專利名稱：圖像壓縮的方法及裝置、終端的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖像壓縮技術，尤其涉及一種圖像壓縮的方法及裝置、終端。
背景技術：
隨著智能手機的流行，移動視覺搜索的潛力逐漸顯現(xiàn)出來。現(xiàn)有技術中基于移動設備的圖像檢索方法為在移動客戶端提取圖像的局部描述子；對提取到的局部描述子進行壓縮；再通過無線網(wǎng)絡將壓縮后的局部描述子傳輸給服務器端，以使服務器端根據(jù)局部描述子在服務器的數(shù)據(jù)庫中進行查找，并將查找的結果發(fā)送至客戶端。上述圖像檢索方法的計算量較高，對低性能的移動設備而言，提取局部描述子的過程會非常耗時，進而嚴重影響服務器端的響應時間，降低了檢索效率?，F(xiàn)在移動設備大多支持JPEG壓縮技術，并且按照JPEG標準壓縮圖片可以在極短的時間內(nèi)完成。為此，業(yè)內(nèi)人士提出了直接傳輸按照JPEG標準壓縮的圖像的檢索方法。具體地，采用JPEG標準壓縮圖片是采用JPEG標準的量化表量化圖片，并將量化后的圖片的特征量發(fā)送至服務器端。然而，由于JPEG標準的量化表主要是從人類視覺的角度保持圖像的逼真度，而不是保護視覺檢索所需要的重要信息，如頻譜信息。由此，采用JPEG標準的量化表量化后的圖片在視覺檢索中并沒有體現(xiàn)出很好的壓縮性能和檢索性能。由此，上述檢索方法出現(xiàn)的問題是采用JPEG標準的量化表量化后的圖片的比特數(shù)仍舊無法滿足低性能的移動設備的傳輸性能，進一步地，服務器端采用量化后的圖片檢索的結果準確率非常低。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種圖像壓縮的方法及裝置、終端。本發(fā)明的第一個方面是提供一種圖像壓縮的方法，其包括獲取目標圖像的DCT變換系數(shù)；采用第二量化表量化所述DCT變換系數(shù)，經(jīng)所述第二量化表量化后得到的圖像為所述目標圖像的特征量，用于表示壓縮后的目標圖像；所述第二量化表為采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG 標準的第一量化表中的量化值之后得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的量化表。本發(fā)明的另一個方面是提供一種圖像壓縮的裝置，其包括變換系數(shù)獲取單元，用于獲取目標圖像的DCT變換系數(shù)；量化單元，用于采用第二量化表量化所述DCT變換系數(shù)，經(jīng)所述第二量化表量化后得到的圖像為所述目標圖像的特征量，用于表示壓縮后的目標圖像；其中，所述第二量化表為采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定 JPEG標準的第一量化表中的量化值之后得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的量化表。由上述技術方案可知，本發(fā)明提供的圖像壓縮的方法及裝置，通過采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG標準的第一量化表中的量化值得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的第二量化表，進而采用第二量化表量化目標圖像的DCT變換系數(shù)，使得量化后的目標圖像的特征量能夠較好的保留了原目標圖像的視覺檢索特征，同時該目標圖像的特征量的比特數(shù)遠遠小于目標圖像的比特數(shù)，進而較好的滿足低性能的移動設備的傳輸需求。本發(fā)明的又一個方面是提供一種圖像檢索方法，其包括采用上述任一所述的方法獲取目標圖像的特征量；將所述目標圖像的特征量傳輸至服務器端，以使所述服務器端將所述目標圖像的特征量進行逆變換，以獲取還原的目標圖像，根據(jù)所述還原的目標圖像在預置的數(shù)據(jù)庫中獲取檢索結果；接收所述服務器端發(fā)送的檢索結果。由上述技術方案可知，本發(fā)明提供的圖像檢索方法，通過采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG標準的第一量化表中的量化值得到優(yōu)化目標函數(shù)值最小的第二量化表，進而采用第二量化表量化目標圖像的DCT變換系數(shù)，使得量化后的目標圖像的特征量較好的保留了原目標圖像的視覺檢索特征，進而在服務器端采用該目標圖像特征量逆變換后的圖像進行檢索，可保證檢索結果的準確率。另外，上述目標圖像的特征量的比特數(shù)遠遠小于目標圖像的比特數(shù)，進而解決了現(xiàn)有技術中傳輸至服務器端的壓縮圖片的比特數(shù)無法滿足低性能的移動設備的傳輸性能的問題。本發(fā)明的再一個方面是提供一種終端，其包括數(shù)據(jù)傳輸單元和本發(fā)明中任一所述的圖像壓縮的裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于在所述裝置獲取到目標圖像的特征量之后，將所述目標圖像的特征量傳輸至服務器端，以使所述服務器端將所述目標圖像的特征量進行逆變換，以獲取還原的目標圖像，根據(jù)所述還原的目標圖像在預置的數(shù)據(jù)庫中獲取檢索結果；所述接收單元用于接收所述服務器端發(fā)送的檢索結果。由上述技術方案可知，本發(fā)明提供的終端采用圖像壓縮的裝置能夠獲取到比特數(shù)非常小的表示目標圖像的特征量，進而可較好的降低終端的傳輸延時效應。


圖I為本發(fā)明一實施例提供的圖像壓縮的方法的步驟流程圖；圖2A為本發(fā)明一實施例提供的獲取第二量化表的步驟流程圖；圖2B為本發(fā)明一實施例所使用的JPEG標準的量化表的示意圖；圖3A為本發(fā)明一實施例為獲取第二量化表的過程不意圖；圖3B為本發(fā)明一實施例所使用的第二量化表的示意圖；圖3C為圖3B中的區(qū)域A的放大示意圖；圖4為本發(fā)明一實施例所使用的兩個第三量化表交叉的示意圖；圖5為本發(fā)明一實施例圖像檢索方法的步驟流程圖；圖6為本發(fā)明一實施例提供的圖像壓縮的裝置的結構示意圖；圖7為本發(fā)明一實施例提供的終端的結構示意圖。
具體實施例方式圖I示出了本發(fā)明一實施例提供的圖像壓縮的方法的步驟流程圖，如圖I所示，本實施例中的圖像壓縮的方法如下文所述。101、獲取目標圖像的離散余弦變換(Discrete Cosine Transform,簡稱DCT變換)系數(shù)。可以理解的是，DCT變換就把目標圖像中的像素和像素間的規(guī)律呈現(xiàn)出來，更方便壓縮目標圖像。例如，目標圖像經(jīng)過DCT變換后從空間域變換到頻率域，其頻譜信息中的低頻分量對應了目標圖像中灰度值變化比較緩慢的區(qū)域，而頻譜信息中的高頻分量對應了圖像中灰度值變化比較劇烈的區(qū)域(如表征目標圖像中建筑/人物的邊緣和隨機噪聲等信息)。通常，需要查看目標圖像的行、列的像素個數(shù)是否均是8 (該處的8為經(jīng)驗值)的倍數(shù)，若是，則將目標圖像直接進行DCT變換，獲取目標圖像的DCT變換系數(shù)，否則，將目標圖像的行、列的像素個數(shù)均補成8的倍數(shù)，再進行DCT變換。102、采用第二量化表量化前述的DCT變換系數(shù)，經(jīng)所述第二量化表量化后得到的圖像為所述目標圖像的特征量，用于表示壓縮后的目標圖片；第二量化表為采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG標準的第一量化表中的量化值之后得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的量化表。本實施例中，JPEG標準的第一量化表為8*8的塊，其中每一小塊可理解為一個像素大小的范圍。采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則設定8*8塊中的量化值，進而通過優(yōu)化目標函數(shù)的算法獲取的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的第二量化表，采用該第二量化表量化前述的DCT變換系數(shù)，能夠使壓縮后的目標圖像的比特數(shù)較小，有利于圖像的傳輸。通常，目標圖像特征量的比特數(shù)小于等于目標圖像的比特數(shù)的十分之一。由上述技術方案可知，本實施例提供的圖像壓縮的方法，通過采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG標準的第一量化表中的量化值得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的第二量化表，進而采用第二量化表量化目標圖像的DCT變換系數(shù)，使得量化后的目標圖像的特征量能夠較好的保留了原目標圖像的視覺檢索特征，同時該目標圖像的特征量的比特數(shù)遠遠小于目標圖像的比特數(shù)，有效壓縮了目標圖像，進而較好的滿足低性能的移動設備的傳輸需求。結合圖2A至圖4所示，圖2A示出了本發(fā)明一實施例提供的獲取第二量化表的步驟流程圖，圖2B示出了本發(fā)明一實施例所使用的JPEG標準的量化表的示意圖；圖3A示出了本發(fā)明一實施例為獲取第二量化表的過程示意圖；圖38示出了本發(fā)明一實施例所使用的第二量化表的示意圖；圖3(示出了圖3B中區(qū)域A的放大示意圖；圖4示出了本發(fā)明一實施例所使用的兩個第三量化表交叉的示意圖。本實施例中舉例說明第二量化表的獲取方式，其獲取方式如下文所述。201、根據(jù)預設的公式設定所述第一量化表中的量化值，得到N個第三量化表，每一第三量化表唯一，N為正整數(shù)，且大于等于3。具體地，根據(jù)預置的圖像的頻譜信息將第一量化表劃分為頻率依次遞增的P個區(qū)域，P取正整數(shù)，且大于等于2 ;選取N個劃分有P個區(qū)域的第一量化表，根據(jù)所述預設的公式分別設定N個第一量化表中各區(qū)域的量化值，得到N個第三量化表，以使每個第三量化表中各區(qū)域的取值范圍不重疊且各區(qū)域的取值范圍的中間值隨著所述頻率的遞增依次遞增。舉例來說，在P等于2時，根據(jù)預置的圖像的頻譜信息將第一量化表劃分為兩個區(qū)域，如與預置的圖像的頻譜信息中的低頻分量對應的區(qū)域和頻譜信息中高頻分量對應的區(qū)域；其中，高頻分量的頻率大于低頻分量的頻率。此時，根據(jù)預設公式設定與預置的圖像的頻譜信息中的低頻分量對應的區(qū)域中任一量化值的取值范圍為1-254，與預置的圖像的頻譜信息中的高頻分量對應的區(qū)域中任一量化值為255。 本實施例中預置的圖像可為任意的一幅圖像。圖2B示出了現(xiàn)有的符合JPEG標準的第一量化表，在圖3A中，根據(jù)頻譜信息將圖 2A所示出的第一量化表分成四個區(qū)域,如圖3A中的第一區(qū)域abcda,第二區(qū)域bcdgfeb,第三區(qū)域efgjihe,第四區(qū)域hijplkh。根據(jù)現(xiàn)有技術中的JPEG量化表分布區(qū)域的含義，如量化表的左上角區(qū)域通常表示目標圖像的低頻分量，右下角區(qū)域通常表示目標圖像的高頻分量，本實施例中，可按照如下的公式Q(x，y)進行設定第三量化表中的量化值。圖3A中低頻分量的區(qū)域為ahija，高頻分量的區(qū)域為hijplkh。圖3A中所示的量化表的每一個量化值用Q(x,y)表示，其中x, y = O, I,. . . , 7,按如下公式設置圖3A所示的量化表中的量化值
權利要求
1.一種圖像壓縮的方法，其特征在于，包括獲取目標圖像的DCT變換系數(shù)；采用第二量化表量化所述DCT變換系數(shù)，經(jīng)所述第二量化表量化后得到的圖像為所述目標圖像的特征量，用于表示壓縮后的目標圖像；所述第二量化表為采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG標準的第一量化表中的量化值之后得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的量化表。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二量化表的獲取方式為根據(jù)預設的公式設定所述第一量化表中的量化值，得到N個第三量化表，每一第三量化表唯一，N為正整數(shù)，且大于等于3 ；采用所述第三量化表量化預置的圖像的DCT變換系數(shù)，獲取與每一第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值；當N個第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值的方差小于預置的第一閾值時，將與N個優(yōu)化目標函數(shù)值中最小的優(yōu)化目標函數(shù)值對應的第三量化表作為第二量化表。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，若N個第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值的方差大于等于所述第一閾值，則選取所有的優(yōu)化目標函數(shù)值的排序中的前M個優(yōu)化目標函數(shù)值對應的第三量化表，所述排序為數(shù)值從小到大的排序，M取正整數(shù)，且小于等于N ；將選取的M個第三量化表進行變換，得到M個第四量化表；采用所述第四量化表量化所述預置的圖像的DCT變換系數(shù)，以獲取與所述第四量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值；將分別與M個第四量化表、N個第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值進行從小到大的排序，選取排在前面的N個優(yōu)化目標函數(shù)值；當選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值的方差小于所述預置的第一閾值時，將與選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值中最小的優(yōu)化目標函數(shù)值對應的量化表作為第二量化表；否則，從選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值中選取排在前面的M個優(yōu)化目標函數(shù)值，并使與選取的M個優(yōu)化目標函數(shù)值對應的量化表重復上述變換的步驟，以使選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值的方差小于所述預置的第一閾值、并將與選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值中最小的優(yōu)化目標函數(shù)值對應的量化表作為第二量化表。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)預設的公式設定所述第一量化表中的量化值，得到N個第三量化表的步驟包括根據(jù)所述預置的圖像的頻譜信息將所述第一量化表劃分為頻率依次遞增的P個區(qū)域， P取正整數(shù)，且大于等于2 ;根據(jù)所述預設的公式分別設定N個第一量化表中各區(qū)域的量化值，得到N個第三量化表，以使每個第三量化表中各區(qū)域的取值范圍不重疊且各區(qū)域的取值范圍的中間值隨著所述頻率的遞增依次遞增。
5.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，采用所述第三量化表量化預置的圖像的 DCT變換系數(shù)，獲取與每一第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值的步驟包括獲取所述預置的圖像的圖像壓縮率、以及結合圖像檢索方法獲取采用第三量化表量化預置的圖像后得到的圖像特征量的匹配失真率；根據(jù)所述圖像壓縮率、匹配失真率獲取所述第三量化表的優(yōu)化目標函數(shù)值。
6.一種圖像檢索方法，其特征在于，包括采用權利要求I至5任一所述的方法獲取目標圖像的特征量；將所述目標圖像的特征量傳輸至服務器端，以使所述服務器端將所述目標圖像的特征量進行逆變換，以獲取還原的目標圖像，根據(jù)所述還原的目標圖像在預置的數(shù)據(jù)庫中獲取檢索結果；接收所述服務器端發(fā)送的檢索結果。
7.一種圖像壓縮的裝置，其特征在于，包括變換系數(shù)獲取單元，用于獲取目標圖像的DCT變換系數(shù)；量化單元，用于采用第二量化表量化所述DCT變換系數(shù)，經(jīng)所述第二量化表量化后得到的圖像為所述目標圖像的特征量，用于表示壓縮后的目標圖像；其中，所述第二量化表為采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG 標準的第一量化表中的量化值之后得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的量化表。
8.根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，還包括第二量化表的獲取單元，所述第二量化表的獲取單元具體用于，根據(jù)預設的公式設定所述第一量化表中的量化值，得到N個第三量化表，每一量化表唯一，N為正整數(shù)，且大于等于3 ；采用所述第三量化表量化預置的圖像的DCT變換系數(shù)，獲取與每一第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值；當N個第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值的方差小于所述預置的第一閾值時，將與N 個優(yōu)化目標函數(shù)值中最小的優(yōu)化目標函數(shù)值對應的第三量化表作為第二量化表。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二量化表的獲取單元還用于，若N個第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值的方差大于等于所述第一閾值，則選取所有的優(yōu)化目標函數(shù)值的排序中的前M個優(yōu)化目標函數(shù)值對應的第三量化表，所述排序為數(shù)值從小到大的排序，M取正整數(shù)，且小于等于N ；將選取的M個第三量化表進行變換，得到M個第四量化表；采用所述第四量化表量化所述預置的圖像的DCT變換系數(shù)，以獲取與所述第四量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值；將分別與M個第四量化表、N個第三量化表對應的優(yōu)化目標函數(shù)值進行從小到大的排序，選取排在前面的N個優(yōu)化目標函數(shù)值；當選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值的方差小于所述預置的第一閾值時，將與選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值中最小的優(yōu)化目標函數(shù)值對應的量化表作為第二量化表；否則，在于選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值中選取排在前面的M個優(yōu)化目標函數(shù)值，并使與選取的M個優(yōu)化目標函數(shù)值對應的量化表重復所述第二量化表的獲取單元中的變換的功能，以使所述第二量化表的獲取單元選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值的方差小于所述預置的第一閾值、并將與選取的N個優(yōu)化目標函數(shù)值中最小的優(yōu)化目標函數(shù)值對應的量化表作為第二量化表。
10.一種終端，包括數(shù)據(jù)傳輸單元、接收單元，其特征在于，還包括如上權利要求7至9 任一所述的裝置；所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于在所述裝置獲取到目標圖像的特征量之后，將所述目標圖像的特征量傳輸至服務器端，以使所述服務器端將所述目標圖像的特征量進行逆變換，以獲取還原的目標圖像，根據(jù)所述還原的目標圖像在預置的數(shù)據(jù)庫中獲取檢索結果；所述接收單元用于接收所述服務器端發(fā)送的檢索結果。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像壓縮的方法及裝置、終端，其中，所述方法包括獲取目標圖像的DCT變換系數(shù)；采用第二量化表量化所述DCT變換系數(shù)，經(jīng)所述第二量化表量化后得到的圖像為目標圖像的特征量，用于表示壓縮后的目標圖像，特征量的比特數(shù)小于等于目標圖像的比特數(shù)的十分之一；第二量化表為采用基于圖像檢索性能獲取的量化表優(yōu)化規(guī)則重新設定JPEG標準的第一量化表中的量化值之后得到的優(yōu)化目標函數(shù)值最小的量化表。上述方法能夠?qū)D像壓縮至較低的比特數(shù)，以滿足低性能的移動設備的傳輸需求，進一步地，能夠解決現(xiàn)有技術中由于受無線網(wǎng)絡帶寬的限制，傳輸至服務器端的壓縮圖像的比特數(shù)和失真率較高而導致的傳輸延遲和檢索準確率不高的問題。
文檔編號H04N7/26GK102595138SQ20121005065
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權日2012年2月29日
發(fā)明者劉祥凱, 李冰, 楊爽, 段凌宇, 王仿坤, 高文, 黃鐵軍 申請人:北京大學