CN100425066C - 图像压缩的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种图像压缩的方法，该方法执行以下步骤：预先设定无损编码模式以及目标压缩比；获取当前原始图像的像素；在满足所述目标压缩比条件下，判断所述当前像素的编码块和相邻块是否属于无损编码模式或有损编码模式，然后确定执行编码模式；采用执行编码模式，对所述原始图像进行编码压缩，获得满足所述目标压缩比的压缩图像。本发明根据预先设定的目标压缩比，针对不同的图像，通过对无损压缩及有损压缩的对比，选择最佳编码模式，其仅占用较小的资源，对不同内容和不同统计特征的图象进行压缩后获得相同的压缩比，且获得很高的主观视觉质量。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像压缩的方法，尤其是一种在多媒体信息的存储、传输过程中，对具有相同比特的不同的图像进行压缩而获得具有相同压缩比的图像压缩的方法。
背景技术
众所周知，在开发、处理多媒体应用系统时，遇到的最大障碍是对多媒体信息所具有的巨大的数据量进行的包括采集、存储和传输的处理。因此，通常需要采用图象压缩的方法，以节省存储空间或传输信道的容量。
现有的图象压缩方法主要包括行程长度编码方法、预测编码方法、哈夫曼编码方法、算术编码方法、量化编码方法、变换编码方法以及分形编码方法等等。这些图象压缩方法中包括无损压缩和有损压缩，而且，这些方法都是与图像内容相关，当采用同一种压缩方法时，内容不同的图象会出现压缩比不同的现象，也就是说相同输入比特数的不同图象，不能获得相同比特数的输出图象。
在图象处理芯片中，由于时钟频率是固定的，为了节约生产成本，不增加额外的缓冲存储器，且满足一定的数据总线带宽，有时需要将所有的图象都压缩到一个固定的比特数，并且，这种压缩不能影响人们对图象的主观视觉质量，也就是说不能造成图象质量下降或者尽量减少图像质量的下降。
上述已有的图象压缩方法中，对于无损类的压缩方法，虽然它们没有损失图象的信息量，可以获得与原始图象完全一样的解码图象，但是这类压缩方法对不同内容的图象压缩效果不同，不能获得统一的压缩比，这是因为它们往往与图像的统计特征有关，而对于有损类的压缩方法，不同的图像也适用于不同的有损压缩，而且即使是有损压缩，其对具有相同输入比特数的不同图像的压缩结果也是不能获得统一的压缩比。
另外，以往的压缩方法往往要利用图像很大区域的统计特性，也就是要耗用资源进行图像数据的存储，而芯片内的存储器容量的大小，在很大程度上决定了芯片的尺寸大小和成本高低，因此，利用图像很大区域的统计特性的压缩方法也是很不经济的。
发明内容
本发明的目的在于针对上述传统图像压缩方法所存在的相同输入比特数的不同图像，不能获得相同比特数的输出图像以及在压缩过程中需要耗用大量的存储资源，而提供一种图像压缩的方法，该方法只需占用较小的存储资源，对于具有相同比特数的，却具有不同内容和不同统计特征的图像能够获得具有相同压缩比的压缩图像。
为实现上述目的，本发明采用的一种图像压缩的方法，其执行以下步骤：
步骤1、预先设定无损编码模式以及目标压缩比，该目标压缩比为原始图像每个像素比特数与压缩后图像每个像素比特数的比值；
步骤2、获取当前原始图像的像素；
步骤3、在满足所述目标压缩比条件下，判断所述当前像素的编码块和相邻块是否属于所述预先设定的无损编码模式，如果属于，则确定该无损编码模式为执行编码模式，然后执行步骤6；如果不属于，则执行步骤4；
步骤4、用所有有损编码模式对所述当前像素的编码块进行编码，根据目标比特数确定每个编码模式的模式识别符，使得信息数据和模式识别符的比特数总和等于目标比特数，获得多个试验编码结果；
步骤5、在所述多个试验编码结果中，选择失真度最低的所述有损编码模式所对应的有损编码模式为所述执行编码模式；
步骤6、采用所述执行编码模式，对所述原始图像进行编码压缩，获得满足所述目标压缩比的压缩图像；
所述步骤6中在对所述原始图像进行编码压缩的过程中，当出现所述无损编码模式的块小于所述目标压缩比时，用补零的方式获得满足所述目标压缩比的压缩图像。
上述技术方案中，预先设定有目标压缩比，在该目标压缩比下，编码模式的类型分为两种：一种是无损编码模式，另一种是有损编码模式。无损编码模式的块大小可以和有损编码模式的块的大小一样，也可以是几倍。无损编码模式适合那种像素块中包含完全相同的亮度和色度像素的情况，编码时对于相同亮度和色度的像素只保留一个像素的亮度和色度值；有损编码模式中，尽量不损失亮度信息。有些模式选择性地截断亮度和色度值的低位比特以满足目标压缩比，有些模式丢弃亮度和色度值得高位比特来满足目标压缩比，也有些模式选择性地舍弃某些色度信息来满足目标压缩比。通过选择、对比，最后就能够确定一个最佳的压缩编码模式。
由上述技术方案可知，本发明根据预先设定的目标压缩比，针对不同的图像，通过对无损压缩及有损压缩的对比，选择最佳编码模式，从而克服了以往图像压缩方法中所存在的相同输入比特数的不同图像，压缩后不能获得相同比特数的输出图像以及在压缩过程中需要耗用大量的存储资源的缺陷，其仅占用较小的资源，对不同内容和不同统计特征的图像进行压缩后获得相同的压缩比，且获得很高的主观视觉质量。
下面结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明的一个具体实施例的流程图。
具体实施方式
图1所示，为本发明的一个具体实施例的流程图。在进行图像压缩前，预先设定无损编码模式以及目标压缩比，该目标压缩比为原始图像每个像素比特数与压缩后图像每个像素比特数的比值。压缩后图像每个像素比特数确定了每个像素的目标编码块的大小。设计无损编码模式和有损编码模式的编码方法，根据目标比特数确定每个编码模式的模式识别符，使得信息数据和模式识别符的比特数总和等于目标比特数。
对原始图像进行压缩的步骤如下：
步骤101、获取当前原始图像的像素，该像素的比特数为m。
步骤102、将当前原始图像的像素由RGB向YUV进行色度空间转换，已便于利用人眼视觉特性进行编码。
步骤103、判断当前像素的编码块和相邻块是否属于无损编码模式，如果属于，则执行步骤108；如果不属于，则执行步骤104。无损编码模式为多种，当前像素的编码块和相邻块属于多种无损编码模式中的一种时，则确定该无损编码模式为执行编码模式，这样可以最大程度地无损重现原始图象；如果不满足无损编码模式中的任何一种，就进行有损编码模式的选择。
步骤104、用所有有损编码模式对当前像素的编码块进行编码，并插入便于解码的识别符，获得多个试验编码结果。识别符的长度不是固定的。
步骤105、对多个试验编码结果分别进行解码。
步骤106、根据以下算式，分别计算多个试验编码结果在解码后的失真度。
其中，M为有损编码模式的个数，N为当前编码块中所有象素的亮度和色度值的个数，a(j)为原始象素的亮度或色度值，ai(j)为解码象素在有损模式i下的亮度或色度值。
步骤107、在所述多个试验编码结果中，选择失真度最低的所述有损编码模式所对应的有损编码模式为执行编码模式，然后执行步骤109。
步骤108、确定该无损编码模式为执行编码模式。
步骤109、采用执行编码模式，对原始图像进行编码压缩。
步骤110、获得满足所述目标压缩比的压缩图像，此时，压缩图像的像素的比特数为n。在以无损编码模式为执行编码模式对原始图像进行编码压缩的过程中，由于不用重复保存相同亮度和色度值的像素，可能会出现无损编码模式的块小于目标压缩比，此时，用补零的方式获得满足所述目标压缩比的压缩图像。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1. 一种图像压缩的方法，其中，执行以下步骤：
步骤1、预先设定无损编码模式以及目标压缩比，该目标压缩比为原始图像每个像素比特数与压缩后图像每个像素比特数的比值；
步骤2、获取当前原始图像的像素；
步骤3、在满足所述目标压缩比条件下，判断所述当前像素的编码块和相邻块是否属于所述预先设定的无损编码模式，如果属于，则确定该无损编码模式为执行编码模式，然后执行步骤6；如果不属于，则执行步骤4；
步骤4、用所有有损编码模式对所述当前像素的编码块进行编码，根据目标比特数确定每个编码模式的模式识别符，使得信息数据和模式识别符的比特数总和等于目标比特数，获得多个试验编码结果；
步骤5、在所述多个试验编码结果中，选择失真度最低的所述有损编码模式所对应的有损编码模式为所述执行编码模式；
步骤6、采用所述执行编码模式，对所述原始图像进行编码压缩，获得满足所述目标压缩比的压缩图像；
所述步骤6中在对所述原始图像进行编码压缩的过程中，当出现所述无损编码模式的块小于所述目标压缩比时，用补零的方式获得满足所述目标压缩比的压缩图像。
2. 根据权利要求1所述的图像压缩的方法，其中，所述步骤2与步骤3之间还增设有将所述当前原始图像的像素由RGB向YUV进行色度空间转换的步骤。
3. 根据权利要求2所述的图像压缩的方法，其中，所述步骤3中的所述无损编码模式的块大于或等于所述有损编码模式的块。
4. 根据权利要求1所述的图像压缩的方法，其中，所述步骤1中预先设定的所述无损编码模式为多种。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的图像压缩的方法，其中，所述步骤4与步骤5之间还增设有以下步骤：
步骤41、对所述多个试验编码结果分别进行解码；
步骤42、分别计算所述多个试验编码结果在解码后的失真度。
6. 根据权利要求5所述的图像压缩的方法，其中，所述步骤4中在进行所述编码过程中还插入便于解码的识别符。
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