CN103886624B - 一种jpeg图像的缩略图提取方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了JPEG图像的缩略图提取方法，包括：计算JPEG图像的原图像、EXIF缩略图和/或大缩略图分别与目标缩略图的尺寸比率；按照所有解码缩放比，计算各尺寸比率与每种解码缩放比的比值，选择可用的解码方案；在可用的解码方案中，根据尺寸比率R、解码缩放比N及其对应的解码速度系数K，选择最优的解码方案，将最优的解码方案中尺寸比率对应的JPEG原图像或缩略图作为缩略图源，按照相应的解码缩放比对缩略图源进行解码，得到基准缩略图；根据由缩略图源的尺寸和目标缩略图尺寸所确定的实际缩略图尺寸，对基准缩略图进行下采样，得到实际缩略图。应用本申请，能够选择更为合适的缩略图源，保证图像质量并获得较快的解码速度。

Description

一种JPEG图像的缩略图提取方法

技术领域

本申请涉及图像处理技术，特别涉及一种JPEG图像的缩略图提取方法。

背景技术

个人计算机可以访问存储在自身硬盘、其他外接设备、网络上的多媒体文件(视频，音乐，图片等)，并为用户提供了浏览这些文件概貌的缩略图预览功能。在数字电视、手机等基于嵌入式系统的显示设备上，也拥有同样的预览功能。其中，预览图片能够向用户提供直观的图片内容概貌，具有很高的实用价值。

由于图像文件较小，存储介质可以存储大量的图像文件。这就要求显示设备可以快速的处理原图像以生成缩略图信息，并快速的显示缩略图。

当前对于图像文件的缩略图获取，现有方法有硬件实现方式，也有软件实现方式。其中，采用硬件实现时，其速度虽快，但其扩展性、容错性和多种格式兼容性差。采用软件方式提取缩略图时，会根据不同的图像源格式采取不同的缩略图提取方式。

具体地，对于JPEG(联合图像专家组)格式图像，主要是根据原图像尺寸、附带缩略图（EXIF）尺寸、缩放目标尺寸进行选择缩略图来源，并计算最终缩略图尺寸。对于该软件方式进行的缩略图提取，只考虑了EXIF格式的缩略图。事实上，EXIF格式的缩略图尺寸很小，当目标缩略图尺寸较大时，图像显示质量会下降很多。

发明内容

本申请提供了一种JPEG图像的缩略图提取方法，能够选择更为合适的缩略图源，保证图像质量并获得较快的解码速度。

一种JPEG图像的缩略图提取方法，包括：

对于包含EXIF缩略图或大缩略图的JPEG图像，根据该JPEG图像的原图像、EXIF缩略图和/或大缩略图的尺寸，计算所述原图像、EXIF缩略图和/或大缩略图分别与目标缩略图的尺寸比率 $R_{\mathrm{ORG}}=\frac{W_{\mathrm{ORG}}}{W_{\mathrm{THU}}}\×\frac{H_{\mathrm{ORG}}}{H_{\mathrm{THU}}},$ $R_{\mathrm{EXIF}}=\frac{W_{\mathrm{EXIF}}}{W_{\mathrm{THU}}}\×\frac{H_{\mathrm{EXIF}}}{H_{\mathrm{THU}}}$ 和/或 $R_{\mathrm{LARGE}}=\frac{W_{\mathrm{LARGE}}}{W_{\mathrm{THU}}}\×\frac{H_{\mathrm{LARGE}}}{H_{\mathrm{THU}}};$

按照设置的所有解码缩放比，计算各尺寸比率与每种解码缩放比的平方的比值，选择比值结果在设定范围内的尺寸比率和解码缩放比的组合，作为可用的解码方案；

在可用的解码方案中，根据尺寸比率R、解码缩放比N及其对应的解码速度系数K，选择最优的解码方案，将最优的解码方案中尺寸比率对应的JPEG原图像或缩略图作为缩略图源，按照相应的解码缩放比对所述缩略图源进行解码，得到基准缩略图；

根据由缩略图源的尺寸和目标缩略图尺寸所确定的实际缩略图尺寸，对所述基准缩略图进行下采样，得到实际缩略图。

较佳地，所述所有解码缩放比为：N∈{1，2，4，8}；和/或，所述设定范围为[1，4]。较佳地，所述选择最优的解码方案包括：对应各种可用的解码方案计算选择计算结果最小的一种解码方案作为最优的解码方案。

较佳地，当解码缩放比N为1时，其对应的解码速度系数K为1；当解码缩放比N为2时，其对应的解码速度系数K为2；当解码缩放比N为4时，其对应的解码速度系数K为4；当解码缩放比N为8时，其对应的解码速度系数K为10。

较佳地，该方法进一步包括：若不存在可用的解码方案且所述JPEG图像包含EXIF缩略图，则将所述EXIF缩略图作为缩略图源；若不存在可用的解码方案且所述JPEG图像不包含EXIF缩略图、包含大缩略图，则将所述大缩略图作为缩略图源；若所述JPEG图像不包含EXIF缩略图和大缩略图，则将所述JPEG原图像作为缩略图源，并继续执行所述解码和下采样的操作。

较佳地，当不存在可用的解码方案或所述JPEG图像不包含EXIF缩略图和大缩略图时，

若所述缩略图源与目标缩略图的尺寸比率小于1，则将解码缩放比N设为1；若所述缩略图源与目标缩略图的尺寸比率大于64，则将解码缩放比N设为8。

较佳地，由缩略图源的尺寸和目标缩略图尺寸确定实际缩略图尺寸的方式为：

当缩略图源对应的尺寸比率R小于1时，将实际缩略图的尺寸设置与缩略图源的尺寸相同；

当缩略图源对应的尺寸比率R大于或等于1时，计算将实际缩略图的宽W_REL和高G_REL分别设置为 $W_{\mathrm{REL}}=\frac{W}{N\×\mathrm{ratio}}$ 和 $H_{\mathrm{REL}}=\frac{H}{N\×\mathrm{ratio}}.$

由上述技术方案可见，本申请中计算JPEG图像的原图像、EXIF缩略图和/或大缩略图分别与目标缩略图的尺寸比率；按照所有解码缩放比，计算各尺寸比率与每种解码缩放比的比值，选择可用的解码方案；在可用的解码方案中，根据尺寸比率R、解码缩放比N及其对应的解码速度系数K，选择最优的解码方案，将最优的解码方案中尺寸比率对应的JPEG原图像或缩略图作为缩略图源，按照相应的解码缩放比对缩略图源进行解码，得到基准缩略图；根据由缩略图源的尺寸和目标缩略图尺寸所确定的实际缩略图尺寸，对基准缩略图进行下采样，得到实际缩略图。应用上述方式，能够选择更为合适的缩略图源，保证图像质量并获得较快的解码速度。

附图说明

图1为本申请实施例中JPEG图像的缩略图提取方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。

本申请中，解析JPEG图像的头部信息，以获得各个缩略图源(EXIF缩略图，大缩略图，原图像)的尺寸等基本信息。根据各个缩略图源的尺寸信息，结合下采样解码可能的速度增益，选择合适的缩略图源，并以此为基准计算得到最终的缩略图尺寸；对选中的缩略图源进行解码及必要的缩放，获得最终的缩略图。通过上述方式，一方面可以全面考虑各种缩略图源的可能，选取尺寸合适、质量更好的缩略图源；另一方面，还可以考虑下采样解码带来的速度增益，有效提高解码速度。

下面通过具体实施例说明本申请的具体实现。

图1为本申请实施例中JPEG图像的缩略图提取方法流程示意图。如图1所示，该方法包括：

步骤101，判断当前图像是否是JPEG格式的图像，如果是，则继续执行步骤102，如果不是则退出；

步骤102，解析JPEG图像的头信息，获取该图像的基本信息。

其中，获取的基本信息包括：原图像的宽W_ORG和高H_ORG、EXIF缩略图的宽W_EXIF和高H_EXIF、大缩略图的宽W_LARGE和高H_LARGE等。

如果原图没有EXIF缩略图或大缩略图，使用原图像作为缩略图源，跳至步骤105。

步骤103，计算得到JPEG源图像和缩略图分别与目标缩略图的尺寸比率。

具体计算方式可以为： $R_{\mathrm{ORG}}=\frac{W_{\mathrm{ORG}}}{W_{\mathrm{THU}}}\×\frac{H_{\mathrm{ORG}}}{H_{\mathrm{THU}}},$ $R_{\mathrm{EXIF}}=\frac{W_{\mathrm{EXIF}}}{W_{\mathrm{THU}}}\×\frac{H_{\mathrm{EXIF}}}{H_{\mathrm{THU}}},$

$R_{\mathrm{LARGE}}=\frac{W_{\mathrm{LARGE}}}{W_{\mathrm{THU}}}\×\frac{H_{\mathrm{LARGE}}}{H_{\mathrm{THU}}},$ 其中，R_ORG、R_EXIF和R_LARGE分别代表原图像、EXIF缩略图、大缩略图与目标缩略图的尺寸比率。目标缩略图的宽W_THU和高H_THU均为已知。

步骤104，判断是否存在可用的解码方案，若存在，则执行步骤105，否则执行步骤106。

本申请中，考虑对JPEG原图像或EXIF缩略图、大缩略图进行下采样解码，从而提高解码速度。基于此，在确定可用的解码方案时，按照设置的所有解码缩放比，计算各尺寸比率与每种解码缩放比的比值，选择比值结果在设定范围内的尺寸比率和解码缩放比的组合，作为可用的解码方案。

具体地，对于任意尺寸比率R(R可以取值为R_ORG，R_EXIF和R_LARGE)，计算下式是否成立：

$\mathrm{Low}\≤\frac{R}{N^2}\≤\mathrm{High}---\left(1\right)$

其中，Low和High表示设定的范围，具体取值可以根据需要设定。考虑到解码速度能被普遍接受，经过大量的仿真统计发现，优选地，Low取值可以为1，High取值可以为4，N的取值为N∈{1，2，4，8}。其中，N表示解码缩放比。

如果组合(R，N)满足式（1），则将其放入待选集待选集中的各个组合即为可用的解码方案。在遍历了所有N和R的取值组合后，若待选集为空，则表示不存在可用的解码方案，反之，判定存在可用的解码方案。

步骤105，在待选集中，选择最优的解码方案(R，N)，将该解码方案对应的原图像或缩略图作为缩略图源，并执行步骤107。

如前所述，本申请中为提高解码速度，考虑进行下采样解码。对应不同的解码缩放比，相应的解码速度会有所不同，该解码速度的快慢可以通过解码速度系数K来表示。其中，对应每种解码缩放比的取值，为其设置对应的解码速度系数K的取值，，K的取值越大，表示解码速度越慢。具体K的取值可以通过对不同解码缩放比下解码时间的统计进行设置，该设置方式属于本领域人员的常用技术手段，这里就不再赘述。

本申请中优选地对K的取值如下设置： $K=\left\{\begin{array}{c}1,N=1\\ 2,N=2\\ 4,N=4\\ 10,N=8\end{array}\right..$

在选择最优解码方案时，可以根据需要设定各种选择原则。本申请中，在选择最优的解码方案时，一方面选择更接近目标缩略图尺寸的图像作为缩略图源，另一方面选择解码速度更快的解码方案，在两方面进行折中考虑，最终给出的最优解码方案选择方式为：被选中的组合(R，N)对应的缩略图源就作为最终的缩略图源。

步骤106，如果JPEG原图像文件包含EXIF缩略图，选择EXIF缩略图作为缩略图源；否则如果JPEG原图像文件包含大缩略图，则选择大缩略图作为缩略图源；如果JPEG原图像文件不包含EXIF缩略图和大缩略图，则选择JPEG原图像作为缩略图源。

步骤107，根据确定出的缩略图源，确定使用的解码缩放比N。

如果存在可用的解码方案，即通过步骤105中选择缩略图源，则选择该N值作为解码缩放比；否则根据步骤106确定出的缩略图源对应的尺寸比率R，按如下方法选择解码缩放比：

如果R<1，则确定解码缩放比为N＝1；

如果R>64，则确定解码缩放比为N＝8。

这里补充说明一点，当JPEG原图像文件中不包含EXIF缩略图和大缩略图时，原图像对应的尺寸比率R的取值范围不可能在区间[1，64]内，因此，对于这种情况，只需要判断原图像对应的尺寸比率是大于64还是小于1，从而确定相应的解码缩放比N。

步骤108，根据选定的缩略图源对应的尺寸比率R和解码缩放比N，计算最终的缩略图尺寸W_REL和H_REL。

如果R<1，则最终缩略图的尺寸就是所选缩略图源的尺寸：

W_REL=W，H_REL=H

如果R≥1，则需要根据缩略图源的尺寸W、H和目标缩略图尺寸W_THU、H_THU来确定W_REL和H_REL：

计算： $\mathrm{ratio}=\max (\frac{W}{N\&times;W_{\mathrm{THU}}},\frac{H}{N\&times;H_{\mathrm{THU}}})$

则最终缩略图的宽高尺寸分别为：

$W_{\mathrm{REL}}=\frac{W}{N\&times;\mathrm{ratio}},$ $H_{\mathrm{REL}}=\frac{H}{N\&times;\mathrm{ratio}}$

步骤109，对选定的缩略图源，根据解码缩放比N进行解码，得到基准缩略图I_BASE，其宽高尺寸分别为W/N、H/N。

当N大于1时，将有效提高解码速度。

步骤110，对得到的基准缩略图I_BASE进行下采样缩放，得到最终的缩略图像I_REL。

具体下采样缩放后最终缩略图的宽高尺寸分别为W_REL和H_REL，每个像素的像素值I_REL(i，j)=I_BASE(HIndex[i]，WIndex[j])，其中HIndex[]和WIndex[]分别为行索引数组和列索引数组，HIndex[]表明I_REL的行索引到I_BASE的行索引的映射关系，WIndex[]表明I_REL的列索引到I_BASE的列索引的映射关系，这些映射关系是在缩放前根据缩放比例预先计算得到的，具体可以按照现有方式实现，这里就不再赘述。

至此，本申请中的JPEG图像的缩略图提取方法结束。

由上述本申请的具体实现可见，本申请的JPEG缩略图提取方法，结合原图像的尺寸、EXIF缩略图的尺寸、大缩略图的尺寸和目标缩略图的尺寸选择合适的缩略图源，并计算最终的缩略图尺寸。这样可以充分的利用原图像文件所附带的缩略图信息，更有利于获得尺寸适合、质量更好的缩略图像；同时，本申请的JPEG缩略图提取方法，不但考虑各种缩略图源的图像尺寸大小，而且考虑到对图像进行下采样解码可能带来的速度收益，通过对缩略图源进行下采样解码，从而提高解码速度，这样即使在尺寸上选择附带缩略图(如EXIF缩略图)作为缩略图源更为合理，但如果对原图像进行下采样解码也能满足尺寸需求，且能够具有更快的解码速度，则可以选择对原图像进行下采样来获得最终的缩略图像。

也就是说，本申请的方法能够选择更为合适的缩略图源，保证图像质量并获得较快的解码速度；尤其当缩略图尺寸大于EXIF尺寸时，本方法获取缩略图所用的时间将大幅减少。经测试：对于一张1080p的无EXIF缩略图、无大缩略图的JPEG图像，提取分辨率为160x120的缩略图，本申请的方法内存使用量相比于背景技术中的方式减少50％以上；解码所用时间缩短为全图解码的70％以下。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种JPEG图像的缩略图提取方法，其特征在于，包括：

对于包含EXIF缩略图或大缩略图的JPEG图像，根据该JPEG图像的原图像、EXIF缩略图和/或大缩略图的尺寸，计算所述原图像、EXIF缩略图和/或大缩略图分别与目标缩略图的尺寸比率和/或W_ORG和H_ORG分别为所述原图像的宽和高，W_EXIF和H_EXIF分别为所述EXIF缩略图的宽和高，W_LARGE和H_LARGE分别为所述大缩略图的宽和高，W_THU和H_THU分别为所述目标缩略图的宽和高；

按照设置的所有解码缩放比，计算各尺寸比率与每种解码缩放比的平方的比值，选择比值结果在设定范围内的尺寸比率和解码缩放比的组合，作为可用的解码方案；

在可用的解码方案中，根据尺寸比率R、解码缩放比N及其对应的解码速度系数K，选择最优的解码方案，将最优的解码方案中尺寸比率对应的JPEG原图像或缩略图作为缩略图源，按照相应的解码缩放比对所述缩略图源进行解码，得到基准缩略图；

根据由缩略图源的尺寸和目标缩略图尺寸所确定的实际缩略图尺寸，对所述基准缩略图进行下采样，得到实际缩略图；

其中，由缩略图源的尺寸和目标缩略图尺寸确定实际缩略图尺寸的方式为：

当缩略图源对应的尺寸比率R小于1时，将实际缩略图的尺寸设置与缩略图源的尺寸相同；

当缩略图源对应的尺寸比率R大于或等于1时，计算将实际缩略图的宽W_REL和高H_REL分别设置为和W和H分别为缩略图源的宽和高。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述所有解码缩放比为：N∈{1,2,4,8}；和/或，所述设定范围为[1,4]。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述选择最优的解码方案包括：对应各种可用的解码方案计算选择计算结果最小的一种解码方案作为最优的解码方案。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当解码缩放比N为1时，其对应的解码速度系数K为1；当解码缩放比N为2时，其对应的解码速度系数K为2；当解码缩放比N为4时，其对应的解码速度系数K为4；当解码缩放比N为8时，其对应的解码速度系数K为10。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：若不存在可用的解码方案且所述JPEG图像包含EXIF缩略图，则将所述EXIF缩略图作为缩略图源；若不存在可用的解码方案且所述JPEG图像不包含EXIF缩略图、包含大缩略图，则将所述大缩略图作为缩略图源；若所述JPEG图像不包含EXIF缩略图和大缩略图，则将所述JPEG原图像作为缩略图源，并继续执行所述解码和下采样的操作。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当不存在可用的解码方案或所述JPEG图像不包含EXIF缩略图和大缩略图时，

若所述缩略图源与目标缩略图的尺寸比率小于1，则将解码缩放比N设为1；若所述缩略图源与目标缩略图的尺寸比率大于64，则将解码缩放比N设为8。