[发明专利]一种基于图像块相似性的图像压缩及解压缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于图像块相似性的图像压缩及解压缩方法，属于图像压缩技术领域。

背景技术

图像数据的实时传输所产生的数据十分庞大，如果不经过处理将会对存储器容量和计算机的处理速度带来挑战，通过图像压缩技术降低原始数据量可以提高了传输效率，降低所需存储器的存储空间。图像之所以能够压缩主要有两方面原因：1.源图像的各像素之间，在行、列方向上都存在较大的相关性，因此可以采用编码算法来减少或消除这些相关性，就能实现图像的压缩。2.图像信源的数据可分为有效信息量和冗余信息量，在不损害图像有效信息量的前提下，去除冗余量，就能减小图像的数据，达到压缩的目的。

对于像遥感图像这种数据量庞大的图像来说，直接对原始数据量进行分块图像压缩，将会增加设备的复杂度，并且随着分辨率的提高，对于大压缩比的数据传输系统而言，图像算法的压缩性能受到很大挑战。

现有的分块图像压缩方法是在对原始图像数据进行分块处理后，图像的数据量并没有减少，对于原始数据量庞大的图像来说，这样进行图像压缩需要消耗更多的硬件资源，对图像算法的压缩性能也有很大压力。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种基于图像块相似性的图像压缩及解压缩方法，结合信息隐藏技术，在对图像进行压缩前通过对原始图像数据进行分块处理，判决出与基准图像块相似的图像块，只对基准图像块进行压缩，将待压缩图像数据量减少1/3，从而减少图像压缩处理资源的消耗，将现有图像的压缩性能提高1.5倍,进一步提高传输效率。

本发明解决的技术方案为：一种基于图像块相似性的图像压缩方法，包括步骤如下：

(1)设定原始图像的像素为M×N，将原始图像分块为k个小块图像，分块后的每个小块图像B的像素为m×n，则得到的图像块个数k个小块图像B分别表示为序列B₁，B₂，...B_k；

(2)设定阈值T，在序列B₁，B₂，...B_k中，i从1开始，将B_i与B_i以外的图像块B_j逐一进行PSNR计算得到多个PSNR的值，将每个PSNR的值和阈值T相比较，该PSNR计算得到的值大于等于阈值T，则判定进行PSNR计算的这两个图像块B_i与B_j相似，并记录与B_i相似的图像块B_j的编号为b_i，B_i作为基准图像块，用B_i替换B_j；若PSNR计算得到的值小于阈值T，则判定进行PSNR计算的这两个图像块B_i与B_j不相似，B_i和B_j不进行替换，更新序列B₁，B₂，...B_k，1≤i≤k,1≤j≤k；i≠j；

(3)当i≠k时,将i加1后，判断此时B_i是否在步骤(2)更新后的序列中，若此时B_i在步骤(2)更新后的序列中，返回步骤(2)；若此时B_i不在步骤(2)更新后的序列中，则i的值再每次加1，直至B_i在步骤(2)更新后的序列中，返回步骤(2)，直至i＝k时，停止进行PSNR计算；

(4)若步骤(2)未找到与B_i相似的图像块B_j，则进行步骤如下：

(a)将步骤(2)中的阈值T与步骤(2)中得到的多个PSNR的值做差，将差值从小到大排列成一个序列，从序列的第p个差值开始，p从1开始，即从差值最小的进行PSNR计算的两个图像块开始，将该差值对应的两个图像块中的一个图像块作为基准图像B_n，另一个图像块作为对比图像块，并统计这两个图像块相差的最大像素值，将该最大像素值对应的对比图像块上该位置的像素值H_i利用基准图像B_n同样位置的像素值进行替代，然后再计算这两个图像块的PSNR值，将该PSNR的值和阈值T相比较，若得到的PSNR值大于等于阈值T，则判定已经找到相似的图像块，并将这些像素值H_i及位置信息进行记录；若得到的PSNR值仍小于阈值T，进行步骤(b)；