CN103517082B - Jpeg图像与小波压缩图像的转换方法和系统 - Google Patents

Jpeg图像与小波压缩图像的转换方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明一种JPEG图像转换为小波压缩图像的方法,包括:将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化后得到DCT系数矩阵;将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像。本发明还提供对应的JPEG图像与小波压缩图像的转换系统,以及对应的小波压缩图像转换为JPEG图像的方法和系统,本发明可显著提高图像转码的效率,降低转换的时间,适合大批量的JPEG图像与小波压缩图像的快速转换。

Description

JPEG图像与小波压缩图像的转换方法和系统
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域,特别是涉及一种JPEG图像转换为小波压缩图像的方法,一种JPEG图像转换为小波压缩图像的系统,一种小波压缩图像转换为JPEG图像的方法,以及一种小波压缩图像转换为JPEG图像的系统。
背景技术
1993年,联合图像专家组(Joint Picture Experts Group)制定了连续色调静止图像压缩编码的国际标准——第一代图像压缩标准:JPEG标准。在JPEG标准产生后的二十年内,由于其实现的简单性,所需资源少,因此一直作为数字图像压缩编码的主流技术而备受各方关注。随着电子设备与多媒体技术的快速发展,图像显示应用范围的日益增加,人们希望图像压缩技术可提供更多的性能,图像压缩系统不仅有优良的压缩率,对压缩码流的处理应具有更高的灵活性及优良的人机交互性。目前在计算机领域广泛应用的JPEG在中高码率下压缩效果较好,然而在低码率下的重构图像存在严重的方块效应,且无法在单一码流中实现有损压缩和无损压缩,难以实现渐进式解压,压缩码流容错能力差,这些缺点使到JPEG越来越不能满足高压缩性能的应用需求。
基于小波变换的第二代图像压缩技术可容易地提供以上性能,例如JPEG2000压缩标准具有高压缩比,较高的码流容错性,可实现分辨率渐进、质量渐进等解压缩性能。
为了利用小波压缩图像的优良性能,一种方法是使用电子成像设备(如数码相机)直接生成小波压缩图像,然而基于小波压缩的数码相机远远没有得到普及,目前的绝大多数电子成像设备仍然基于JPEG标准。
第二种方法是将已获得的JPEG标准图像转换成小波压缩图像,即图像转码方法。对于图像转码方法,一种简单直接的方法是全解全编的方法,即对JPEG码流执行熵解码,反量化,DCT反变换等步骤,获得空域的图像数据,然后进行小波变换,再进行小波编码等步骤。这种方法可获得较好的图像转换效果,然而由于是全部编码,其转换速度较慢,对于成千上万的图像所需的转换时间非常高。
发明内容
基于此,本发明提供一种JPEG图像与小波压缩图像的转换方法及系统,可显著提高图像转码的效率,降低转换的时间,适合大批量的JPEG图像与小波压缩图像的快速转换。
一种JPEG图像转换为小波压缩图像的方法,包括如下步骤:
将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化后得到DCT系数矩阵;
将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;
将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;
根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像。
一种小波压缩图像转换为JPEG图像的方法,包括如下步骤:
将输入的小波压缩图像进行小波解码,得到小波系数矩阵;
分解所述小波系数矩阵,得到低频子带和高频子带;
将低频子带作为每个DCT系数块的直流系数,将高频子带作为每个DCT系数块的交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵,其中,所述DCT系数块为所述DCT系数矩阵中每一个8×8的分块矩阵;
根据所述DCT系数矩阵进行量化和熵编码,得到JPEG图像。
一种JPEG图像转换为小波压缩图像的系统,包括:
DCT系数矩阵模块,将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化,得到DCT系数矩阵;
分割模块,用于将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
提取模块,用于提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;
第一构成模块,用于将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;
小波图像模块,用于根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像。
一种小波压缩图像转换为JPEG图像的系统,包括:
小波系数矩阵模块,用于将输入的小波压缩图像进行小波解码,得到小波系数矩阵;
分解模块,用于分解所述小波系数矩阵,得到低频子带和高频子带;
第二构成模块,用于将低频子带作为每个DCT系数块的直流系数,将高频子带每个DCT系数块的作为交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵,其中,所述DCT系数块为所述DCT系数矩阵中每一个8×8的分块矩阵;
JPEG图像模块,用于根据所述DCT系数矩阵进行量化和熵编码,得到JPEG图像。
上述JPEG图像转换为小波压缩图像的方法及系统,通过对输入JPEG图像码流进行熵解码及反量化,得到DCT系数矩阵,针对DCT系数矩阵中包含的各个DCT系数块,提取直流系数和交流系数,分别作为小波系数矩阵的低频子带和高频子带,得到重组后的小波系数矩阵,最后根据小波系数进行小波编码得到小波压缩图像;其逆处理过程为上述的小波压缩图像转换为JPEG图像的方法及系统;本发明通过DCT系数矩阵与小波系数矩阵的系数重组,不涉及乘法、加法和移位操作,较大地降低了转换过程所耗费的时间,显著提高了图像转码的效率。
附图说明
图1为本发明一种JPEG图像转换为小波压缩图像的方法在一实施例中的流程示意图。
图2为图1中DCT系数块的示意图。
图3为图1中DCT系数矩阵与小波系数矩阵的转换示意图。
图4为图1中Lena的JPEG压缩图像经系数重组后三层结构的小波系数矩阵示意图。
图5为本发明一种小波压缩图像转换为JPEG图像的方法在一实施例中的流程示意图。
图6为本发明一种JPEG图像转换为小波压缩图像的系统在一实施例中的结构示意图。
图7为本发明一种小波压缩图像转换为JPEG图像的系统在一实施例中的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例一、
如图1所示,是本发明JPEG图像转换为小波压缩图像的方法在一实施例中的流程示意图,包括如下步骤:
S11、将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化后得到DCT系数矩阵;
对于JPEG图像到小波压缩图像的快速转换,首先对JPEG码流进行熵解码,反量化,得到DCT(离散余弦变换,DCT for Discrete Cosine Transform)域的系数,即所述DCT系数矩阵。
S12、将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
在静止图像编码标准JPEG中使用了离散余弦变换,对图像中每个8×8块的每行进行变换,然后每列进行变换,得到的是由多个8×8的变换系数矩阵构成的DCT系数矩阵;在本步骤中根据DCT系数矩阵的特点将其分割成多个8×8的分块矩阵,得到多个DCT系数块。
S13、提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;
每个DCT系数块中左上角的DCT系数反映了系数块的直流分量,位于该分量下方的系数代表着逐渐增高的垂直空间频率,位于直流分量右侧的系数代表着逐渐增高的水平空间频率,其他系数则代表垂直水平空间频率的不同组合;因此直流系数代表了图像的背景、大部分信息,是保证图像传输业务质量的重要信息,而交流系数是反映图像的边缘、细节的较次要的信息;在本步骤中,从每个8×8的分块矩阵中提取出直流系数和交流系数;
具体地,在一较佳实施例中,每个DCT系数块中第(0,0)项的元素为所述直流系数,其他项元素为所述交流系数。
S14、将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;
在小波系数矩阵中,从能量的角度来说,图像的能量集中在相对低频的子带内,即上述的低频子带,记录图像大部分信息;而高频子带集中的能量较低,一般是记录原始图像的纹理或边缘等信息;因此根据DCT系数矩阵和小波系数矩阵的特点,在本步骤中,对DCT系数矩阵进行系数重组,将提取到的DCT系数矩阵中的直流系数作为小波系数矩阵的低频子带,将提取到的DCT系数矩阵中的交流系数作为小波系数矩阵的高频子带,最后构建得到小波系数矩阵。
S15、根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像。
重组后的小波系数矩阵相当于对图像的空域数据进行了小波变换,对小波系数矩阵进行小波编码,得到压缩后的小波码流,即所述小波压缩图像。
在一较佳实施例中,所述将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵的步骤为:
每个DCT系数块中的a00项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
每个DCT系数块中的a01项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的a10项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
每个DCT系数块中的a11项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述小波系数矩阵。
下面再具体阐述上述小波系数矩阵的构建过程。
对DCT系数矩阵中的每一个大小为8×8的DCT系数块,如图2所示,首先分为左上,右上,左下与右下四个块,每个块大小为4×4;
其中右上,左下与右下三个块称为第1层,即像素块7、8、9记为第1层;
然后对左上的4×4块分为左上,右上,左下与右下四个块,每个块大小为2×2,其中右上,左下与右下三个块称为第2层,即像素块4,5,6记为第2层;
左上的块(大小为2×2)包含4个像素,称为第3层,即像素0、1、2、3记为第3层。
新建一M×N的矩阵,用于存储重组后的系数,称为小波系数矩阵。小波系数矩阵分为三层,如图3所示。对该新建的M×N的小波系数矩阵首先分为左上,右上,左下与右下四个块,每个块大小为M/2×N/2,其中右上,左下与右下三个块称为第1层;然后对左上的块(大小为M/2×N/2)分为左上,右上,左下与右下四个块,每个块大小为M/4×N/4,其中右上,左下与右下三个块称为第2层,左上的块(大小为M/4×N/4)称为第3层,第三层可分为左上,右上,左下和右下四个块,每个块的大小为M/8×N/8。
对DCT系数矩阵中的每一个8×8的DCT系数块中的第3层的4个系数,分别移动到小波系数矩阵的第三层相应位置。方法为:4个DCT系数中的左上系数移动到小波域的第三层的左上块,右上系数移动到小波域的第三层的右上块,左下系数移动到小波域的第三层的左下块,右下系数移动到小波域的第三层的右下块,DCT系数矩阵的第三层移动完毕。DCT系数矩阵的第2层与第1层分别移动到小波系数矩阵的第2层与第1层,移动方式与第DCT系数矩阵的第3层类似,但移动的块大小分别为2×2与4×4。完成系数重组完毕,获得三层的小波系数结构。图4所示为Lena的JPEG压缩图像经熵解码、反量化和系数重组后三层结构的小波系数矩阵。
如果要获得更多层的小波系数,可对小波系数矩阵的第3层的左上块做小波变换,即可获得更多层的小波系数。
在JPEG转小波压缩图像中,本实施例用系数重组代替了DCT反变换与小波变换两个步骤,由于这两个步骤涉及到大量的乘法,加法和移位运算,而本发明的系数重组不含乘法、加法和移位操作,因此本发明较大地降低了转换过程所耗费的时间。
表1列出了全解全编与本实施例两种方式转换所需的乘法,加法和移位次数,M与N分别为图像的高度与宽度。全解全编转换方式的统计针对DCT逆变换与小波变换两个步骤,而本实施例的统计针对系数重组步骤。
表1本实施例与传统方法计算量比较
转换方式 加法 乘法 移位
全解全编 17.7MN 8.72MN 0.0938MN
本发明 0 0 0
实施例二、
小波压缩图像转换为JPEG图像的方法是上述实施例一的逆过程,如图5所述,包括如下步骤:
S51、将输入的小波压缩图像进行小波解码,得到小波系数矩阵;
对于小波压缩图像到JPEG图像的快速转换,首先对小波码流进行小波解码,得到小波系数矩阵;
S52、分解所述小波系数矩阵,得到低频子带和高频子带;
在小波系数矩阵中,从能量的角度来说,图像的能量集中在相对低频的子带内,即上述的低频子带,记录图像大部分信息;而高频子带集中的能量较低,一般是记录原始图像的纹理或边缘等信息;在步骤中根据小波系数矩阵的特点,分解得到低频子带和高频子带。
S53、将低频子带作为每个DCT系数块的直流系数,将高频子带作为每个DCT系数块的交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵,其中,所述DCT系数块为所述DCT系数矩阵中每一个8×8的分块矩阵;
每个DCT系数块中左上角的DCT系数反映了系数块的直流分量,位于该分量下方的系数代表着逐渐增高的垂直空间频率,位于直流分量右侧的系数代表着逐渐增高的水平空间频率,其他系数则代表垂直水平空间频率的不同组合;因此直流系数代表了图像的背景、大部分信息,是保证图像传输业务质量的重要信息,而交流系数是反映图像的边缘、细节的较次要的信息;
因此根据DCT系数矩阵和小波系数矩阵的特点,在本步骤中,对小波系数矩阵进行系数重组,将小波系数矩阵中的低频子带作为DCT系数矩阵的直流系数,将小波系数矩阵的高频子带作为DCT系数矩阵中的交流系数,最后构建得到DCT系数矩阵。
S54、根据所述DCT系数矩阵进行量化和熵编码,得到JPEG图像。
在一较佳实施例中,所述将低频子带作为直流系数,将高频子带作为交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵的步骤为:
建立与所述小波系数矩阵的行数和列数相等的DCT系数矩阵,将所述DCT系数矩阵分割为多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a00项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a01项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a10项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a11项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述DCT系数矩阵。
实施例三、
如图6所示,本发明提供了一种JPEG图像转换为小波压缩图像的系统,包括:
DCT系数矩阵模块61,将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化,得到DCT系数矩阵;
分割模块62,用于将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
提取模块63,用于提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;
第一构成模块64,用于将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;
小波图像模块65,用于根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像。
在一较佳实施例中,每个DCT系数块中第(0,0)项的元素为所述直流系数,其他项元素为所述交流系数。
在一较佳实施例中,所述第一构成模块64还用于:
每个DCT系数块中的a00项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
每个DCT系数块中的a01项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的a10项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
每个DCT系数块中的a11项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述小波系数矩阵。
实施例四、
如图7所示,本发明还提供一种小波压缩图像转换为JPEG图像的系统,包括:
小波系数矩阵模块71,用于将输入的小波压缩图像进行小波解码,得到小波系数矩阵;
分解模块72,用于分解所述小波系数矩阵,得到低频子带和高频子带;
第二构成模块73,用于将低频子带作为每个DCT系数块的直流系数,将高频子带每个DCT系数块的作为交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵,其中,所述DCT系数块为所述DCT系数矩阵中每一个8×8的分块矩阵;
JPEG图像模块74,用于根据所述DCT系数矩阵进行量化和熵编码,得到JPEG图像。
在一较佳实施例中,所述第二构成模块73还用于:
建立与所述小波系数矩阵的行数和列数相等的DCT系数矩阵,将所述DCT系数矩阵分割为多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a00项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a01项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a10项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a11项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述DCT系数矩阵。
本发明JPEG图像转换为小波压缩图像的方法及系统,通过对输入JPEG图像码流进行熵解码及反量化,得到DCT系数矩阵,针对DCT系数矩阵中包含的各个DCT系数块,提取直流系数和交流系数,分别作为小波系数矩阵的低频子带和高频子带,得到重组后的小波系数矩阵,最后根据小波系数进行小波编码得到小波压缩图像;其逆处理过程为上述的小波压缩图像转换为JPEG图像的方法及系统;本发明通过DCT系数矩阵与小波系数矩阵的系数重组,不涉及乘法、加法和移位操作,较大地降低了转换过程所耗费的时间,显著提高了图像转码的效率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种JPEG图像转换为小波压缩图像的转换方法,其特征在于,包括如下步骤:
将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化后得到DCT系数矩阵;
将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;
将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;
根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像;
所述将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵的步骤为:
每个DCT系数块中的a00项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
每个DCT系数块中的a01项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的a10项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
每个DCT系数块中的a11项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述小波系数矩阵。
2.根据权利要求1所述的JPEG图像转换为小波压缩图像的转换方法,其特征在于,每个DCT系数块中第(0,0)项的元素为所述直流系数,其他项元素为所述交流系数。
3.一种小波压缩图像转换为JPEG图像的方法,其特征在于,包括如下步骤:
将输入的小波压缩图像进行小波解码,得到小波系数矩阵;
分解所述小波系数矩阵,得到低频子带和高频子带;
将低频子带作为每个DCT系数块的直流系数,将高频子带作为每个DCT系数块的交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵,其中,所述DCT系数块为所述DCT系数矩阵中每一个8×8的分块矩阵;
根据所述DCT系数矩阵进行量化和熵编码,得到JPEG图像;
所述将低频子带作为直流系数,将高频子带作为交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵的步骤为:
建立与所述小波系数矩阵的行数和列数相等的DCT系数矩阵,将所述DCT系数矩阵分割为多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a00项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a01项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a10项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a11项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述DCT系数矩阵。
4.一种JPEG图像转换为小波压缩图像的转换系统,其特征在于,包括:
DCT系数矩阵模块,将输入的JPEG图像进行熵解码和反量化,得到DCT系数矩阵;
分割模块,用于将所述DCT系数矩阵分割成多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
提取模块,用于提取每个DCT系数块中的直流系数和交流系数;
第一构成模块,用于将所有直流系数作为低频子带,将所有交流系数作为高频子带,根据所述低频子带和高频子带构成小波系数矩阵;
小波图像模块,用于根据所述小波系数矩阵进行小波编码,得到小波压缩图像;
所述第一构成模块还用于:
每个DCT系数块中的a00项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
每个DCT系数块中的a01项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的a10项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
每个DCT系数块中的a11项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=0~3,i=m/2~m-1,j=0~n/2-1;
每个DCT系数块中的apq项元素按顺序存储在小波系数矩阵的bij项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述小波系数矩阵。
5.根据权利要求4所述的JPEG图像转换为小波压缩图像的转换系统,其特征在于,每个DCT系数块中第(0,0)项的元素为所述直流系数,其他项元素为所述交流系数。
6.一种小波压缩图像转换为JPEG图像的系统,其特征在于,包括:
小波系数矩阵模块,用于将输入的小波压缩图像进行小波解码,得到小波系数矩阵;
分解模块,用于分解所述小波系数矩阵,得到低频子带和高频子带;
第二构成模块,用于将低频子带作为每个DCT系数块的直流系数,将高频子带每个DCT系数块的作为交流系数,根据所述直流系数和交流系数构成DCT系数矩阵,其中,所述DCT系数块为所述DCT系数矩阵中每一个8×8的分块矩阵;
JPEG图像模块,用于根据所述DCT系数矩阵进行量化和熵编码,得到JPEG图像;
所述第二构成模块还用于:
建立与所述小波系数矩阵的行数和列数相等的DCT系数矩阵,将所述DCT系数矩阵分割为多个8×8的矩阵,得到多个DCT系数块;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a00项中,其中,i=0~m/8-1,j=0~n/8-1,m为小波系数矩阵的行个数,n为小波系数矩阵的列个数,bij项为小波系数矩阵中的第i行第j列上的元素;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a01项中,其中,i=0~m/8-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a10项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=0~n/8-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的a11项中,其中,i=m/8~m/4-1,j=n/8~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~1,q=2~3,i=0~m/4-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=0~1,i=m/4~m/2-1,j=0~n/4-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=2~3,q=2~3,i=m/4~m/2-1,j=n/4~n/2-1;
将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=0~3,q=4~7,i=0~m/2-1,j=n/2~n-1;
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将小波系数矩阵的bij项元素按顺序存储在每个DCT系数块中的apq项中,其中,p=4~7,q=4~7,i=m/2~m-1,j=n/2~n-1;
得到所述DCT系数矩阵。
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