CN206100340U - 一种智能化jpeg图像编解码系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种智能化JPEG图像编解码系统及方法，涉及图像处理领域，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始图像信息的图像采集单元、用于对图像进行JPEG编码的图像编码单元、用于传输图像信息的数据传输单元、用于JPEG图像解码的图像解码单元和用于图像显示的图像显示单元；所述图像实时采集单元信号连接于图像编码单元；所述图像编码单元信号连接于数据传输单元；所述数据传输单元信号连接于图像解码单元；所述图像解码单元信号连接于图像显示单元。本实用新型提供了一种智能化JPEG图像编解码系统及方法，本实用新型具有实时性高、图像质量高、系统运行效率高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及图像处理领域，特别涉及一种智能化JPEG图像编解码系统。
背景技术
随着宽带Internet以及数字多媒体技术的飞速发展，以Internet为传输媒介的视频会议、可视电话、远程视频监控、远程医疗系统以及数字流媒体等新的视频应用层出不穷。这些应用都需要对大量的图像进行网络传输。而由于图像的信息量巨大，给存储器的存储容量、通信干线信道的带宽，以及计算机的处理速度增加极大的压力，单纯靠增加存储器容量，提高信道带宽以及计算机的处理速度等方法来解决这个问题都是不现实的，必须对图像进行压缩，去掉图像信息中的冗余，减少网络传输的信息量。
JPEG是国际标准化组织(ISO)和CCITT联合制定的静态图像的压缩编码标准，它是目前静态图像中压缩比最高的，正是由于JPEG的高压缩比，使得它在数据量极大的多媒体以及带宽资源宝贵的网络程序中有着非常广泛的应用。
当JPEG编解码的速度提高到一定程度，就能够对动态图像进行编码，这种JPEG压缩编码称为M-JPEG(Motion-JPEG)。M-JPEG一个很大的特点就是图像处理等待时间较少，适合于在例如视频移动侦测或物体追踪环境下进行图像处理。M-JPEG可提供所有实际使用的图像分辨率，从用于移动电话的QVGA分辨率，到4CIF的全视频显示尺寸，甚至是更高的百万像素分辨率。系统无论在移动或复杂环境情况下都能保证视频质量，并提供高图像质量(低压缩)和低图像质量(高压缩)的灵活选择，同时能真正保证图像处理的实时性。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型提供了一种智能化JPEG图像编解码系统，本实用新型具有实时性高、图像质量高、系统运行效率高等优点。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始图像信息的图像采集单元、用于对图像进行JPEG编码的图像编码单元、用于传输图像信息的数据传输单元、用于JPEG图像解码的图像解码单元和用于图像显示的图像显示单元；所述图像实时采集单元信号连接于图像编码单元；所述图像编码单元信号连接于数据传输单元；所述数据传输单元信号连接于图像解码单元；所述图像解码单元信号连接于图像显示单元。
所述图像采集单元包括：摄像头和数模转换模块；所述摄像头信号连接于数模转换模块，用于采集原始的图像数据信息；所述数模转换模块，用于将采集到的模拟图像信息转换成为数字图像信息。
所述图像编码单元包括：图像分割模块、DCT变换模块、量化模块和哈夫曼编码模块；所述图像分割模块信号连接于DCT变换模块；所述DCT变换模块信号连接于量化模块；所述量化模块信号连接于哈夫曼编码模块。
所述图像解码单元包括：哈夫曼解码模块、逆量化模块、逆DCT变化模块、图像合并模块；所述哈夫曼解码模块信号连接于逆量化模块；所述逆量化模块信号连接于逆DCT变化模块；所述逆DCT变化模块信号连接于图像合并模块。
所述图像显示单元包括：数模转换模块和显示模块；所述数模转换模块信号连接于显示模块；所述数模转换模块，用于将接收到的数字图像信息转换为模拟图像信息；所述显示模块，用于将接收到的模拟图像信息显示出来。
采用以上技术方案，本实用新型产生了以下有益效果：
1、处理效率高：本实用新型有图像分割模块，先对图像进行分割后，DCT变换模块再对图像进行DCT变换，相较于直接进行DCT变换，对分割后的图像进行DCT变换的效率更高。
2、结构简单，成本低：本实用新型的图像处理系统，呈现典型的对称结构，图像编码单元和图像解码单元互为逆过程，使得整个系统的结构清晰简单，降低了系统的造价。
3、传输效率高、实时性高：本实用新型的图像处理系统将图像数据信息进行哈夫曼编码后再进行传输，使得传输效率更高，保证了图像处理的实时性。
附图说明
图1是本实用新型的一种智能化JPEG图像编解码系统的系统结构示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实用新型实施例1中提供了一种智能化JPEG图像编解码系统，系统结构如图1所示：
一种智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始图像信息的图像采集单元、用于对图像进行JPEG编码的图像编码单元、用于传输图像信息的数据传输单元、用于JPEG图像解码的图像解码单元和用于图像显示的图像显示单元；所述图像实时采集单元信号连接于图像编码单元；所述图像编码单元信号连接于数据传输单元；所述数据传输单元信号连接于图像解码单元；所述图像解码单元信号连接于图像显示单元。
所述图像采集单元包括：摄像头和数模转换模块；所述摄像头信号连接于数模转换模块，用于采集原始的图像数据信息；所述数模转换模块，用于将采集到的模拟图像信息转换成为数字图像信息。
所述图像编码单元包括：图像分割模块、DCT变换模块、量化模块和哈夫曼编码模块；所述图像分割模块信号连接于DCT变换模块；所述DCT变换模块信号连接于量化模块；所述量化模块信号连接于哈夫曼编码模块。
所述图像解码单元包括：哈夫曼解码模块、逆量化模块、逆DCT变化模块、图像合并模块；所述哈夫曼解码模块信号连接于逆量化模块；所述逆量化模块信号连接于逆DCT变化模块；所述逆DCT变化模块信号连接于图像合并模块。
所述图像显示单元包括：数模转换模块和显示模块；所述数模转换模块信号连接于显示模块；所述数模转换模块，用于将接收到的数字图像信息转换为模拟图像信息；所述显示模块，用于将接收到的模拟图像信息显示出来。
本实用新型实施例2中提供了一种智能化JPEG图像解编码方法：
一种智能化JPEG图像编解码方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：系统启动，图像采集单元开始采集原始图像信息，将采集到的原始图像信息发送至图像编码单元；
步骤2：图像编码单元对接收到的原始图像信息进行图像编码，将编码后的图像信息经数据传输单元发送至图像解码单元；
步骤3：图像解码单元对接收到的图像进行解码，将解码后的图像发送至图像显示单元；
步骤4：图像显示单元对接收到的图像信息进行处理后，进行显示。
所述图像编码单元进行图像编码的方法包括以下步骤：
步骤1：图像分割模块将原始图像信息分割成若干个8*8的数据块；
步骤2：DCT变换模块对每个数据块进行DCT变换；
步骤3：量化模块根据对应的量化表，将DCT变换的结果与对应量化表中的数相除，将处理后的数据信息进行之字形输出，使得低频分量数据靠前排列；高频分量数据靠后排列；
步骤4：对量化后的数据进行哈夫曼编码，形成最终的编码数据。
进一步的，系统启动后，图像采集单元进行图像实时采集，工作人员对图像编码单元以及网络传输模块进行配置，包括采集来的原始图像存储的首地址，图像处理缓存区首地址和压缩后图像存储首地址，然后数据传输单元检测有没有客户端的请求连接，若有，图像编码单元建立线程，建立与客户端的连接，并通知图像采集模块，当图像采集模块采集完一帧后，向图像编码单元发送中断，通知对原始图像进行编码，一帧图像编码完毕后，图像编码单元向数据传输单元发送中断命令，通知数据传输单元发送图像信息至图像解码单元。
所述DCT变换的变换方法包括以下步骤：
步骤1：采用如下公式，对图像信息进行初次DCT变换；
;
步骤2：采用如下公式，对图像信息进行二次DCT变换：
；
步骤3：将两次变换后的图像信息作为DCT变换后的图像信息。
进一步的，图像编码单元和图像解码单元形成对称关系。当系统完成一系列配置后，图像编码单元像图像解码单元发送请求，如被接受，图像解码单元接收图像编码单元的压缩码流，一帧数据接收完毕后，发送中断；图像解码单元接收到图像编码单元发送的信号，开始解码，解码一帧完毕后，向图像编码单元发送中断，图像显示单元接收到一帧恢复后的数据后开始显示，显示完一帧，检测解码模块是否有新的图像，如有，则显示下一帧图像，反之，继续显示当前图像。
本实用新型实施例3中提供了一种智能化JPEG图像编解码系统及方法，系统结构图如图1所示：
一种智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始图像信息的图像采集单元、用于对图像进行JPEG编码的图像编码单元、用于传输图像信息的数据传输单元、用于JPEG图像解码的图像解码单元和用于图像显示的图像显示单元；所述图像实时采集单元信号连接于图像编码单元；所述图像编码单元信号连接于数据传输单元；所述数据传输单元信号连接于图像解码单元；所述图像解码单元信号连接于图像显示单元。
所述图像采集单元包括：摄像头和数模转换模块；所述摄像头信号连接于数模转换模块，用于采集原始的图像数据信息；所述数模转换模块，用于将采集到的模拟图像信息转换成为数字图像信息。
所述图像编码单元包括：图像分割模块、DCT变换模块、量化模块和哈夫曼编码模块；所述图像分割模块信号连接于DCT变换模块；所述DCT变换模块信号连接于量化模块；所述量化模块信号连接于哈夫曼编码模块。
所述图像解码单元包括：哈夫曼解码模块、逆量化模块、逆DCT变化模块、图像合并模块；所述哈夫曼解码模块信号连接于逆量化模块；所述逆量化模块信号连接于逆DCT变化模块；所述逆DCT变化模块信号连接于图像合并模块。
所述图像显示单元包括：数模转换模块和显示模块；所述数模转换模块信号连接于显示模块；所述数模转换模块，用于将接收到的数字图像信息转换为模拟图像信息；所述显示模块，用于将接收到的模拟图像信息显示出来。
一种智能化JPEG图像编解码方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：系统启动，图像采集单元开始采集原始图像信息，将采集到的原始图像信息发送至图像编码单元；
步骤2：图像编码单元对接收到的原始图像信息进行图像编码，将编码后的图像信息经数据传输单元发送至图像解码单元；
步骤3：图像解码单元对接收到的图像进行解码，将解码后的图像发送至图像显示单元；
步骤4：图像显示单元对接收到的图像信息进行处理后，进行显示。
所述图像编码单元进行图像编码的方法包括以下步骤：
步骤1：图像分割模块将原始图像信息分割成若干个8*8的数据块；
步骤2：DCT变换模块对每个数据块进行DCT变换；
步骤3：量化模块根据对应的量化表，将DCT变换的结果与对应量化表中的数相除，将处理后的数据信息进行之字形输出，使得低频分量数据靠前排列；高频分量数据靠后排列；
步骤4：对量化后的数据进行哈夫曼编码，形成最终的编码数据。
进一步的，系统启动后，图像采集单元进行图像实时采集，工作人员对图像编码单元以及网络传输模块进行配置，包括采集来的原始图像存储的首地址，图像处理缓存区首地址和压缩后图像存储首地址，然后数据传输单元检测有没有客户端的请求连接，若有，图像编码单元建立线程，建立与客户端的连接，并通知图像采集模块，当图像采集模块采集完一帧后，向图像编码单元发送中断，通知对原始图像进行编码，一帧图像编码完毕后，图像编码单元向数据传输单元发送中断命令，通知数据传输单元发送图像信息至图像解码单元。
所述DCT变换的变换方法包括以下步骤：
步骤1：采用如下公式，对图像信息进行初次DCT变换；
;
步骤2：采用如下公式，对图像信息进行二次DCT变换：
；
步骤3：将两次变换后的图像信息作为DCT变换后的图像信息。
进一步的，图像编码单元和图像解码单元形成对称关系。当系统完成一系列配置后，图像编码单元像图像解码单元发送请求，如被接受，图像解码单元接收图像编码单元的压缩码流，一帧数据接收完毕后，发送中断；图像解码单元接收到图像编码单元发送的信号，开始解码，解码一帧完毕后，向图像编码单元发送中断，图像显示单元接收到一帧恢复后的数据后开始显示，显示完一帧，检测解码模块是否有新的图像，如有，则显示下一帧图像，反之，继续显示当前图像。
本实用新型的图像编解码系统对图像的处理都是针对每一帧图像进行处理后实时的发送至下一个单元进行处理，使得不论是图像的编码、图像的解码还是图像的显示都具有很高的实时性。
本实用新型的图像编解码系统对图像进行分割后，再采用DCT变换模块对分割后的图像进行DCT变换，使得DCT变换的精度更高，最终编码后的图像质量也更高。
本实用新型的图像编解码系统中的编码单元和解码单元呈现堆成结构，编码的处理过程和解码的处理过程基本对应，在处理过程中无须进行判断和跳转，保证了处理的流畅性，提升了运行效率。
此外，本实用新型采用了对图像进行两次DCT变换的方法，比起单次DCT变换对图像进行处理，更能降低对系统性能的要求，将单次复杂的运算分解为两次简单的运算，降低了系统复杂度，增强了系统的流畅性和稳定性。
本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (5)
1.一种智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述系统包括：用于采集原始图像信息的图像采集单元、用于对图像进行JPEG编码的图像编码单元、用于传输图像信息的数据传输单元、用于JPEG图像解码的图像解码单元和用于图像显示的图像显示单元；所述图像实时采集单元信号连接于图像编码单元；所述图像编码单元信号连接于数据传输单元；所述数据传输单元信号连接于图像解码单元；所述图像解码单元信号连接于图像显示单元。
2.如权利要求1所述的智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述图像采集单元包括：摄像头和数模转换模块；所述摄像头信号连接于数模转换模块，用于采集原始的图像数据信息；所述数模转换模块，用于将采集到的模拟图像信息转换成为数字图像信息。
3.如权利要求2所述的智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述图像编码单元包括：图像分割模块、DCT变换模块、量化模块和哈夫曼编码模块；所述图像分割模块信号连接于DCT变换模块；所述DCT变换模块信号连接于量化模块；所述量化模块信号连接于哈夫曼编码模块。
4.如权利要求3所述的智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述图像解码单元包括：哈夫曼解码模块、逆量化模块、逆DCT变化模块、图像合并模块；所述哈夫曼解码模块信号连接于逆量化模块；所述逆量化模块信号连接于逆DCT变化模块；所述逆DCT变化模块信号连接于图像合并模块。
5.如权利要求4所述的智能化JPEG图像编解码系统，其特征在于，所述图像显示单元包括：数模转换模块和显示模块；所述数模转换模块信号连接于显示模块；所述数模转换模块，用于将接收到的数字图像信息转换为模拟图像信息；所述显示模块，用于将接收到的模拟图像信息显示出来。
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| CN201620995048.5U CN206100340U (zh) | 2016-08-31 | 2016-08-31 | 一种智能化jpeg图像编解码系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106210745A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 成都市和平科技有限责任公司 | 一种智能化jpeg图像编解码系统及方法 |
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2016
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