[发明专利]一种基于空域下采样模式的高效图像压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于图像处理领域，它特别涉及数字图像的编码技术。

背景技术

随着大数据信息时代的到来，多媒体信号正成为信息存储与传播的主体，在推动国民经济、保障社会安全、传播先进文化等方面发挥着极为重要的作用。图像数据作为多媒体信号的一种常用载体，被广泛应用于人们的日常生活中。图像信息所包含的内容丰富，但所占的存储空间也十分大，特别是当今时代人们对高分辨率图像需求的日益增多，因此，如何压缩图像信号以节省存储空间已经成为迫在眉睫需要解决的问题。与此同时，伴随着互联网的发展，在图像信息的传输方面对图像数据的压缩也提出了更高的要求。

图像信号内部存在大量冗余，包括空间冗余、结构冗余以及视觉冗余等。正是因为存在这样的冗余，图像数据才能够被压缩。高效的图像压缩方法就是要尽可能多地去除图像内部的冗余。

从统计学的角度讲，图像内部的空间冗余可以定义为像素点之间的相关性。与此同时，由于图像内部不同区域之间存在不同的特征，因此，不同区域内部的像素点间的相关性也有所不同。而如何根据图像的区域特征选择不同的方法消除不同像素点间的相关性，则是图像压缩算法的关键所在。传统的图像压缩方法忽略了图像内部不同区域间特征的不同，因此无法有效去除像素点间的相关性，造成整体编码效率低下。参见参考文献“JPEG(Joint Photographic Experts Group):ISO/IEC IS 10918–1/ITU-T Recommendation T.81,Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Image,1993”。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的基于空域下采样技术的图像压缩方法，这种方法可以让每个图像宏块通过率失真优化策略自适应地选择一种编码模式，从而有针对性地提高图像宏块的编码效率，实现对整个图像信号的高效压缩。与传统的JPEG图像压缩方法相比,本发明提供了两种编码模式，能够克服传统JPEG图像压缩方法中编码模式单一的缺点。

为了方便描述本发明的内容，首先做以下术语定义：

定义1，传统的JPEG图像压缩标准中图像分块的方法

传统的图像分块方法按照JPEG标准中对图像进行分块的方法，将原始图像划分为多个互不重叠的等尺寸图像块，具体描述过程参见“JPEG(Joint Photographic Experts Group):ISO/IEC IS 10918–1/ITU-T Recommendation T.81,Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Image,1993”；

定义2，传统的JPEG图像压缩标准中的编码方法

传统的JPEG图像压缩标准中的编码方法主要包括对每个图像块进行变换编码、量化和熵编码以及计算编码比特数；具体描述过程参见“JPEG(Joint Photographic Experts Group):ISO/IEC IS 10918–1/ITU-T Recommendation T.81,Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Image,1993”；

定义3，传统的JPEG图像压缩标准中计算编码比特数的方法

传统的JPEG图像压缩标准中计算编码比特数的方法主要是计算图像块系数矩阵编码所消耗的比特数，具体描述过程参见“JPEG(Joint Photographic Experts Group):ISO/IEC IS10918–1/ITU-T Recommendation T.81,Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Image,1993”；

定义4，传统的JPEG图像压缩标准中的解码方法

传统的JPEG图像压缩标准中的解码方法主要包括对每个图像块进行反变换和反量化；具体描述过程参见“JPEG(Joint Photographic Experts Group):ISO/IEC IS 10918–1/ITU-T Recommendation T.81,Digital Compression and Coding of Continuous-Tone Still Image,1993”；

定义5，传统的双三次插值方法