CN104025561A

CN104025561A - 图像压缩方法及图像处理装置

Info

Publication number: CN104025561A
Application number: CN201280002934.8A
Authority: CN
Inventors: 李超洋; 陈普; 包成儒
Original assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Current assignee: Huawei Technologies Co Ltd
Priority date: 2012-11-23
Filing date: 2012-11-23
Publication date: 2014-09-03
Also published as: WO2014079036A1

Abstract

本发明提供一种图像压缩方法及图像处理装置，其中图像压缩方法包括，将原始图像划分为至少一个图像块；对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断；对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，采用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；对于颜色种类的数量大于第一阈值的图像块，采用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；将至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流；并将统一码流发送给客户端。由于根据每个图像块颜色种类的数量区分图像块的类型，针对不同类型的图像块，采用有损压缩算法或损压缩算法进行编码压缩，能够有效地兼顾对桌面图像的重建质量和压缩效率。

Description

图像压缩方法及图像处理装置技术领域本发明涉及计算机技术，尤其涉及一种图像压缩方法及图像处理装置。背景技术

目前，桌面共享技术常被应用于远程办公、多媒体会议、多媒体教学等领域。由于桌面共享技术已日渐成熟，对终端设备的要求不高，尤其在无线通信技术快速发展的背景下，各种手持终端和基于第三代移动通信 ( 3rd-generation, 3G ) 的网络设备也可以共享远程服务器的桌面，使得桌面共享技术得到了更为广泛的应用。

现有的桌面共享技术可以直接在服务器端进行屏幕截图，通过操作系统提供的接口函数获取桌面图像的原始信息，但是计算机桌面图像的数据量十分庞大。例如， 17寸液晶显示器的一帧桌面图像数据为 3.75MB , 若以 15帧 /秒的速度截取桌面图像，则 1秒钟产生的数据量为 56.25MB , 这样的数据量在当前 10M/100M甚至 1000M的互联网上进行传输时，极易引起网络拥塞和传输延时，因此需要在实时传输桌面图像前对桌面图像进行有效的压缩编码，获得压缩后的桌面图像序列。服务器将压缩后的桌面图像序列发送给客户端，客户端对接收到的桌面图像序列进行解码，从而获得服务器的桌面图像。

典型的压缩算法包括有损压缩算法和无损压缩算法。有损压缩算法例如联合图像专家小组（Joint Photographic Experts Group, JPEG )算法等，具有较高的压缩比，但是需要以损失图像质量为代价，尤其图像中的文字会出现模糊不清的情况，而且有损压缩算法并不适用于一些特殊的应用场景。例如在医疗行业中为了避免出现误判等情况的发生，不允许将有损压缩算法应用在桌面共享中。无损压缩算法例如行程长度编码 ( Run- Length Encoding, RED 算法， LZW ( Lempel-Ziv- Welch Encoding) 算法等，对桌面图像进行压缩后能够保证具有较好的重建质量，但是其压缩比不如有损压缩算法高，对于对重建质量要求不高的桌面图像若釆用无损压缩算法，会出现压缩效率降低的情况。

因此，现有技术中的图像压缩技术在兼顾压缩效率和重建质量方面存在不足。发明内容本发明提供了一种图像压缩方法及图像处理装置，用以兼顾图像压缩时对压缩效率和图像重建质量的要求。

本发明的第一个方面是提供一种图像压缩方法，包括：

将原始图像划分为至少一个图像块；

对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断；对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；

对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；

将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流；并将所述统一码流发送给客户端。

结合第一个方面的图像压缩方法，在第一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

若所述原始图像为红绿蓝 RGB颜色空间的图像数据，将所述 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据；

相应地，所述对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断具体为：

对每个图像块对应的 YUV颜色空间的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断。

结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述对每个图像块对应的 YUV颜色空间的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断具体为：

获取每个图像块对应的 RGB颜色空间的图像数据的直方图信息；根据每个图像块的直方图信息，判断每个图像块的图像数据的颜色种类的数量。结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩包括：

对于颜色种类的数量大于所述第一阈值，且小于第二阈值的图像块，釆用第一量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二阈值大于所述第一阈值；

对于颜色种类的数量大于或等于所述第二阈值的图像块，釆用第二量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二量化步长大于所述第一量化步长。

结合第一个方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流具体为：

将颜色种类的数量小于或等于所述第一阈值的图像块在 RGB颜色空间的图像数据，分解为红 R分量数据流、绿 G分量数据流和蓝 B分量数据流；

釆用无损压缩算法，分别对所述 R分量数据流、所述 G分量数据流和所述 B分量数据流进行压缩；

将压缩后的 R分量数据流、 G分量数据流和 B分量数据流合并，获得压缩后的码流。

本发明的第二个方面是提供一种图像处理装置，包括：

划分单元，用于将原始图像划分为至少一个图像块；

处理单元，用于对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断；对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；发送单元，用于将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流，并将所述统一码流发送给客户端。

结合第二个方面的图像处理装置，在第一种可能的实现方式中，所述图像处理装置还包括：

转换单元，用于在所述原始图像为红绿蓝 RGB 颜色空间的图像数据时，将所述 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据；相应地，所述处理单元具体用于：

结合第二个方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述处理单元具体用于：

获取每个图像块对应的 RGB颜色空间的图像数据的直方图信息；根据每个图像块的直方图信息，判断每个图像块的图像数据的颜色种类的数量。

结合第二个方面的第一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：

对于颜色种类的数量大于所述第一阈值，且小于第二阈值的图像块，釆用第一量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二阈值大于所述第一阈值；对于颜色种类的数量大于或等于所述第二阈值的图像块，釆用第二量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二量化步长大于所述第一量化步长。

结合第二个方面的第一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述处理单元还用于：

将颜色种类的数量小于或等于所述第一阈值的图像块在 RGB颜色空间的图像数据，分解为红 R分量数据流、绿 G分量数据流和蓝 B分量数据流；釆用无损压缩算法，分别对所述 R分量数据流、所述 G分量数据流和所述 B分量数据流进行压缩；将压缩后的 R分量数据流、 G分量数据流和 B 分量数据流合并，获得压缩后的码流。

本发明的第三个方面是提供一种图像处理装置，包括处理器、存储器、总线和通信接口；所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述图像处理装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，使得所述图像处理装置执行上述图像压缩方法。

本发明第四个方面是提供一种计算机可读介质，包括计算机执行指令，以供计算机的处理器执行所述计算机执行指令时，所述计算机执行上述图像压缩方法。

本发明实施例提供的图像压缩方法及图像处理装置，将原始图像划分为一个或多个图像块，根据图像块中所包含的颜色种类的数量确定需要釆用的压缩算法，对颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用图像重建质量较好的无损压缩算法进行压缩，对颜色种类的数量大于第一阈值的图像块，釆用压缩效率较高的有损压缩算法进行压缩，将分别获得的对各图像块压缩后的码流合并为统一码流，并将统一码流发送给客户端。附图说明图 1为本发明实施例提供的图像压缩方法一实施例的流程图；

图 2为本发明实施例提供的另一图像压缩方法的流程图；

图 3为本发明实施例提供的又一图像压缩方法的流程图；

图 4为本发明实施例提供的图像处理装置的结构示意图；

图 5为本发明实施例提供的另一图像处理装置的结构示意图；图 6为本发明实施例提供的又一图像处理装置的结构示意图。具体实施方式本发明各实施例的应用场景主要为，客户端远程共享服务器的桌面图像，服务器的桌面图像也可以称为计算机屏幕图像，本发明各实施例中所述的图像处理装置可以为该服务器，或者该服务器中的功能模块。

在图像处理装置将桌面图像发送给客户端之前，需要先对桌面图像进行编码，也就是对桌面图像进行压缩。对自然图像和视频的压缩标准包括 JPEG 系列、 H.26X 系列和动态图像专家组 ( Moving Pictures Experts Group/Mo tin Pictures Experts Group, M PEG-X ) 系列等有损压缩算法，是基于人类视觉的敏感特性和自然图像色调连续的特征而制定的；对文本的压缩标准包括 REL算法和 LZW算法等无损压缩算法。

由于有损压缩算法比无损压缩算法的压缩比更高，相应地，在客户端通过解码对图像进行重建时，经过有损压缩算法压缩的图像比经过无损压缩算法压缩的图像可能存在更大程度的失真。但是由于自然图像的色彩信息丰富，纹理较为平滑，人眼对自然图像的解码恢复质量相对较低，即使存在部分失真人眼也不会有明显的察觉，因此釆用有损压缩算法即可实现对自然图像的有效压缩。若釆用无损压缩算法对自然图像进行压缩，反而会降低压缩效率；但是若釆用有损压缩算法对文字进行压缩，会造成客户端对文字进行还原时的清晰度较低。

有损压缩算法适合于对桌面图像中的自然图像进行的压缩，无损压缩算法适合于对桌面图像中的文本和图形进行的压缩。而桌面图像中不仅包含自然图像，还可能包含大量的文本和图形，因此若仅釆用有损压缩算法对桌面图像进行压缩，会造成桌面图像的重建质量较差；若仅釆用无损压缩算法对桌面图像进行压缩，会造成对桌面图像的进行压缩的压缩效率较低。

本发明各实施例中对桌面图像进行压缩的方法中结合了有损压缩算法和无损压缩算法，以兼顾对桌面图像进行压缩的压缩效率和重建质量。

图 1为本发明实施例提供的图像压缩方法一实施例的流程图，如图 1所示，该方法包括：

101、将原始图像划分为至少一个图像块。

具体的，图像处理装置在将其桌面共享给一个或多个客户端时，将其桌面图像发送给各客户端；在发送之前，图像处理装置需要先将桌面图像的原始图像进行编码压缩，将压缩后的原始图像发送给客户端。客户端在接收到该压缩后的原始图像之后，根据图像处理装置与客户端之间的通信协议，在对编码压缩的原始图像进行解码之后，即可还原出图像处理装置的原始图像。

本发明各实施例中图像压缩方法是针对原始图像中的每一帧图像进行的，图像处理装置向客户端发送的原始图像可以是压缩后的一帧或多帧图像。

在实际的共享桌面的过程中，图像处理装置向客户端发送的是连续的多帧图像，图像处理装置对每一帧原始图像的编码压缩的方式，以及客户端对接收到的每一帧原始图像的解码解压缩的方式，均可以釆用本发明各实施例中的实现方式。

图像处理装置在对原始图像进行编码压缩时，可以对整个原始图像分区域进行编码压缩。将原始图像被划分为一个或多个图像块。为了便于处理，对于标准的原始图像，划分出的各图像块的图像区域的大小是相等的；对于非标准的原始图像，可以釆用颜色边缘补齐的方法，以使得各图像块的图像区域具有相等的大小。可以理解的是，将原始图像划分为大小相等的图像块仅为一种优选的实现方式，若将原始图像划分为大小不相等的图像块并不影响本发明各实施例所述方法的实现。具体划分的每个图像区域的大小可以根据需要进行设置。若对原始图像的重建质量的要求比较高，且对压缩效率的要求并不高，可以将原始图像划分为较小的图像块；若对原始图像的重建质量的要求不高，但是对压缩效率的要求较高，可以将原始图像划分为较大的图像块；具体可以根据对重建质量和压缩效率的权衡，将原始图像划分为适当大小的图像区域。

102、对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断。

具体的，图像处理装置在将原始图像划分为一个或多个图像块之后，对原始图像的各图像块依次进行编码压缩。在对每个图像块进行编码压缩时，首先是获取每个图像块的颜色种类的数量，根据颜色种类的不同，分别对图像块釆用相应的编码压缩方式。

图像处理装置中预先设置有第一阈值，以该第一阈值为基本的判断条件，以判定图像块是否是以文字或图形为主的图像块。

若图像块的颜色种类的数量小于或等于该第一阈值，则说明该图像块的图像内容以文字或图形为主，对该类型的图像块，按照步骤 103所述的方式进行处理；若图像块的颜色种类的数量大于该第一阈值，则说明该图像块的图像内容并非以文字或图形为主，对该类型的图像块，按照步骤 104 所述到的方式进行处理。

103、对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流。

具体的，若图像块的颜色种类的数量小于或等于该第一阈值，则判断出该图像块的图像内容以文本或图形为主，以下将该类型的图像块称为文本或图形数据块。

针对文本或图形数据块，需要釆用无损压缩算法进行编码压缩。

104、对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流。

具体的，若图像块的颜色种类的数量大于该第一阈值，则判断出该图像块的图像内容并非以文本或图形为主，而可能为以自然图像为主的图像块，或者为既包括文本或图形，又包括自然图像的图像块。以下将以自然图像为主的图像块称为自然图像数据块，将既包括文本或图形，又包括自然图像的图像块称为混合图像数据块。

针对自然图像数据块和混合图像数据块，可以釆用有损压缩算法进行编码压缩。

105、将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流；并将所述统一码流发送给客户端。

图像处理装置按照上述步骤分别对原始图像的各个图像块进行编码压缩。在完成对各个图像块的编码压缩之后，将全部图像块编码后的数据流进行合成，形成统一码流，并将合成的统一码流作为该桌面图像的压缩后的码流。

图像处理装置将原始图像的压缩后的码流输出，发送给客户端；客户端在接收到该码流之后，根据码流中携带的相关信息和图像处理装置与客户端之间的通信协议，对该码流进行解码，解码后得到的图像即为客户端还原出的图像处理装置的桌面图像，从而实现客户端对图像处理装置的一帧或多帧桌面图像的共享。进而，当图像处理装置连续地将压缩后的桌面图像发送给客户端，客户端相应地对接收到的码流进行解码，还原出码流对应的图像时，即实现客户端对图像处理装置的桌面的共享。

本发明实施例提供的图像压缩方法，将原始图像划分为一个或多个图像块，根据图像块中所包含的颜色种类的数量确定需要釆用的压缩算法，对颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用图像重建质量较好的无损压缩算法进行压缩，对颜色种类的数量大于第一阈值的图像块，釆用压缩效率较高的有损压缩算法进行压缩，将分别获得的对各图像块压缩后的码流合并为统一码流，并将统一码流发送给客户端。由于根据每个图像块颜色种类的数量区分图像块的类型，针对不同类型的图像块，釆用有损压缩算法或损压缩算法进行编码压缩，能够有效地兼顾对桌面图像的重建质量和压缩效率，并且与仅釆用单一的压缩算法的方式相比，具有更好的重建质量，更大的压缩比；此外，由于不需要对图像块的不同类型进行细致分类，只需要釆用粗略的分类方式即可，因此具有较低的计算复杂度，能够使得桌面共享具有较好的实时性。

图 2为本发明实施例提供的另一图像压缩方法的流程图，如图 2所示，该方法还可以包括：

201、将原始图像划分为至少一个图像块。

具体的，可以参见步骤 101中所述的实现方式。

202、对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断。

具体的，可以参见步骤 102中所述的实现方式。

进一步地，图像处理装置判断图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量的方法可以为：

获取每个图像块对应的红绿蓝（ Red Green Blue , RGB )颜色空间的图像数据的直方图信息；根据每个图像块的直方图信息，判断每个图像块的图像数据的颜色种类的数量。

获取直方图的方法为，对图像块的像素进行扫描，分别记录颜色个数， R、 G、 B分量的取值范围均为 0-255 , 从而得到该图像块的直方图。

相应地，在执行步骤 202之前，若所述原始图像为 RGB颜色空间的图像数据，将所述 RGB颜色空间的图像数据转换为明亮度色度（ YUV ) 颜色空间的图像数据。其中， YUV也可以被称为 YCrCb; Y表示明亮度 ( Luminance或 Luma ) , 即灰阶值； U和 V表示色度 ( Chrominance或 Chroma ) 。

进而对每个图像块对应的 RGB颜色空间的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断。

具体将 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据的操作步骤需要在执行 202之前进行。此外，进行图像数据的颜色空间的转换，可以在对原始图像进行划分之前进行，也可以在对原始图像进行划分之后，针对每个图像块分别进行。

图像处理装置在完成对图像数据的颜色空间的转换之后，相应的图像数据分别具有在 RGB颜色空间的图像数据和在 YUV颜色空间的图像数据。无论对颜色空间的转换与对原始图像的划分之间执行的先后顺序，均获得一个或多个图像块，每个图像块分别具有在 RGB颜色空间的图像数据和在 YUV颜色空间的图像数据。

203、对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流。

具体的，可以参见步骤 103中所述的实现方式。

此外，由于无损压缩算法需要针对图像块在 RGB颜色空间的图像数据进行编码压缩，因此，进一步地，可以将颜色种类的数量小于或等于所述第一阈值的图像块在 RGB颜色空间的图像数据，分解为红 R分量数据流、绿 G分量数据流和蓝 B分量数据流；釆用无损压缩算法，分别对所述 R分量数据流、所述 G分量数据流和所述 B分量数据流进行压缩；将压缩后的 R 分量数据流、 G分量数据流和 B分量数据流合并，获得压缩后的码流。

204、对于颜色种类的数量大于所述第一阈值，且小于第二阈值的图像块，釆用第一量化步长的有损压缩算法进行压缩。

其中，所述第二阈值大于所述第一阈值。

205、对于颜色种类的数量大于或等于所述第二阈值的图像块，釆用第二量化步长的有损压缩算法进行压缩。

其中，所述第二量化步长大于所述第一量化步长。

具体的，有损压缩算法需要针对 YUV颜色空间的图像数据进行编码压缩。在有损压缩算法中，通过设置量化步长的数值大小，相应地实现不同的压缩效果。量化步长的数值越大，则对图像数据的压缩比较高，相应地重建质量将越低，压缩效率越高；量化步长的数值越小，则对图像数据的压缩比较小，相应地重建质量将越高，压缩效率较低。

针对颜色种类的数量大于第一阈值的图像块，可以进一步地区分为自然图像数据块和混合图像数据块。图像处理装置中除了预先设定有第一阈值以外，还可以设定有第二阈值，该第二阈值的数值大于第一阈值的数值。由于图像块中包含的自然图像越多，文本或图形越少，则其颜色种类的数量越多，反之同理，图像块中包含的自然图像越少，文本或图形越多，则其颜色种类的数量越少。因此，若图像块的颜色种类的数量大于第一阈值，但是小于第二阈值，则判定该图像块为混合图像数据块；若图像块的颜色种类的数量大于或等于第二阈值，则判定该图像块为自然图像数据块。图像处理装置对判断出的混合图像数据块，釆用第一量化步长的有损压缩算法进行编码压缩；对判断出的自然图像数据块，釆用第二量化步长的有损压缩算法进行编码压缩。其中，第二量化步长的数值大于第一量化步长的数值。通常，量化步长的取值范围为 1-100。因此，对自然图像数据块进行压缩的压缩比较大，压缩效率相对较高，图像的重建质量相对较低；对混合图像数据块进行压缩的压缩比较小，压缩效率相对较低，图像的重建质量相对较高。

将对混合图像数据块进行压缩的量化步长设置为比对自然图像数据块进行压缩的量化步长更小的数值，可以提高对混合图像数据块进行压缩的图像重建质量，以提高混合图像数据块中的文字或图形在被客户端还原时的清晰度。

206、将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流；并将所述统一码流发送给客户端。

具体的，可以参见步骤 105中所述的实现方式。

本发明实施例提供的图像压缩方法，由于每个图像块均具有两种颜色空间的图像信息，使得能够针对文本或图形数据块釆用无损压缩算法进行编码压缩，对自然图像数据块釆用较大量化步长的有损压缩算法进行编码压缩，对于混合图像数据块釆用较小量化步长的有损压缩算法进行编码压缩，使得混合图像数据块中的文字在重建时能够具有更高的清晰度，还能够有效地兼顾对桌面图像的重建质量和压缩效率，并且与仅釆用单一的压缩算法的方式相比，具有更好的重建质量，更大的压缩比；此外，由于不需要对图像块的不同类型进行细致分类，只需要釆用粗略的分类方式即可，因此具有较低的计算复杂度，能够使得桌面共享具有较好的实时性。

图 3为本发明实施例提供的又一图像压缩方法的流程图，为了能够对桌面图像进行实时有效的编码，本发明实施例根据桌面图像中文本、图形和自然图像在色彩和纹理上的不同特性，提出了如图 3所示的编码方法的总体流程。本发明实施例中的执行主体为上述服务器图像处理装置。

步骤 301、获取桌面图像。

步骤 302、将桌面图像由 RGB颜色空间转换到 YUV颜色空间。需要说明的是， RGB颜色空间和 YUV空间仅为两种颜色空间的举例，可选的颜色空间并不仅限于此。

由于无损压缩算法需要使用在 RGB颜色空间的图像数据中，有损压缩算法需要使用在 YUV颜色空间的图像数据中。因此，在本发明实施例中在保留 RGB颜色空间的图像数据的同时，还将 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据，从而桌面图像具有在两种颜色空间中的两份图像数据。

步骤 303、将桌面图像划分为多个 16 X 16的图像块。

在将桌面图像划分为图像块时，可以划分为 16 x 16大小的图像块，也可以划分为 32 x 32或者 8 x 8大小或者其他大小的图像块。若划分的每个图像块较大时，则编码压缩的压缩效率较高，重建质量可能较低；若划分的每个图像块较小时，则编码压缩时的压缩效率较低，重建质量可能较高。因此，对于所划分的图像块的大小的设置，取决于实际对压缩效率和重建质量的要求， 16 X 16的图像块大小为一种优选的实现方式。

对于非标准的桌面图像，可以釆用颜色边缘补齐的方法，对划分时不满足划分大小的图像区域通过补 0等方式，以使所获得的图像块的大小均相同。

在获得了桌面图像的一个或多个图像块之后，进一步地获取各图像块的颜色种类的数量。根据颜色种类的数量判断各图像块属于文本或图形数据块、自然图像数据块或混合图像数据块中的哪一种类型。

具体的，获取图像块的颜色种类的数量的方法可以为，根据图像块在 RGB 颜色空间中的直方图信息，获取图像块的颜色种类的数量。

釆用直方图信息判断图像块的颜色种类，是因为通常以文本或图形为主的图像块的色彩简单、纹理变化比较剧烈，其直方图信息中的颜色种类的数量较少，直方图的分布呈离散态；而以自然图像为主的图像块的色彩丰富，纹理变化比较平緩，其直方图信息中的颜色种类的数量较多，直方图的分布呈连续态，所以利用直方图信息可以简单高效地区分出图像块的大致类型。

设定第一阈值 T1和第二阈值 T2, T1和 T2分别为两个颜色种类的数量阈值， T1 小于 T2。对于简单的以文本或图形为主的图像块，其颜色种类的数量不会超过 T1 ,故将颜色种类的数量 Num小于或等于 T1的图像块判定为文本或图形数据块；对于包含较多文本或图形的图像块，其颜色种类的数量一般不会超过 T2,故将颜色种类的数量 Num大于或等于 T2的图像块判定为自然图像数据块；对于颜色种类的数量 Num大于 T1且小于 T2的图像块，可粗略地判定为混合图像数据块。这样的分类方式虽然较为粗略，但是能保证较高的压缩效率。

其中， T1和 T2的数值可以根据需要进行设置。一种优选的设置方式为，将 T1设置为 6, 将 T2设置为 20, 此设置方式仅为一种举例说明，可选的设置方式并不仅限于此。

步骤 304、若图像块为文本或图形数据块，则对 RGB颜色空间釆用无损压缩编码方式。

由于文本或图形数据块具有强烈的边缘与形状特征，人眼对文本 /图形信息敏感，对其的解码恢复质量要求较高，因而无损压缩方法是最佳选择。通常的无损压缩算法，例如 LZ W编码（ Encoding ) 算法、 RLE算法和游程编码等。这些压缩算法都需要在 RGB颜色空间的图像数据中进行编码。

为提高压缩比，将 RGB空间中 R、 G、 B分量分别进行压缩，形成 R 分量的压缩码流、 G分量的压缩码流和 B分量的压缩码流。由于每个1 、 G、 B分量的数据都在 0 - 255之间，可满足使用 RLE、 LZW等多种算法的输入要求，同时也能提升压缩比。将 R分量的压缩码流、 G分量的压缩码流和 B分量的压缩码流合成为压缩后的混合码流，即完成对文本或图像数据块的压缩。对于该混合码流，客户端在进行解码时，按照码流顺序分别解码为 1 、 G、 B分量，进而还原出 RGB颜色空间的图像数据，完成对文本或图像数据块的重建。

步骤 305、若图像块为自然图像数据块，则对 YUV颜色空间釆用高压缩率的基于 H.264的帧内预测编码。

由于自然图像的色彩信息丰富，纹理较平滑，人眼对自然图像的解码恢复质量相对较低，即使有部分失真人眼也不会有太大觉察，因而对自然图像数据块釆用有损压缩算法可以实现有效的压缩。

本发明对自然图像数据块的 YUV空间的图像数据釆用基于 H.264的帧内预测编码，或者类似 H.264的编码算法，对亮度分量可以釆用 16 X 16、 8 X 8和 4 X 4三种帧内编码模式 , 每种模式还可以釆用 9种预测方向；对于色差分量可以釆用 8 x 8 帧内预测编码模式，每种模式还可以釆用四种预测方向；进而釆用基于上下文自适应的可变长编码算法，进行熵编码。通过釆用加大量化步长的方法，增大压缩比，降低图像质量，可以保证整幅图像的高压缩比。

步骤 306、若图像块为混合图像数据块，则对 YUV颜色空间釆用低压缩率的基于 H.264的帧内预测编码。

由于混合图像数据块中可能既包含文本或图形还包含自然图像，因此对混合图像数据块的 YUV空间的图像数据，可以釆用基于 H.264的帧内预测编码，或者类似 H.264的编码算法。通过量化步长来控制解码图像的失真度，通常釆用减小量化步长来实现近似无损压缩。从而简单有效地实现对混合图像数据块的压缩编码。

步骤 307、形成统一码流输出。

最后，将整个桌面图像的各图像块的压缩后的码流合并为统一码流输出。将形成的统一码流发送给客户端之后，客户端根据通信协议依据码流顺序进行解码，从而在客户端还原出图像处理装置的桌面图像。

本发明实施例提供的图像压缩方法，将桌面图像由 RGB颜色空间转换到 YUV颜色空间，将桌面图像划分为 16 x 16大小的非重叠的图像块，根据每个图像块的色彩和纹理特征，将图像块分为文本或图形数据块、混合图像数据块或自然图像数据块三类，对文本或图形数据块在原始的 RGB 空间釆用无损压缩编码方式，对自然图像数据块釆用类似于 H.264帧内预测的有损编码方式，对混合块也釆用类似于 H.264帧内预测编码，但为了保证更好的重建质量，釆用比自然图像数据块更小的量化步长，即更高压缩质量的参数。无论在压缩效率方面还是重建质量方面，本发明实施例中的图像压缩方法均优于单一釆用 JPEG、 JPEG2000, JPEG-LS , LZW传统的图像压缩方法；并且由于本发明实施例中的图像压缩方法对图像的分类较为简单，能够有效地降低计算的复杂度，对类似桌面共享类的应用，可以保证更好的实时性。

此外，在利用图形用户界面（ Graphical User Interface , GUI ) 指令捕获桌面图像数据进行桌面共享的方法中，当涉及到需要对图像进行压缩的操作时，也可以釆用上述实施例中的方法，针对不同类型的图像，釆用无损压缩算法或有损压缩算法进行编码压缩。具体的，利用 GUI指令捕获图像数据的方式为，在服务器图像处理装置端，扩展显示驱动功能，在操作系统驱动层捕获 GUI指令，将指令和相关数据直接或经过压缩后传递到客户端，客户端接收到指令数据后，再调用操作系统重现绘制，从而把远端服务器图像处理装置的桌面重建到客户端。

为了进一步减少指令和数据量，通常釆用无损压缩算法对 GUI指令和数据进行压缩。釆用捕获 GUI指令的方法，由于数据量较直接拷贝屏幕的方法要小很多，所有被广泛使用。最典型的如，微软的操作系统 Windows Server提供远程桌面连接功能，其釆用的远程桌面协议（ Remote Desktop Protocol, RDP ) 协议，釆用了在操作系统层面捕获 GUI指令方法，然后通过指令数据压缩，在客户端重新绘制图像。思杰公司桌面协议同样釆用了 GUI指令方法实现了高效的桌面。

利用 GUI指令实现计算机屏幕图像传输的方法需要基于特定平台实现，在该方法中对于涉及到需要对图像进行压缩的操作时，也可以釆用上述实施例中的方法，同样可以在图像压缩的压缩效率和重建质量方面达到一定的平衡。

图 4为本发明实施例提供的图像处理装置的结构示意图，如图 4所示，该图像处理装置包括划分单元 11、处理单元 12和发送单元 13。

划分单元 11 , 用于将原始图像划分为至少一个图像块；

处理单元 12,用于对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断；对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；发送单元 13 ,用于将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统 —码流，并将所述统一码流发送给客户端。

具体的，图像处理装置进行图像压缩的方法，可以参见上述对应的方法实施例中所述的操作步骤，此处不再赘述。

本发明实施例提供的图像处理装置，将原始图像划分为一个或多个图像块，根据图像块中所包含的颜色种类的数量确定需要釆用的压缩算法，对颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用图像重建质量较好的无损压缩算法进行压缩，对颜色种类的数量大于第一阈值的图像块，釆用压缩效率较高的有损压缩算法进行压缩，将分别获得的对各图像块压缩后的码流合并为统一码流，并将统一码流发送给客户端。由于根据每个图像块颜色种类的数量区分图像块的类型，针对不同类型的图像块，釆用有损压缩算法或损压缩算法进行编码压缩，能够有效地兼顾对桌面图像的重建质量和压缩效率，并且与仅釆用单一的压缩算法的方式相比，具有更好的重建质量，更大的压缩比；此外，由于不需要对图像块的不同类型进行细致分类，只需要釆用粗略的分类方式即可，因此具有较低的计算复杂度，能够使得桌面共享具有较好的实时性。

图 5 为本发明实施例提供的另一图像处理装置的结构示意图，如图 5 所示，该图像处理装置还可以包括转换单元 14。

转换单元 14,用于在所述原始图像为红绿蓝 RGB颜色空间的图像数据时，将所述 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据；相应地，所述处理单元 12具体用于：

进一步地，所述处理单元 12还可以用于：

本发明实施例提供的图像处理装置，由于每个图像块均具有两种颜色空间的图像信息，使得能够针对文本或图形数据块釆用无损压缩算法进行编码压缩，对自然图像数据块釆用较大量化步长的有损压缩算法进行编码压缩，对于混合图像数据块釆用较小量化步长的有损压缩算法进行编码压缩，使得混合图像数据块中的文字在重建时能够具有更高的清晰度，还能够有效地兼顾对桌面图像的重建质量和压缩效率，并且与仅釆用单一的压缩算法的方式相比，具有更好的重建质量，更大的压缩比；此外，由于不需要对图像块的不同类型进行细致分类，只需要釆用粗略的分类方式即可，因此具有较低的计算复杂度，能够使得桌面共享具有较好的实时性。

图 6为本发明实施例提供的又一图像处理装置的结构示意图，如图 6 所示，该图像处理装置包括：处理器 21、存储器 22、总线 23和通信接口 24。处理器 21、存储器 22和通信接口 24之间通过总线 23连接并完成相互间的通信。

处理器 21可能为单核或多核中央处理单元（ Central Processing Unit, CPU ) , 或者为特定集成电路（ Application Specific Integrated Circuit, 简称 ASIC ) , 或者为被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。存储器 22可以为高速 RAM存储器，也可以为非易失性存储器（ non-volatile memory ) , 例如至少一个磁盘存 4诸器。

存储器 22用于存放程序 221。具体的，程序 221中可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机执行指令。

当所述图像处理装置运行时，处理器 21运行程序 221 , 以执行：将原始图像划分为至少一个图像块；

具体的，图像处理装置进行图像压缩的方法，可以参见上述对应的方法实施例中所述的操作步骤，此处不再赘述，并由此实现本发明实施例兼顾图像压缩时对压缩效率和图像重建质量的要求的发明目的。

本发明实施例还提供一种计算机可读介质，包括上述计算机执行指令，以供计算机的处理器执行所述计算机执行指令时，所述计算机执行上述各实施例中的图像压缩方法。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括： ROM, RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

权利要求书

1、一种图像压缩方法，其特征在于，包括：

将原始图像划分为至少一个图像块；

对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断；对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；

对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；

将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流；并将所述统一码流发送给客户端。
2、根据权利要求 1所述的图像压缩方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述原始图像为红绿蓝 RGB颜色空间的图像数据，将所述 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据；

相应地，所述对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断包括：

对每个图像块对应的 YUV颜色空间的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断。
3、根据权利要求 2所述的图像压缩方法，其特征在于，所述对每个图像块对应的 YUV颜色空间的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断包括：

获取每个图像块对应的 RGB颜色空间的图像数据的直方图信息；根据每个图像块的直方图信息，判断每个图像块的图像数据的颜色种类的数量。
4、根据权利要求 2所述的图像压缩方法，其特征在于，所述对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩包括：

对于颜色种类的数量大于所述第一阈值，且小于第二阈值的图像块，釆用第一量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二阈值大于所述第一阈值；对于颜色种类的数量大于或等于所述第二阈值的图像块，釆用第二量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二量化步长大于所述第一量化步长。
5、根据权利要求 2所述的图像压缩方法，其特征在于，所述对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流具体为：

将颜色种类的数量小于或等于所述第一阈值的图像块在 RGB颜色空间的图像数据，分解为红 R分量数据流、绿 G分量数据流和蓝 B分量数据流;

釆用无损压缩算法，分别对所述 R分量数据流、所述 G分量数据流和所述 B分量数据流进行压缩；

将压缩后的 R分量数据流、 G分量数据流和 B分量数据流合并，获得压缩后的码流。
6、一种图像处理装置，其特征在于，包括：

划分单元，用于将原始图像划分为至少一个图像块；

处理单元，用于对每个图像块对应的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断；对于颜色种类的数量小于或等于第一阈值的图像块，釆用无损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；对于颜色种类的数量大于所述第一阈值的图像块，釆用有损压缩算法进行压缩，获得压缩后的码流；发送单元，用于将所述至少一个图像块分别压缩后的码流合并为统一码流，并将所述统一码流发送给客户端。
7、根据权利要求 6所述的图像处理装置，其特征在于，所述图像处理装置还包括：

转换单元，用于在所述原始图像为红绿蓝 RGB 颜色空间的图像数据时，将所述 RGB颜色空间的图像数据转换为 YUV颜色空间的图像数据；相应地，所述处理单元具体用于：

对每个图像块对应的 YUV颜色空间的图像数据所包含的颜色种类的数量进行判断。
8、根据权利要求 7所述的图像处理装置，其特征在于，所述处理单元具体用于：获取每个图像块对应的 RGB颜色空间的图像数据的直方图信息；根据每个图像块的直方图信息，判断每个图像块的图像数据的颜色种类的数量。
9、根据权利要求 7所述的图像处理装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

对于颜色种类的数量大于所述第一阈值，且小于第二阈值的图像块，釆用第一量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二阈值大于所述第一阈值；对于颜色种类的数量大于或等于所述第二阈值的图像块，釆用第二量化步长的有损压缩算法进行压缩，所述第二量化步长大于所述第一量化步长。
10、根据权利要求 7所述的图像处理装置，其特征在于，所述处理单元还用于：

将颜色种类的数量小于或等于所述第一阈值的图像块在 RGB颜色空间的图像数据，分解为红 R分量数据流、绿 G分量数据流和蓝 B分量数据流；釆用无损压缩算法，分别对所述 R分量数据流、所述 G分量数据流和所述 B分量数据流进行压缩；将压缩后的 R分量数据流、 G分量数据流和 B 分量数据流合并，获得压缩后的码流。
11、一种图像处理装置，其特征在于，包括处理器、存储器、总线和通信接口；所述存储器用于存储计算机执行指令，所述处理器与所述存储器通过所述总线连接，当所述图像处理装置运行时，所述处理器执行所述存储器存储的所述计算机执行指令，使得所述图像处理装置执行如权利要求 1-5中任一所述的图像压缩方法。
12、一种计算机可读介质，其特征在于，包括计算机执行指令，以供计算机的处理器执行所述计算机执行指令时，所述计算机执行如权利要求 1-5中任一所述的图像压缩方法。