CN102148984B - 一种调整jpeg编码码率的方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种调整JPEG的编码码率的方法及设备，方法包括：根据积压码流对图像进行锐度调整，其中，所述积压码流是对JPEG编码进行实时监测得出，所述锐度调整包括锐度弱化和锐度强化；以及对进行锐度调整后的图像进行JPEG编码。本发明通过对JPEG解码中的积压码流进行实时监测，根据码流积压情况对图像进行锐度调整后再进行编码，从而调整了JPEG的编码码率，减少了码流传输过程中的拥堵和丢包等情况的发生。
Description
技术领域
本发明涉及一种调整JPEG编码码率的方法及设备。
背景技术
JPEG(Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组)作为一种数字图像压缩标准，已经被数码相机、网络摄像头等各种数字设备所采用。以网络摄像头为例，感光器件所生成的原始图像，经过色彩插值、亮度调整、色调调整、锐度强化等处理之后，被送入JPEG压缩模块，经过JPEG编码压缩后成为JPEG数据流，然后再通过USB或网络等接口传送出去。
在一幅画面中，某些局部画面往往会存在细节较多的情况。在这些局部画面经过JPEG压缩之后，在输出端，编码码流往往会突然增加。这是因为前述的细节较多的某些局部画面包含了较多的高频信号成分，难以被压缩，从而导致码流激增的情况发生。这种瞬时增加的码流，会造成传输信道上的拥堵甚至丢包，使得接收端难以解码和恢复完整的画面。
发明内容
本发明提供了一种能解决以上问题的调整JPEG编码码率的方法及设备。
在第一方面，本发明提供了一种调整JPEG的编码码率的方法，包括：根据积压码流对图像进行锐度调整，其中，所述积压码流是对JPEG编码进行实时监测得出，所述锐度调整包括锐度弱化和锐度强化；以及对进行锐度调整后的图像进行JPEG编码。
优选地，所述锐度调整步骤包括：提取图像中的边缘信息；以及将所述边缘信息乘以一个比例因子，再将其添加到所述图像中。
优选地，为所述积压码流设置多个阈值，为所述积压码流设置多个阈 值，对应所述多个阈值中的每两个相邻阈值的数值范围来设置不同的比例因子，以便在所述积压码流满足所述数值范围时采用对应的比例因子对图像进行锐度调整。
优选地，如果所述积压码流高于第一阈值，则将所述比例因子设为负值，以便对图像进行锐度弱化。
优选地，如果所述积压码流低于第二阈值，则将所述比例因子设为正值，以便对图像进行锐度强化。
在第二方面，本发明提供了一种调整JPEG的编码码率的设备，包括：锐度调整模块，用于根据JPEG编码中的积压码流对图像进行锐度调整，其中，所述锐度调整包括锐度弱化和锐度强化；实时监测模块，用于对图像编码进行实时监测，得出其中的码流积压情况；以及JPEG编码模块，用于对进行锐度调整后的图像进行JPEG编码。
优选地，锐度调整模块包括：边缘信息提取模块，用于提取图像中的边缘信息；以及边缘信息添加模块，用于将所述边缘信息乘以一个比例因子，再将其添加到所述图像中。
本发明通过对JPEG解码中的积压码流进行实时监测，根据码流积压情况对图像进行锐度调整后再进行编码，从而调整了JPEG的编码码率，减少了码流传输过程中的拥堵和丢包等情况的发生。
附图说明
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：
图1是根据本发明的JPEG压缩的示意图；以及
图2是现有方法和本发明的JPEG压缩中积压码流的比较示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明的JPEG压缩的示意图。
如图1所示，首先对原始图像进行图像处理。然后，对处理后的图像进行锐度调整，其中，锐度调整受实时监测的控制。实时监测的对象是JPEG压缩中所积压的码流。根据对积压码流的实时监测情况，在对图像进行锐 度调整之后，对图像进行JPEG压缩，然后将压缩后的码流传送出去。
应当理解，图1中的步骤可以分别对应到各个硬件模块，比如分别对应图像处理模块、锐度调整模块、实时监测模块和JPEG压缩模块，这些模块适用于分别进行图1中所示的各处理步骤。
下面就图1中各处理步骤进行详细的说明。
图像处理是对原始图像进行的预处理，其包括但不限于色彩插值、亮度调整、色调调整等。然后，对预处理之后的图像进行锐度调整。
锐度调整的处理步骤可以包括：提取预处理后的图像中的边缘信息；以及将边缘信息乘以一个比例因子λ，加到预处理的图像上；其中，提取图像边缘信息的处理可以采用公知的拉普拉斯算子等技术，λ为预先设定的值，例如λ＝0.25。一般来说，λ可以根据经验值预先设定，或者根据实际情况中锐度调整目的来进行设定。
图像在经过锐度调整之后，再对其进行JPEG压缩。在压缩过程中，一直实时监测其中的积压码流，并且根据积压码流的情况来控制锐度调整步骤。
在一个例子中，如果监测到JPEG压缩中的积压码流超过一个事先设定的阈值T1，则将锐度调整模块中的比例因子设为(-1)＊λ；如果监测到JPEG压缩中的积压码流低于另一个事先设定的阈值T2，则将锐度调整模块中的比例因子设为λ；其中，阈值T1可以根据JPEG压缩中积压码流的容许极限来设定，阈值T2可以根据对图像的实际需要来设定。比如，在实际中需要对图像进行清晰化的情况下，可以将阈值T2设定为一个低于积压码流的容许极限的值，并将满足在锐度增强后积压码流仍不会超过其容许极限。
在另一个例子中，也可以依据实际应用中的具体情况，为积压码流设置更多的阈值，从而细分出多级的调整步骤，其中，对应于所谓的每级，锐度调整可以采用大小不同的比例因子。例如，可以为积压码流设置多个不同的阈值。这样，在实际情况下，可以将积压码流划分到两个相邻阈值之间的数值范围。从而，可以根据从小到大的阈值的数值范围，对应地设置从大到小的比例因子。例如，比例因子可以从0.25开始，逐级降到0.15、0.05、0、-0.05、-0.15、-0.25，即将图像的锐度调整逐步从锐度强化 变化成到锐度弱化。
从上所述，在块级(8×8像素)的图像中，通过实时调整比例因子的正、负号，甚至更进一步地调整比例因子的绝对值大小，可以相应地对图像中的细节部分进行锐度强化(对应的比例因子为正值)或锐度弱化(对应的比例因子为负值)。这样，通过监测积压码流对图像中局部区域的高频信号成分进行适当调整，降低了JPEG的编码码率，减少了JPEG压缩中由于积压码流超出容许极限而引起的传输丢包的发生。
图2是现有方法和本发明的JPEG压缩中积压码流的比较示意图。
图2模拟了在压缩并传送一幅图像时，JPEG压缩模块中所积压的码流大小。如图1所示，纵轴为压缩模块中积压的字节数，横轴为时间，用小三角形标出的折线表示现有方法中积压码流随时间变化的情况，而用小正方形标出的折线表示本发明的新方法中积压码流随时间变化的情况。假设JPEG压缩模块所允许积压码流字节数的极限容量为6000，即图1中所示的容许极限。
从图2可以看出，在某个时刻之后，现有方法中的积压码流会因为之前所述的图像局部的细节较多的问题引起码流突增，超出积压码流的容许极限，从而造成丢包等错误。然而，在采用本发明的新方法后，即使在图像局部细节较多的时候，JPEG压缩模块中积压的字节数最多也只达到4000左右，远低于容许极限值6000。由此可见，本发明的方法降低了JPEG的编码码率，有效地减少了传输过程中的拥堵和丢包等情况的发生，便于接收端解码和恢复原始图像。
应当理解，本发明的方法可以通过硬件来实现。
例如，对应于图1的方法描述，本发明提供了一种调整JPEG的编码码率的设备，包括锐度调整模块、实时监测模块和JPEG编码模块，其中：锐度调整模块，用于根据JPEG编码中的积压码流对图像进行锐度调整，其中，所述锐度调整包括锐度弱化和锐度强化；实时监测模块，用于对图像编码进行实时监测，得出其中的积压码流；以及JPEG编码模块，用于对进行锐度调整后的图像进行JPEG编码。
进一步，锐度调整模块可以包括：边缘信息提取模块，用于提取图像 中的边缘信息；以及边缘信息添加模块，用于将所述边缘信息乘以一个比例因子，再将其添加到所述图像中。
显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。
Claims (7)
1.一种调整JPEG的编码码率的方法，包括：
根据积压码流对图像进行锐度调整，其中，所述积压码流是对JPEG编码进行实时监测得出，所述锐度调整包括锐度弱化和锐度强化；
以及
对进行锐度调整后的图像进行JPEG编码；
其中，所述锐度调整步骤包括：
提取图像中的边缘信息；以及
将所述边缘信息乘以一个比例因子，再将其添加到所述图像中。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，为所述积压码流设置多个阈值，对应所述多个阈值中的每两个相邻阈值的数值范围来设置不同的比例因子，以便在所述积压码流满足所述数值范围时采用对应的比例因子对图像进行锐度调整。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述积压码流高于第一阈值，则将所述比例因子设为负值，以便对图像进行锐度弱化。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一阈值是根据JPEG编码中积压码流的容许极限来设定的。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述积压码流低于第二阈值，则将所述比例因子设为正值，以便对图像进行锐度强化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，在进行所述锐度调整之前，对图像进行预处理，所述预处理包括色彩插值、亮度调整、色调调整中的一个或多个。
7.一种调整JPEG的编码码率的设备，包括：
锐度调整模块，用于根据JPEG编码中的积压码流对图像进行锐度调整，其中，所述锐度调整包括锐度弱化和锐度强化；
实时监测模块，用于对图像编码进行实时监测，得出其中的积压码流；以及
JPEG编码模块，用于对进行锐度调整后的图像进行JPEG编码；
其中，锐度调整模块包括：
边缘信息提取模块，用于提取图像中的边缘信息；以及
边缘信息添加模块，用于将所述边缘信息乘以一个比例因子，再将其添加到所述图像中。
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