CN104506873A - 基于压缩域的快速jpg图像合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于压缩域的快速JPG图像合成方法，不需要JPG解码和二次编码，在JPG压缩域中直接对JPG图像进行各种方式的合成，速度快，且无损原始图像质量。本发明提供的快速JPG图像合成方法，可用于电子警察系统中生成违章记录的合成图，也可用于其他需要对大量相同分辨率的图像进行合成的系统中。

Description

基于压缩域的快速JPG图像合成方法

技术领域

本发明涉及一种基于压缩域的快速JPG图像合成方法，属于图像处理技术。

背景技术

电子警察用于在交通路口通过摄像机抓拍违章行为，此外智能交通、视频监控也把交通路口作为重要的监控地点。作为机动车交通违法证据图像，根据GA/T 496—2009《闯红灯自动记录系统通用技术条件》，记录的原始图片数量不应超过四张，记录的最终图片应合成为一个图片文件。

实际应用中，原始图像与合成图像均为JPG图像，常规的合成方法是先把原始JPG图像解码为位图，在内存中合成后，再进行JPG编码，保存为JPG文件。这一过程存在二次编码，会造成图像质量的部分失真，更重要的是非常消耗时间。

发明内容

发明目的：为了解决常规的图像合成方法存在失真且消耗时间的问题，本发明提供一种基于压缩域的快速JPG图像合成方法，可以快速且无损地进行JPG图像合成，尤其适合电子警察等对大量的相同分辨率的图像进行合成的系统。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

JPG图像按宏块进行DCT编码，宏块之间互相独立。图像合成时，并不需要改变输入图像的内容，因此考虑直接把输入图像的宏块的DCT系数进行组合，即可得到合成图像的DCT系数，不需编码即可直接保存为JPG图像。

基于压缩域的快速JPG图像合成方法，不需要JPG解码和二次编码，在JPG压缩域中直接对JPG图像进行各种方式的合成，速度快，且无损原始图像质量，尤其适合电子警察等对大量的相同分辨率的图像进行合成的系统中；具体包括如下步骤：

(1)初始化，根据合成方式和输入JPG图像的分辨率，首先计算合成后的图像分辨率，然后在内存中生成一幅空白位图，再对该空白位图进行JPG编码，读取其DCT系数，将读取到的DCT系数作为合成图像的初始DCT系数并保存到内存中；所有输入JPG图像的分辨率相同，当输入JPG图像的分辨率变化，则重新初始化；

(2)读取所有输入JPG图像的DCT系数；

(3)根据合成方式，将输入JPG图像的DCT系数对应拷贝到合成图像的初始DCT系数的内存中；

(4)保存合成图像为JPG文件；

(5)系统退出时，从内存中释放合成图像的初始DCT系数。

在实际工作中，完成初始化后，就可以直接重复步骤(2)～(4)进行图像合成工作；当输入JPG图像的分辨率变化时，返回步骤(1)重新初始化；当图像合成工作全部完成时，退出系统。

涉及的JPG图像，使用的JPG编码库为libjpeg编码库，或者基于libjpeg的编码库，比如libjpeg-turbo、CxImage或OpenCV等。

所述步骤(1)和步骤(2)中：进行JPG编码时，调用libjpeg编码库的jpeg_create_compress函数；读取DCT系数时，调用libjpeg编码库的jpeg_create_decompress函数和jpeg_read_coefficients函数。

所述步骤(3)中，拷贝DCT系数时，对RGB每个通道分别以宏块为单位进行拷贝，调用libjpeg库的jcopy_block_row函数。

所述输入JPG图像的分辨率为：宽×高＝W×H，采用的合成方式和合成后的图像分辨率对应为：

合成方式为：行×列＝1×2；合成后的图像分辨率为：宽×高＝2W×H；

合成方式为：行×列＝2×1；合成后的图像分辨率为：宽×高＝W×2H；

合成方式为：行×列＝1×3；合成后的图像分辨率为：宽×高＝3W×H；

合成方式为：行×列＝3×1；合成后的图像分辨率为：宽×高＝W×3H；

合成方式为：行×列＝2×2；合成后的图像分辨率为：宽×高＝2W×2H。

有益效果：本发明提供的基于压缩域的快速JPG图片合成方法，是一完整的解决方案，适合电子警察等对大量的相同分辨率的图像进行合成的系统；使用本发明的方法，可为项目节约硬件投资、为嵌入式设备节约宝贵的内存资源和运算资源。举例来说：对于500万的摄像机，按照2×2的方式进行合成，合成后的分辨率可达2000万，按照常规的方法，调用libjpeg库在i5电脑上耗时2秒以上，调用优化的libjpeg-turbo库，耗时500ms左右；如果使用本方法，初始化部分(仅需执行一次)耗时140ms左右，合成部分耗时也在140ms左右。

附图说明

图1为本发明方法的实例的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

基于压缩域的快速JPG图像合成方法，不需要JPG解码和二次编码，在JPG压缩 域中直接对JPG图像进行各种方式的合成，速度快，且无损原始图像质量，尤其适合电子警察等对大量的相同分辨率的图像进行合成的系统中；具体包括如下步骤：

(1)初始化，根据合成方式和输入JPG图像的分辨率，首先计算合成后的图像分辨率，然后在内存中生成一幅空白位图，再对该空白位图进行JPG编码，读取其DCT系数，将读取到的DCT系数作为合成图像的初始DCT系数并保存到内存中；所有输入JPG图像的分辨率相同，当输入JPG图像的分辨率变化，则重新初始化；

(2)读取所有输入JPG图像的DCT系数；

(3)根据合成方式，将输入JPG图像的DCT系数对应拷贝到合成图像的初始DCT系数的内存中；

(4)保存合成图像为JPG文件；

(5)系统退出时，从内存中释放合成图像的初始DCT系数。

本方法中，涉及的JPG图像，使用的JPG编码库为libjpeg编码库，或者基于libjpeg的编码库，比如libjpeg-turbo、CxImage或OpenCV等。所述步骤(1)和步骤(2)中：进行JPG编码时，调用libjpeg编码库的jpeg_create_compress函数；读取DCT系数时，调用libjpeg编码库的jpeg_create_decompress函数和jpeg_read_coefficients函数。所述步骤(3)中，拷贝DCT系数时，对RGB每个通道分别以宏块为单位进行拷贝，调用libjpeg库的jcopy_block_row函数。

所述输入JPG图像的分辨率为：宽×高＝W×H，采用的合成方式和合成后的图像分辨率对应关系如表1所示：

表1 合成方式和合成后的图像分辨率对应关系

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.基于压缩域的快速JPG图像合成方法，其特征在于：不需要JPG解码和二次编码，在JPG压缩域中直接对JPG图像进行各种方式的合成；具体包括如下步骤：

(1)初始化，根据合成方式和输入JPG图像的分辨率，首先计算合成后的图像分辨率，然后在内存中生成一幅空白位图，再对该空白位图进行JPG编码，读取其DCT系数，将读取到的DCT系数作为合成图像的初始DCT系数并保存到内存中；所有输入JPG图像的分辨率相同，当输入JPG图像的分辨率变化，则重新初始化；

(2)读取所有输入JPG图像的DCT系数；

(3)根据合成方式，将输入JPG图像的DCT系数对应拷贝到合成图像的初始DCT系数的内存中；

(4)保存合成图像为JPG文件；

(5)系统退出时，从内存中释放合成图像的初始DCT系数。

2.根据权利要求1所述的基于压缩域的快速JPG图像合成方法，其特征在于：涉及的JPG图像，使用的JPG编码库为libjpeg编码库，或者基于libjpeg的编码库。

3.根据权利要求2所述的基于压缩域的快速JPG图像合成方法，其特征在于：所述步骤(1)和步骤(2)中：进行JPG编码时，调用libjpeg编码库的jpeg_create_compress函数；读取DCT系数时，调用libjpeg编码库的jpeg_create_decompress函数和jpeg_read_coefficients函数。

4.根据权利要求3所述的基于压缩域的快速JPG图像合成方法，其特征在于：所述步骤(3)中，拷贝DCT系数时，对RGB每个通道分别以宏块为单位进行拷贝，调用libjpeg库的jcopy_block_row函数。

5.根据权利要求1所述的基于压缩域的快速JPG图像合成方法，其特征在于：所述输入JPG图像的分辨率为：宽×高＝W×H，采用的合成方式和合成后的图像分辨率对应为：

合成方式为：行×列＝1×2；合成后的图像分辨率为：宽×高＝2W×H；

合成方式为：行×列＝2×1；合成后的图像分辨率为：宽×高＝W×2H；

合成方式为：行×列＝1×3；合成后的图像分辨率为：宽×高＝3W×H；

合成方式为：行×列＝3×1；合成后的图像分辨率为：宽×高＝W×3H；

合成方式为：行×列＝2×2；合成后的图像分辨率为：宽×高＝2W×2H。