CN114531598A - 图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质，该方法包括：获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。本发明旨在利用目标像素点的像素值和基准值的像素差值属于预设压缩阈值范围时仅以差值传输压缩数据，极大减少传输的数据量，提高压缩率，同时又不损失图像分辨率和位深，完全还原原始图像，方便用户。

Description

图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及一种图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质。
背景技术
随着图像位深越来越大，图像分辨率越来越大，导致图像传输对带宽要求不断提高。以4K@60hz(30bit位深)为例，其传输带宽已达到14Gb/s。因此，确保图像完整传输，则对传输端的带宽要求较高，由于原始图像数据量大，因此，在传输时通常以一定的压缩手段对图像进行压缩，来减轻带宽压力。
然而，现有技术中为减轻带宽压力所采用的图像压缩方法大多是以牺牲图像分辨率或者位深的方式来压缩，虽然提高传输效率，但其破坏了原始图像，并非真正的无损压缩。
因此，现有技术还有待于发展和改进。
发明内容
基于此，针对现有图像压缩技术中无法做到不牺牲图像分辨率和位深的方式来减轻带宽压力的技术问题，本发明提供了一种图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质。
为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供一种图像的压缩方法，包括：
获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；
对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；
根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；
根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。
第二方面，本发明实施例提供一种图像的压缩装置，包括：
选取模块，用于获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；
差值计算模块，用于对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；
压缩确定模块，用于根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；
生成模块，用于根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。
第三方面，本发明实施例还提供一种智能终端，智能终端包括存储器、处理器及存储在存储器中并可在处理器上运行的图像的压缩程序，处理器执行图像的压缩程序时实现的图像压缩方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有图像的压缩程序，图像的压缩程序被处理器执行时实现的图像压缩方法的步骤。
有益效果：
本发明公开了图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质，该方法包括获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。本发明旨在利用目标像素点的像素值和基准值的像素差值属于预设压缩阈值范围时仅以差值传输压缩数据，极大减少传输的数据量，提高压缩率，同时又不损失图像分辨率和位深，完全还原原始图像，方便用户。
附图说明
图1为本发明提供的一种图像的压缩方法的流程图；
图2为本发明提供的一种图像的压缩装置的功能模块示意图；
图3为本发明提供的一种图像的解码方法的流程图；
图4为本发明提供的一种智能终端的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，图1是本发明提供的一种图像的压缩方法的流程图，应该说明的是，本发明实施方式的图像的压缩方法并不限于图1所示的流程图中的步骤及顺序，根据不同的需求，流程图中的步骤可以增加、移除或者改变顺序。
如图1所示，本发明提供的图像的压缩方法包括以下步骤：
S10、智能终端获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点。
具体地，该目标图像可以为完整图像，也可以是图像中一帧图像，也可以是多帧图像。例如：目标图像为视频中一帧图像。若目标图像为一张图像，一张图像是由多帧图像组成的图像，其目标图像的压缩方法可以看成是一帧图像汇总压缩而成。通过图像采集模块采集目标图像，该图像采集模块可以摄像头或其组件。在采集到目标图像后进行缓存，以用于后续的图像压缩和图像的解码。在本实施例中，目标图像以一帧图像为例加以说明本申请的技术方案。因此，目标图像包括若干目标像素点，每个目标像素点具有像素值以及对应的坐标信息。以该目标图像建立坐标系，则任意目标像素点的坐标信息在本实施例中通过二维矩阵(Xm，Yn)表示，例如：(X1，Y2)表示该目标图像中第1行第2列的目标像素点的横坐标和纵坐标。
参考像素点即为目标图像中某目标像素点，该参考像素点可以为一个，也可以为多个。该参考像素点用于确定目标图像中所有的目标像素点在图像传递过程中以什么的传递方式进行传输。也就是说，除参考像素点外的所有目标像素点通过与参考像素点这一基准进行比较，确定是以压缩传输或原始即非压缩传输，以根据采用压缩传输来减少目标图像的传输数据量。
在本实施例中，参考像素点的选取可分为3类，分别为行像素点、列像素点以及混合像素点。行参考像素点指的是作为参考像素点的目标像素点的行相同，即目标像素点的纵坐标相等；列参考像素点指的是作为参考像素点的目标像素点的列相同，即目标像素点的横坐标相等；混合参考像素点即为一个目标像素点。
需要说明的是，参考像素点作为目标图像进行图像的压缩方法中的起始点，然后按照一定规则依次进行图像的压缩传输。
例如：选取的参考像素点属于行参考像素点，则一行一行进行图像的压缩，在图像传输时，从第1行进行图像的压缩，第1行结束后，再第2行进行图像的压缩，直至最后一行的图像压缩完毕为止。
选取的参考像素点属于列参考像素点，则一列一列进行图像的压缩，在图像传输时，从第1列进行图像的压缩，第1列结束后，再第2列进行图像的压缩，直至最后一列的图像压缩完毕为止。
选取的参考像素点属于混合参考像素点，则一个一个目标像素点进行图像的压缩，在图像传输时，需要预先定义传输的方式，然后根据预先定义的传输的方式，确定各目标像素点的压缩方式，便于存储以及还原。
例如：确定该传输方式从奇偶行传输(先传输奇数行，再传输偶数行)从第1行第1列进行图像的压缩，第1行最后一列结束后，再第3行第1列进行图像的压缩，第3行最后一列结束，直至最后一个奇数行第1列进行图像的压缩，最后1列结束后，再从第2行第1列进行图像的压缩，第2行最后一列结束后，再第4行第1列进行图像的压缩，第4行最后一列结束，直至最后一个偶数行第1列进行图像的压缩，最后1列结束图像压缩完毕为止。
示例性的，智能终端确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点，包括：
智能终端从目标图像中选取每一行第一列的目标像素点作为该行其余目标像素点各自对应的参考像素点；或者，
从目标图像中选取每一列第一行的目标像素点作为该列其余目标像素点各自对应的参考像素点；或者，
从目标图像中选取任意一个目标像素点作为其余目标像素点各自对应的参考像素点。
S20、对于每个目标像素点，智能终端确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值。
基于步骤S10，参考像素点分为3种，对应的像素差值计算也有3种，分别是
1、参考像素点包括行参考像素点，对于每个目标像素点，智能终端确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值，包括：
智能终端将目标图像中各行第一列的目标像素点作为行参考像素点，并获取行参考像素点的第一像素值；
针对行参考像素点所在的同一行，获取剩余列所有目标像素点的第二像素值；
将第二像素值与第一像素值作差，以得到剩余列的各目标像素点与行参考像素点的行像素差值。
也就是说，以目标图像中每一行第1列的目标像素点作为行参考像素点，该行剩余列目标像素点的第二像素值均与所在行的行参考像素点的第一像素值进行差值计算。具体表现为：行像素差值＝第二像素值-第一像素值。
同理：
2、参考像素点包括列参考像素点，对于每个目标像素点，智能终端确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值，包括：
智能终端将目标图像中各列第一行的目标像素点作为列参考像素点，并获取列参考像素点的第三像素值；
针对列参考像素点所在的同一列，获取剩余行所有目标像素点的第四像素值；
将第四像素值与第三像素值作差，以得到剩余行的各目标像素点与列参考像素点的列像素差值。
也就是说，以目标图像中每一列第1行的目标像素点作为列参考像素点，该列剩余行目标像素点的第四像素值均与所在列的行参考像素点的第三像素值进行差值计算。具体表现为：列像素差值＝第四像素值-第三像素值。
同理：
3、参考像素点包括混合参考像素点，对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值，包括：
将目标图像中任一目标像素点作为混合参考像素点，并获取混合参考像素点的第五像素值；
获取目标图像中剩余所有目标像素点的第六像素值；
将第六像素值与第五像素值作差，以得到剩余各目标像素点与混合参考像素点的混合像素差值。
也就是说，混合像素差值＝第六像素值-第五像素值。
不管是行像素差值、列像素差值，还是混合像素差值，其有正负。不影响图像的压缩。
S30、智能终端根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据。
具体地，预设压缩阈值范围为一区间如(-16,16)。预设压缩阈值范围用于表示以什么样的方式传递目标像素点的像素值。更进一步地，判断各目标像素点的像素差值是否属于预设压缩阈值范围可以更进一步确定该目标像素点是启动压缩或不启动压缩。
在本实施例中，若比较结果为存在目标像素点的像素差值超过预设压缩阈值范围，则该目标像素点不作压缩，以原始值作为该目标像素点的第一点压缩数据；若比较结果为存在目标像素点的像素差值属于预设压缩阈值范围，则该目标像素点进行压缩，以像素差值作为该目标像素点的第二点压缩数据。作为参考像素点的目标像素点不作压缩，以原始值作为第三点压缩数据。
其中，第二点压缩数据的位数小于第一点压缩数据或第三点压缩数据的位数。
进一步地，任意点压缩数据的最高位作为用于是否启用压缩的压缩标志位。也就是说，点压缩数据的数据结构中最高位为压缩标准位，剩余若干低位用于表示像素值即R、G、B值。
若图像传输为32位，则表明每个目标像素点的像素值的位数均为32位，也就是说，每个目标像素点的原始值的位数为32位。因此，若不做压缩，即不启用压缩，以原始值作为点压缩数据具体为以各目标像素点的32位数据进行传输和缓存。在本实施例中，点压缩数据通常为二进制数据。
进一步地，最高位为压缩标志位，其压缩标志位为1，则表明该目标像素点启用压缩，以差值作为点压缩数据。其压缩标志位0，则表明该目标像素点没有启用压缩，以原始值作为点压缩数据。
更进一步地，作为参考像素点的目标像素点是以原始值作为点压缩数据，便于为后续图像的解码即还原提供参考。
进一步地，目标像素点以差值作为第二点压缩数据，在本实施例中，该第二点压缩数据的数据结构同样是以最高位作为压缩标志位，但其压缩标志位置为1,即启用压缩。其第二点压缩数据的数据位数在本实施例较佳为16位。由于第二点压缩数据的数据位数16远远小于以原始值对应的数据位数32，因此，在图像压缩过程，极大减少数据量，提供压缩率，同时减轻带宽压力，提高传输效率。
为了更进一步理解步骤S30，下面用一具体实施例加以说明，如下：
原始第1行图像对应的原始值：
Figure BDA0002764814180000081
Figure BDA0002764814180000091
表1
原始第1行图像对应的压缩后压缩值：
Figure BDA0002764814180000092
表2
表1和表2是以目标图像的各行第1列为行基准值，其余列分别与该行基准值进行相关比较。表1中原始目标像素点以R,G,B各10bit为例，其每个像素占据32bit位宽。压缩前每个原始目标像素点中第32bit，第16bit保留不用(置0)。然后编码模块如编码器读取目标图像中一行图像，将像素位置第32bit以及第16bit位置，作为该像素是否为压缩标志位，如表2所示，如启用压缩，即标志位为置1，则每16个bit代表一个像素点，其中R,G,B各占5bit，R,G,B最高bit位，代表差值为正或负，如不启用压缩，则与原始像素一致，32个bit代表一个像素点。
然后该行第一列像素以原始像素传输，作为该行基准值。图像大小为32bit。比较其余列的图像与第一列的图像差值，如在16(正负)以内，则以差值传输。此目标像素点占据图像大小即为16bit。
S40、智能终端根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。
具体地，获取参考像素点的第三点压缩数据以及剩余目标像素点的第一点压缩数据和/或第二点压缩数据；汇总第三点压缩数据、第一点压缩数据和/或第二点压缩数据，以得到目标图像的图像压缩数据。
也就是说，按照传输约定，各目标像素点的点压缩数据的汇总即为目标图像的图像压缩数据。该图像压缩数据同样也为二进制数据。
基于上述方法，本申请还提供一种图像的压缩装置，如图2所示，包括：
选取模块100，用于获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；
差值计算模块200，用于对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；
压缩确定模块300，用于根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；
生成模块400，用于根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。
基于上述图像的压缩方法，本申请还提供一种图像的解码方法，请参阅图3，应该说明的是，本发明实施方式的图像的解码缩方法并不限于图3所示的流程图中的步骤及顺序，根据不同的需求，流程图中的步骤可以增加、移除或者改变顺序。如图3所示，图像的解码方法包括以下步骤：
M10，获取图像压缩数据，解析图像压缩数据，得到各点压缩数据；
M20，确定各点压缩数据中用于重构目标图像的参考压缩数据；
M30,基于参考压缩数据及其剩余点压缩数据，重构目标图像，以得到目标图像的解码图像。
具体地，点压缩数据的数据结构中最高位用于表示是否启动压缩，其值为0，表示以原始方式压缩，其值为1，表示以像素差值方式压缩。在解析图像压缩数据过程中，通过压缩标准位来确定其传输的数据位数是原始值对应的数据位数，还是差值对应的数据位数，继而根据参考像素点的基准值，还原各目标像素点的原始像素值。当然，参考像素点同样基于图像的压缩方法对应分为3类。故不在此赘述。从而解压后的图像，重新缓存成无损压缩图像包，即还原成原始图像。
例如：每行图像第一列为该行基准值。其余列按照约定，压缩标志位，进行判断。如压缩标志有效，则在基准值的基础上，进行还原，得到原有的像素点值。解压后得到的解码图像，重新缓存组成无损压缩图像包。
在一个实施例中，本发明还提供一种智能终端，如图4所示，智能终端包括处理器10、存储器20及显示器30。图4仅示出了智能终端的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
存储器20在一些实施例中可以是智能终端的内部存储单元，例如智能终端的硬盘或内存。存储器20在另一些实施例中也可以是智能终端的外部存储设备，例如智能终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器20还可以既包括智能终端的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器20用于存储安装于智能终端的应用软件及各类数据，例如安装智能终端的程序代码等。存储器20还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器20上存储有图像压缩程序或者图像解码程序40，该图像压缩程序或者图像解码程序40可被处理器10所执行，从而实现本申请中图像压缩方法或者图像解码方法。
处理器10在一些实施例中可以是一中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行图像压缩方法或者图像解码方法等。
显示器30在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器30用于显示在智能终端的信息以及用于显示可视化的用户界面。智能终端的部件10-30通过系统总线相互通信。
在一实施例中，当处理器10执行存储器20中图像压缩程序40时实现以下步骤：
获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；
对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；
根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；
根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据，具体如上述图像的压缩方法。
或者在另一实施例中，当处理器10执行存储器20中图像解码程序40时实现以下步骤：
获取图像压缩数据，解析图像压缩数据，得到各点压缩数据；
确定各点压缩数据中用于重构目标图像的参考压缩数据；
基于参考压缩数据及其剩余点压缩数据，重构目标图像，以得到目标图像的解码图像，具体如上述图像的解码方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有图像的压缩程序，图像的压缩程序被处理器(本实施例为处理器10)执行，以实现本发明的图像的压缩方法中的步骤，或者计算机可读存储介质存储有图像解码程序，图像解码程序被一个或者多个处理器(本实施例为处理器10)执行，以实现本发明的图像的解码方法中的步骤，具体如上述方法。
本领域技术人员可以理解，图4所示的仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的智能终端可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。处理器执行计算机程序时实现上述的图像的压缩方法的步骤，具体如上。
综上，本发明公开了图像的压缩方法、装置、智能终端及计算机可读存储介质，该方法包括获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；对于每个目标像素点，确定目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到目标图像的图像压缩数据。本发明旨在利用目标像素点的像素值和基准值的像素差值属于预设压缩阈值范围时仅以差值传输压缩数据，极大减少传输的数据量，提高压缩率，同时又不损失图像分辨率和位深，完全还原原始图像，方便用户。
当然，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关硬件(如处理器，控制器等)来完成，计算机程序可存储于一计算机可读取的存储介质中，该程序在执行时可包括如上述各方法实施例的流程。其中的存储介质可为存储器、磁碟、光盘等。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种图像的压缩方法，其特征在于，包括：
获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；
对于每个目标像素点，确定所述目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；
根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；
根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到所述目标图像的图像压缩数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点，包括：
从目标图像中选取每一行第一列的目标像素点作为所述行其余目标像素点各自对应的参考像素点；或者，
从目标图像中选取每一列第一行的目标像素点作为所述列其余目标像素点各自对应的参考像素点；或者，
从目标图像中选取任意一个目标像素点作为其余目标像素点各自对应的参考像素点。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对于每个目标像素点，确定所述目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值，包括：
针对每个目标像素点，分别获取所述目标像素点以及与其对应的参考像素点的像素值；
将所述目标像素点的像素值减去其对应的参考像素点的像素值，得到所述目标像素点对应的像素差值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据，包括：
将各目标像素点对应的像素差值分别与预设压缩阈值范围比较；
若某一目标像素点的像素差值不属于所述预设压缩阈值范围，则利用原始值方式压缩所述某一目标像素点，得到所述某一目标像素点对应的第一点压缩数据；或者，
若某一目标像素点的像素差值属于所述预设压缩阈值范围，则利用差值方式压缩所述某一目标像素点，得到所述某一目标像素点对应的第二点压缩数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
利用原始值方式压缩各目标像素点对应的参考像素点，得到对应参考像素点的第三点压缩数据，作为参考像素点的目标像素点不作压缩。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到所述目标图像的图像压缩数据，包括：
获取各目标像素点对应的参考像素点的第三点压缩数据以及各目标像素点对应的第一点压缩数据或第二点压缩数据；
根据所述第三点压缩数据、所述第二点压缩数据以及所述第一点压缩数据，对各目标像素点及其对应的参考像素点进行压缩，得到所述目标图像的图像压缩数据。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，各第二点压缩数据的数据长度均小于各第一点压缩数据的数据长度。
8.根据权利要求4-7任一项所述的方法，其特征在于，任意所述点压缩数据的最高位作为用于是否启用压缩的压缩标志位。
9.一种图像的压缩装置，其特征在于，包括：
选取模块，用于获取目标图像，确定目标图像中各目标像素点对应的参考像素点；
差值计算模块，用于对于每个目标像素点，确定所述目标像素点与其对应的参考像素点的像素差值；
压缩确定模块，用于根据各目标像素点对应的像素差值，确定各目标像素点对应的点压缩数据；
生成模块，用于根据各目标像素点对应的点压缩数据对各目标像素点进行压缩，得到所述目标图像的图像压缩数据。
10.一种智能终端，其特征在于，所述智能终端包括存储器、处理器及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的图像的压缩程序，所述处理器执行所述图像的压缩程序时实现如权利要求1～8任一项所述的图像压缩方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有图像的压缩程序，所述图像的压缩程序被处理器执行时实现如权利要求1～8任一项所述的图像压缩方法的步骤。
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