數(shù)字圖象；—將經(jīng)過壓縮的圖象文件從發(fā)送方的終端機(jī)傳輸給接收方的終端機(jī)；—在接收方的計(jì)算機(jī)上接收經(jīng)過壓縮的圖象文件；—在接收方的終端機(jī)上分析經(jīng)過壓縮的圖象文件的首行；—將經(jīng)過壓縮的圖象文件分解成壓縮比特平面區(qū)圖象；—在接收方的終端機(jī)上用相應(yīng)的解壓縮方法對所述壓縮比特平面區(qū)圖象進(jìn)行解壓縮；以及—在接收方的終端機(jī)上將解壓縮后的比特平面區(qū)圖象疊加成為數(shù)字圖象。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利改進(jìn)，所建議的方案是，隨同所述被壓縮的圖象文件還向接收方的終端機(jī)傳輸一個(gè)可運(yùn)行的軟件程序，它可執(zhí)行對所述被壓縮的圖象文件首行的分析，對所述被壓縮的圖象文件進(jìn)行分解，并且對所述被壓縮的比特平面區(qū)圖象的解壓縮進(jìn)行控制，而且執(zhí)行對解壓縮后的比特平面區(qū)圖象的疊加，以構(gòu)成所述數(shù)字圖象。所述軟件程序優(yōu)選是一個(gè)JAVA應(yīng)用程序(JAVA-Applet)，它可在接收方的終端機(jī)的瀏覽器上運(yùn)行。下面對照附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。圖1表示本發(fā)明所述壓縮數(shù)字圖象方法的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的流程圖；圖2表示將數(shù)字圖象劃分成多個(gè)分析圖象；圖3表示分析圖象的分割情況；以及圖4表示將數(shù)字圖象劃分成兩個(gè)比特平面區(qū)圖象。本發(fā)明所述方法涉及一種用于數(shù)字圖象的匹配式壓縮方法，對其圖象信息在多個(gè)比特平面上編碼。和已有技術(shù)中公開的壓縮方法不同的是，本發(fā)明并不分析數(shù)字圖象的內(nèi)容，即并不是將被壓縮的數(shù)字圖象分割成多個(gè)圖象區(qū)，該區(qū)和數(shù)字圖象一樣具有相同的比特平面。本發(fā)明所述方法采取的方案是，根據(jù)數(shù)字圖象的比特平面進(jìn)行分析，然后再根據(jù)分析結(jié)果為特定的比特平面選擇合適的壓縮方法。圖1表示出本發(fā)明所述方法的一個(gè)流程圖。其中的待壓縮數(shù)字圖象DB(步驟1)是一種醫(yī)療技術(shù)中的計(jì)算機(jī)診斷設(shè)備拍攝的圖象。所述數(shù)字圖象DB具有12個(gè)比特平面BE，在其中對圖象信息進(jìn)行編碼，即所述數(shù)字圖象DB的每個(gè)像素有12比特。隨后在步驟2中執(zhí)行的過程見圖2的詳細(xì)說明。在步驟2中所述數(shù)字圖象DB被劃分成12個(gè)比特平面圖象BEB，它們分別對應(yīng)一個(gè)比特平面BE。隨后從所述比特平面圖象BEB中產(chǎn)生分析圖象AB。為生成第一分析圖象AB1，要將兩個(gè)比特平面圖象BEB1和BEB2與最高值比特平面BE1和BE2疊加。對于第一分析圖象AB1的下一個(gè)分析圖象AB2，要將比特平面圖象BEB3與下一個(gè)低值比特平面BE3疊加。為生成其余的分析圖象AB3至AB11要進(jìn)行同樣操作，最后從12個(gè)比特平面圖象BEB中產(chǎn)生11個(gè)分析圖象AB。隨后在步驟3中將所述分析圖象分割成分區(qū)，它們具有相同的像素值，即具有相同的顏色或灰度。該過程見圖3的詳細(xì)說明。在圖3中左邊舉例表示出一個(gè)分析圖象AB，右邊表示出一個(gè)放大的分析圖象AB的局部。該分析圖象AB的局部內(nèi)的各個(gè)分區(qū)用標(biāo)號S1至S9表示。然后還是在步驟3內(nèi)求出各個(gè)分區(qū)的面積。分區(qū)S1的面積例如為7，分區(qū)S8的面積為34。最后產(chǎn)生每個(gè)分析圖象AB的分區(qū)面積的平均值。在所述分區(qū)面積平均值和GIF壓縮方法的壓縮系數(shù)之間存在一種相關(guān)性?；谠撓嚓P(guān)性在步驟4至步驟6中開始對最高值比特平面計(jì)算比特平面BE的數(shù)量n，其中的條件是，用一種特定的壓縮系數(shù)壓縮某個(gè)分析圖象AB，其壓縮系數(shù)大于10時(shí)，還能得到正確的結(jié)果。在步驟4至步驟6中提供了一種極限值，將數(shù)字圖象DB的比特平面細(xì)分成低值比特平面區(qū)和高值比特平面區(qū)。所述數(shù)字圖象DB然后被劃分成包含具有高值比特平面BE1至BE4的比特平面區(qū)的第一比特平面區(qū)圖象BEBB1(步驟7)，和包含具有低值比特平面BE5至BE12的比特平面區(qū)的第二比特平面區(qū)圖象BEBB2(步驟8)。所述第一比特平面區(qū)圖象BEBB1相當(dāng)于分析圖象A3，它包括具有相應(yīng)比特平面BE1至BE4的比特平面圖象BEB1至BEB4。第二比特平面區(qū)圖象BEBB2等于所述數(shù)字圖象DB和所述第一比特平面區(qū)圖象BEBB1之差。數(shù)字圖象DB劃分成第一比特平面區(qū)圖象BEBB1和第二比特平面區(qū)圖象BEBB2，如圖4所示。對于第一比特平面區(qū)圖象BEBB1選擇GIF壓縮方法，對于第二比特平面區(qū)圖象BEBB2選擇JPEG壓縮方法。在步驟9中將求出GIF壓縮方法的方向，用該方向可實(shí)現(xiàn)最高的壓縮率。為此要求出分析圖象AB分區(qū)的垂直邊長和水平邊長(參見圖3)。所述分區(qū)例如具有的垂直邊長(高度)為2，水平邊長(寬度)為4，并且分區(qū)S8的高度為4，寬度為12。然后產(chǎn)生每個(gè)分析圖象AB的垂直邊長和水平邊長的平均值。從每個(gè)分析圖象AB的垂直邊長的平均值與水平邊長的平均值的比較中可最終構(gòu)成GIF壓縮方法的方向。在步驟10至步驟12中將求出第二比特平面區(qū)圖象BEBB2的比特平面BE的數(shù)量k，該平面包含圖象信息。假設(shè)某個(gè)比特平面BE包含圖象信息的條件是，峰值信噪比(PSNR)的比值大于40dB，即該比特平面圖象BEB的分區(qū)面積平均值和最低值比特平面圖象BEB12的分區(qū)面積平均值之間的差值小于所述最低值比特平面圖象BEB12分區(qū)面積平均值的10％。從第二比特平面區(qū)圖象的最高值比特平面出發(fā)，可以在步驟11中進(jìn)行檢查。在步驟13中將求出JPEG方法的參數(shù)Q。該參數(shù)Q是根據(jù)含有圖象信息的第二比特平面區(qū)圖象BEBB2的比特平面BE5至BE12的數(shù)量k求出的。隨后對所述第二比特平面區(qū)圖象BEBB2在步驟14中進(jìn)行分類，分成一個(gè)對象區(qū)和一個(gè)背景區(qū)。為此要將第一比特平面區(qū)圖象BEBB1分割成多個(gè)像素組。所述像素組又被分割成具有相同像素值的分區(qū)。然后求出每個(gè)像素組中的具有不同像素值的各種分區(qū)的數(shù)量。如果某個(gè)像素組含有包括兩個(gè)或多個(gè)不同像素值的若干分區(qū)，則該像素組將作為對象區(qū)分類。其余的像素組則作為背景區(qū)分類。第二比特平面區(qū)圖象BEBB2也被分類成相應(yīng)的對象區(qū)和背景區(qū)。為提高壓縮率，所述背景區(qū)可通過由正方像素組組成的背景替代，所述像素組的大小為8×8像素。一個(gè)像素組內(nèi)的所有像素具有相同的像素值，即等于像素組像素值的平均值。在步驟15內(nèi)對第一比特平面區(qū)圖象BEBB1朝在步驟9中求出的GIF壓縮方法的方向壓縮。同樣在步驟16中對第二比特平面區(qū)圖象BEBB2用JPEG壓縮方法壓縮，并采用在步驟14中簡化的背景區(qū)。被壓縮的比特平面區(qū)圖象在步驟17中組合成一個(gè)壓縮圖象文件(步驟18)。在被壓縮的圖象文件的首行中，記錄各個(gè)比特平面區(qū)圖象的大小和在各個(gè)比特平面區(qū)圖象BEBB所采用的壓縮方法。權(quán)利要求1.壓縮數(shù)字圖象(DB)的方法，在多個(gè)比特平面(BE)上對所述數(shù)字圖象的圖象信息進(jìn)行編碼，其特征在于以下步驟—分析所述數(shù)字圖象(DB)的比特平面(BE)；—將所述數(shù)字圖象(DB)的比特平面(BE)劃分成多個(gè)比特平面區(qū)，它們分別包括至少一個(gè)比特平面(BE)；—將所述數(shù)字圖象(DB)分成多個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB)，它們分別包括一個(gè)比特平面區(qū)；—給每個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB)選擇一個(gè)特定的壓縮方法；以及—用所選擇的壓縮方法對各個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB)進(jìn)行壓縮。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，將所述數(shù)字圖象(DB)的比特平面(BE)細(xì)分成兩個(gè)比特平面區(qū)，并將所述數(shù)字圖象劃分成兩個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB1；BEBB2)，對包括高值比特平面(BE)的第一比特平面選擇GIF壓縮方法，對包括低值比特平面(BE)的第二比特平面選擇JPEG壓縮方法，并且分別用所選擇的壓縮方法對所述比特平面區(qū)圖象(BEBB1；BEBB2)進(jìn)行壓縮。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，所述數(shù)字圖象(DB)的比特平面(BE)的分析包括以下步驟—將所述數(shù)字圖象(DB)劃分成多個(gè)分別包括一個(gè)比特平面(BE)的比特平面圖象(BEB)；—從含有兩個(gè)最高值比特平面(BE)的比特平面圖象(BEB1，BEB2)開始，通過疊加多個(gè)所述比特平面圖象(BEB)生成分析圖象(AB)，以用于第一分析圖象(AB1)，并且通過加入含有次低比特平面(BE3-BE12)的比特平面圖象(BEB3-BEB12)，以用于隨后的各個(gè)分析圖象(AB2-AB11)；—將所述分析圖象(AB)分割成具有相同像素值的分區(qū)(S)；—求出所述分區(qū)(S)的面積；—產(chǎn)生所述分析圖象(AB)的分區(qū)面積的平均值；—使用特定的壓縮方法，根據(jù)所述分區(qū)面積的平均值求出壓縮系數(shù)；—求出那些使用特定壓縮方法所得到的壓縮系數(shù)大于給定極限壓縮系數(shù)的分析圖象(AB)；以及—根據(jù)含有所求出分析圖象(AB)的比特平面(BE)確定比特平面區(qū)。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征是，從含有最高值比特平面(BE)的比特平面圖象(BEB)的分析圖象(AB1)開始，求出那些使用特定壓縮方法所得到的壓縮系數(shù)大于10的分析圖象(AB)。5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，在壓縮包含高值比特平面(BE)的第一比特平面區(qū)圖象(BEBB1)之前，求出可實(shí)現(xiàn)最高的壓縮率的GIF壓縮方法的方向。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，采用以下步驟求得所述GIF壓縮方法的方向—將所述數(shù)字圖象(DB)劃分成多個(gè)分別包括一個(gè)比特平面(BE)的比特平面圖象(BEB)；—從含有兩個(gè)最高值比特平面(BE1，BE2)的比特平面圖象(BEB1，BEB2)開始，通過疊加多個(gè)所述比特平面圖象(BEB)生成分析圖象(AB)，以用于第一分析圖象(AB)，并且通過加入含有次低比特平面(BE3-BE12)的比特平面圖象(BEB3-BEB12)，以用于隨后的各個(gè)分析圖象(AB2-AB11)；—將所述分析圖象(AB)分割成具有相同像素值的分區(qū)(S)；—求出所述分區(qū)(S)的垂直邊長和水平邊長；—產(chǎn)生所述分析圖象(AB)的垂直邊長和水平邊長的平均值；—對每一個(gè)所述分析圖象(AB)，將其垂直邊長和水平邊長的平均值加以比較，以及—從邊長平均值的比較結(jié)果中求得所述GIF壓縮方法的方向。7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，在壓縮包含低值比特平面(BE)的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)之前，將其按照對象區(qū)和背景區(qū)進(jìn)行分類。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，采用以下步驟對所述第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)進(jìn)行分類—將含有高值比特平面的第一比特平面區(qū)分割成多個(gè)像素組；—將所述像素組分割成具有相同像素值的分區(qū)；—求出一個(gè)像素組內(nèi)部的具有不同像素值的各個(gè)分區(qū)的數(shù)量；—若一個(gè)像素組內(nèi)包含不同的分區(qū)，則將該像素組作為對象區(qū)分類；—將其余的像素組作為背景區(qū)分類；以及—對包含低值比特平面(BE)的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)進(jìn)行分類，相應(yīng)將其分成對象區(qū)和背景區(qū)。9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征是，將包含低值比特平面(BE)的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)的背景區(qū)用一個(gè)由正方像素組構(gòu)成的背景取代，其中每個(gè)像素組的所有像素均具有相同的像素值。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征是，每個(gè)像素組的所有像素的像素值等于所述像素組像素值的平均值。11.如權(quán)利要求9或10所述的方法，其特征是，將所述背景區(qū)用一個(gè)背景取代，該背景由8×8個(gè)像素形成的像素組構(gòu)成。12.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，在壓縮包含低值比特平面(BE)的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)之前，求出JPEG壓縮方法的參數(shù)Q。13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征是，所述參數(shù)Q根據(jù)含有圖象信息的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)的比特平面圖象(BEB)的數(shù)量求出。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征是，按照以下步驟求得所述參數(shù)(Q)—將所述數(shù)字圖象(DB)劃分成多個(gè)比特平面圖象(BEB)，后者分別包括數(shù)字圖象(DB)的一個(gè)比特平面(BE)；—將所述含有低值比特平面的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB)的比特平面圖象(BEB)分割成具有相同像素值的分區(qū)(S)；—求出所述分區(qū)(S)的面積；—產(chǎn)生所述比特平面區(qū)圖象(BEBB2)的比特平面圖象(BEB)的分區(qū)面積的平均值；以及—從具有最高值的第二比特平面區(qū)圖象(BEBB2)的比特平面圖象(BEB)出發(fā)，求出以下比特平面圖象(BEB)的數(shù)量，在這些比特平面圖象中，比特平面圖象(BEB)的分區(qū)面積的平均值和具有最低值比特平面圖象(BEB12)的分區(qū)面積的平均值之間的差值大于具有最低值比特平面圖象(BEB12)的分區(qū)面積的平均值的10％。15.如權(quán)利要求1至14中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征是，以不同的壓縮方法壓縮的比特平面區(qū)圖象(BEBB)共同組成一個(gè)壓縮圖象文件，在其首行內(nèi)記錄有關(guān)各個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB)的大小的信息。16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征是，在所述壓縮圖象文件的首行內(nèi)記錄有關(guān)比特平面區(qū)圖象(BEBB)是以何種壓縮方法壓縮的信息。17.從發(fā)送方的終端機(jī)向接收方的終端機(jī)傳輸數(shù)字圖象(DB)的方法，在多個(gè)比特平面(BE)上對所述數(shù)字圖象的圖象信息進(jìn)行編碼，其特征在于以下步驟—采用權(quán)利要求15或16所述方法在發(fā)送方的終端機(jī)上壓縮所述數(shù)字圖象(DB)；—將經(jīng)過壓縮的圖象文件從發(fā)送方的終端機(jī)傳輸給接收方的終端機(jī)；—在接收方的終端機(jī)上接收經(jīng)過壓縮的圖象文件；—在接收方的終端機(jī)上分析經(jīng)過壓縮的圖象文件的首行；—將經(jīng)過壓縮的圖象文件分解成壓縮比特平面區(qū)圖象；—在接收方的終端機(jī)上用相應(yīng)的解壓縮方法對所述壓縮比特平面區(qū)圖象進(jìn)行解壓縮；以及—在接收方的終端機(jī)上將解壓縮后的比特平面區(qū)圖象(BEBB)疊加成為數(shù)字圖象(DB)。18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征是，隨同所述被壓縮的圖象文件還向接收方的終端機(jī)傳輸一個(gè)可運(yùn)行的軟件程序，它可執(zhí)行對所述被壓縮的圖象文件首行的分析，對所述被壓縮的圖象文件進(jìn)行分解，并且對所述被壓縮的比特平面區(qū)圖象的解壓縮進(jìn)行控制，而且執(zhí)行對解壓縮后的比特平面區(qū)圖象的疊加，以構(gòu)成所述數(shù)字圖象。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征是，所述軟件程序是一個(gè)JAVA應(yīng)用程序，它可在接收方的終端機(jī)的瀏覽器上運(yùn)行。全文摘要本發(fā)明涉及一種壓縮數(shù)字圖象(DB)的方法,在多個(gè)比特平面(BE)上對所述數(shù)字圖象的圖象信息進(jìn)行編碼。所提供的是一種匹配式壓縮方法,用該方法可對任意結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖象進(jìn)行最有效地壓縮。所述方法包括以下步驟:分析所述數(shù)字圖象(DB)的比特平面(BE);將所述數(shù)字圖象(DB)的比特平面(BE)劃分成多個(gè)比特平面區(qū),它們分別包括至少一個(gè)比特平面(BE);將所述數(shù)字圖象(DB)分成多個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB),它們分別包括一個(gè)比特平面區(qū)(步驟7,步驟8);給每個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB)選擇一個(gè)特定的壓縮方法;以及用所選擇的壓縮方法對各個(gè)比特平面區(qū)圖象(BEBB)進(jìn)行壓縮(步驟15,步驟16)。文檔編號H04N1/41GK1353907SQ00808544公開日2002年6月12日申請日期2000年9月1日優(yōu)先權(quán)日1999年9月15日發(fā)明者克里斯托夫·邁內(nèi)爾,澤爾古艾·赫盧多夫申請人:泰勒馬蒂克協(xié)會研究院