[发明专利]基于码率预分配的JPEG2000自适应率控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于码率预分配的JPEG2000自适应码率控制编码系统，包括：

预处理、小波变换、量化，T1编码器、T2编码器，该T1编码器由比特平面+MQ编码器组成，该T2编码器由优化截取、码流组织组成，其特征在于T1编码器中增设有熵估计模块，T2编码器中增设有码率分配模块和编码深度控制模块；原始图像经预处理、小波变换和量化后的码块分两路输出，一路直接进入比特平面+MQ编码器，另一路通过熵估计模块估计出每个码块的熵，送入码率分配模块进行码率分配，并通过编码深度控制模块将每个码块的码率反馈给比特平面+MQ编码器，进行码块比特平面编码后，再反馈给编码深度控制模块确定每个码块的编码输出码流，并对该输出码流进行优化截取和码流组织，输出最终码流。

2.根据权利要求1所述的编码系统，其特征在于比特平面+MQ编码器输入量化后的码块和编码深度控制模块反馈的每个码块的累加码率，通过每个码块累加码率控制每个码块的比特平面编码，每个码块编码后输出的码块码流再到编码深度控制模块进行自适应调整编码深度，以控制每个码块的比特平面编码码流。

3.根据权利要求1所述的编码系统，其特征在于熵编码模块采用JPEG-LS预测算法对量化输入的码块进行估计，并将估计出的每个码块熵输出给码率分配模块。

4.根据权利要求1所述的编码系统，其特征在于码率分配模块将输入的每个码块熵进行累加得到整幅图像的估计熵和每个码块预分配权值，输出每个码块的编码码率给编码深度控制模块。

5.根据权利要求1所述的编码系统，其特征在于编码深度控制模块将比特平面+MQ编码器输出的每个码块码流进行累加，并与码率分配模块输入的码块编码码率通过编码深度控制码块进行比较，输出码块累加码率和码块码流分别给比特平面+MQ编码器和优化截取模块。

6.一种基于码率预分配的JPEG2000自适应码率控制编码方法，包括如下过程：

步骤一，利用JPEG-LS预测算法对经过小波变换和量化后的每个码块，进行码块熵H_b的估计，计算整幅图像的估计熵H以及每个码块的编码码率C_b，按JPEG2000标准的码块扫描顺序进行扫描，为所有码块的T1编码作准备；

步骤二，设置当前码块的初始编码深度控制门限d_b＝0；

步骤三，对当前码块进行T1编码，输出当前码块未曾编码的最高通道的编码码流并进行累加，即$R_b=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{\Δ}{R}_b^k,$其中ΔR_b^k是当前码块第k个编码通道的编码码流长度，ΔD_b^k是当前码块第k个编码通道的失真减少量；b为图像的当前码块数，k为当前码块的当前码通道数；

步骤四，将累加的编码码流与码块分配编码码率进行比较，调整编码深度控制门限，根据门限控制每个码块的编码截止，输出已编码码块的编码码流；

步骤五，根据已得到ΔD_b^k和ΔR_b^k，在已编码的编码通道内，按率失真优化截取点算法依次进行剔除每个码块的奇异点、计算出每个码块中相邻候选截取点之间的率失真斜率、查找最优截取点，完成码流截取；

步骤六，按JPEG2000标准的码流组织算法，完成码流组织和打包，输出最终编码码流。

7.根据权利要求6所述自适应码率控制编码方法，其特征在于所述的步骤四按如下过程进行：

(1)  判断当前码块的编码深度控制门限d_b是否为1，如果d_b不为1，则执行(2)，如果d_b＝1，则执行(3)；

(2)判断码块的累加编码码流R_b是否大于码块的编码码率C_b，如果R_b≤C_b，返回步骤三对当前码块的未曾编码的最高通道进行T1编码，如果R_b＞C_b，设置编码深度控制门限d_b为1，返回步骤三；

(3)判断所有码块是否已经编码完毕，如果所有码块编码完毕，则输出所有码块的编码码流，再返回步骤五进行码流的优化截取，如果没有编码完毕，则执行(4)；

(4)截止当前码块的T1编码，准备下一码块的T1编码，并返回步骤二。