[发明专利]一种基于可重叠矩形子模式的NAM图像表示方法

摘要

本发明公开了一种基于可重叠矩形子模式的NAM图像表示方法，包括编码过程和解码过程，编码过程主要是利用扩展的Gouraud阴影法和可重叠矩形NAM的4个准则，将灰度图像矩阵分割为可相互重叠的同类块；再对所有同类块进行编码，获取其颜色表P和坐标表Q，解码过程主要是根据坐标表Q，解码出坐标矩阵H、V和I，再根据H、V和I和颜色表P，利用扩展的Gouraud阴影法重建解码图像，并计算其PSNR。本发明在保证图像质量的前提下，具有更低的比特率和更少的块数，从而具有更快的处理速度；不仅可应用于传统的JPEG市场，而且还可应用于新兴领域，如无线通讯、网路传输、医疗图像等。

主权项

一种基于可重叠矩形子模式的NAM图像表示方法，包括编码过程和解码过程，其特征在于，所述编码过程包括以下步骤：S1将灰度图像矩阵G分割为可重叠的同类块，具体包括以下步骤：S1.1定义同类块为满足下述条件的矩形子模式：该矩形子模式内所有像素的灰度值g(x，y)均满足条件|g(x，y)‑gest(x，y)|≤ε；其中，ε为用户设定的误差允许量；gest(x，y)表示该矩形子模式中坐标(x，y)处的近似灰度值，其定义如下：设(x1，y1)、(x2，y2)分别为该矩形子模式左上角和右下角的坐标值，x1≤x≤x2，y1≤y≤y2；如果x1＜x2且y1＜y2，则gest(x，y)＝g5+(g6‑g5)×i1，如果x1≠x2且y1＝y2，则gest(x，y)＝g1+(g4‑g1)×[(x‑x1)/(x2‑x1)]；如果x1＝x2且y1≠y2，则gest(x，y)＝g1+(g4‑g1)×[(y‑y1)/(y2‑y1)]；如果x1＝x2且y1＝y2，则gest(x，y)＝g1；其中g1、g2、g3、g4分别为该矩形子模式的左上角、右下角、左下角、右上角的灰度值；g5＝g1+(g2‑g1)×i2，g6＝g3+(g4‑g3)×i2，i1＝(y‑y1)/(y2‑y1)，i2＝(x‑x1)/(x2‑x1)；定义3个大小均为M×N的水平块矩阵H、垂直块矩阵V和单点块矩阵I，其中，H、V和I中所有元素均初始化为0；将同类块的计数变量n赋值为0；其中，M和N均为自然数；S1.2扫描同类块：S1.2.1定义2个大小均为M×N的临时矩阵：TempH和TempV，分别用于标识在扫描过程中水平块和垂直块的分配情况；TempH和TempV中的所有元素均初始化为0；S1.2.2从灰度图像矩阵G左上角的第一点开始扫描，根据光栅扫描的顺序确定一个未被标识的同类块的起始点(x1，y1)，按顺序对横坐标和纵坐标进行扫描，根据扩展的Gouraud阴影法确定出同类块右下角的坐标(x2，y2)，得到面积最大的同类块，并将此同类块在灰度图像矩阵G中作标识；在扫描过程中遵循以下准则：若扫描时确定的面积最大的同类块在TempH中对应的位置的值为0，则将TempH中该同类块对应的位置的值置为1； 若扫描时遇到的同类块在TempH中对应位置的值为1，即该同类块为水平块且还未重叠过，则先搜索该同类块的左上角的坐标(x1，y1)和右下角的坐标(x2，y2)再将其变为垂直块；所述变为垂直块的方法为：先将该同类块在TempH中对应位置的值置为0，在TempV中对应位置的值置为1，再将该同类块在矩阵H中对应点(x1，y1)和点(x2，y2)的值分别置为0，在V矩阵中对应点(x1，y1)的值置为1、对应点(x2，y2)的值为2；同时扫描过程继续进行，当次扫描结束后将得到的面积最大的同类块在TempH中对应位置的值置为2；若扫描时遇到的同类块在TempV中对应位置的值为1，则继续扫描，将当次扫描结束后得到的面积最大的同类块在TempH中对应位置的值置为2；若扫描时遇到的同类块在TempH中对应位置值为2，即该同类块为水平块且还重叠过，则此时扫描结束，此次扫描得到的同类块即为面积最大的同类块；S1.3将n的值加1，并记录步骤S1.2得到的面积最大的同类块的参数：左上角的坐标(x1，y1)、右下角的坐标(x2，y2)、以及4个角的灰度值g1、g2、g3、g4；S1.4将步骤S1.3所述的参数存储到颜色表P中，并对矩阵H、I中对应点(x1，y1)、点(x2，y2)的位置进行标识；S1.5判断灰度图像矩阵G中的同类块是否全部被识别完毕；若是，进行步骤S1.6；若否，重复步骤S1.2～S1.5；S1.6输出颜色表P；S2根据坐标数据压缩算法，按H、V、I的顺序依次对3个矩阵中所有非零元素的坐标进行编码，将编码结果存储到一个坐标表Q中；所述解码具体为：根据坐标表Q，解码出矩阵H、V和I，根据H、V、I和颜色表P，利用扩展的Gouraud方法重建解码图像。