[发明专利]一种基于JPEG-LS帧间扩展的三维声纳图像序列无损压缩方法

权利要求书

1.一种基于JPEG-LS帧间扩展的三维声纳图像序列无损压缩方法，其特征在于：所述压缩方法包括以下步骤：

(1)输入一帧待压缩声纳图像数据；

(2)根据输入的声纳图像的水平和竖直分辨率，将声纳图像按式(I)分为1-16块，并按水平方向依次标记为1-16；其中，若图像的水平分辨率和竖直分辨率能被将要分割的块数整除，则每小块图像的分辨率都等于width/block_w或height/block_h，若不能整除，则前几块图像的分辨率等于width/block w或height/block h，水平或竖直最后一块图像的分辨率为width/block_w加上width除以block_w的余数或者height除以block h的余数；

block=block_w×block_hblock_w=1,width≤642,64<width≤1283,128<width≤1924,192<widthblock_h=1,height≤642,64<height≤1283,128<height≤1924,192<height---(I)]]>

式(I)中，block表示声纳图像分割的总块数，block_w表示声纳图像的水平分割块数，block_h表示声纳图像的竖直分割块数，width表示声纳图像的水平分辨率，height表示声纳图像的竖直分辨率。

(3)取得该帧声纳图像的一块分割图像中的一个分量数据，并计算该分量数据与前一帧图像的对应块中对应分量数据的差值；

如果该帧为三维声纳图像的第一帧，先记录编码数据类型为0，然后取得该块图像一个分量的数据，跳到步骤(7)使用改进的JPEG-LS编码器对编码数据类型和该分量声纳图像数据进行编码；如果不是第一帧，则先从输入声纳图像数据中取得该块的一个分量数据，然后将该分量数据与前一帧中的对应块的对应分量数据做对应位置的相减运算，得到该分量的前后帧差值数据；

(4)对该分量原始数据进行平滑度计算，对该分量原数据的平滑度采用式(II)计算：

sum=Σj=1height/incΣi=1width/inc(s(i×inc,j×inc)-s((i-1)×inc,j×inc))2---(II)]]>

式(II)中，height表示声纳图像的竖直分辨率，width表示声纳图像的水平分辨率，inc表示水平方向和竖直方向的取样间隔，其值大小根据式(III)计算，s(i×inc，j×inc)表示水平位置为(i×inc)，竖直位置为(j×inc)的像素点对应分量的值，(x)²表示计算x的平方和；

inc=2,width≤604,60≤width≤120width128,width>120---(III)]]>

(5)对由步骤(3)得到的前后帧差值数据进行平滑度计算并计算融合后的平滑度值，过程为：

先对该分量在步骤(3)中得到的前后帧差值数据采用式(II)计算平滑度，得到sum2，然后对计算平滑度过程中用到的像素点分量数据进行零值个数统计，并计算零值个数占总体采样像素点数的比例值α，最后将sum2与α按式(IV)融合，得到前后帧差值数据的经过融合的平滑度值f(sum2，α)：

f(sum2，α)＝β×(1-α)³×sum2    (IV)

式(IV)中，β为零值个数的影响因子，根据经验值取0.5～1；

(6)二路选择器根据步骤(4)得到的该分量原始数据的平滑度值和步骤(5)得到的该分量前后帧差值数据经过融合后的平滑度值，自适应选择该分量原始数据或前后帧差值数据送入JPEG-LS编码器，并标记数据类型

将步骤(5)得到的f(sum2，α)与步骤(4)得到的sum作比较，如果f(sum2，α)小于sum，则记录当前编码数据类型为1，然后二路选择器选择该分量前后帧差值数据送到步骤(7)中改进的JPEG-LS编码器；如果f(sum2，α)大于或等于sum，则记录当前编码数据类型为0，然后二路选择器选择该分量原始数据送到步骤(7)中改进的JPEG-LS编码器；

(7)采用改进的JPEG-LS图像编码器对水平分块值和竖直分块值及记录的编码数据类型和步骤(3)或步骤(6)输出的数据进行编码；

(8)分别取得这块声纳图像数据的其他色度空间分量数据，重复步骤(3)-步骤(7)；

(9)按顺序分别取得该帧声纳图像的其他分割块，重复步骤(3)-步骤(8)，直到该帧声纳图像的各个分割块编码完成。

2.如权利要求1所述的一种基于JPEG-LS帧间扩展的三维声纳图像序列无损压缩方法，其特征在于：所述步骤(7)中，改进的JPEG-LS编码器以标准的JPEG-LS编码器为基础，对数据进行编码时，在编码的开始标志0xFFD8后增加一个字节的分块数据及一个字节的编码数据类型标志。