本發(fā)明涉及圖像處理
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及基于tms320c6678芯片的高速jepg(jointphotographicexpertgroup，聯(lián)合圖像專家組)圖像壓縮方法，可應(yīng)用于對(duì)大規(guī)模雷達(dá)回波數(shù)據(jù)的高速jpeg圖像壓縮處理中。
背景技術(shù)：
：高效性和實(shí)時(shí)性是計(jì)算機(jī)處理圖像信息的兩個(gè)主要問(wèn)題，因此如何在保證圖像質(zhì)量的前提下對(duì)圖像進(jìn)行快速存儲(chǔ)和傳輸就成為了問(wèn)題的關(guān)鍵。圖像壓縮技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，圖像壓縮技術(shù)通過(guò)去除圖像數(shù)據(jù)中存在的冗余信息來(lái)減小圖像表示的數(shù)據(jù)量，從而用更加高效的格式存儲(chǔ)和傳輸圖像數(shù)據(jù)，以滿足圖像處理的高效性和實(shí)時(shí)性?，F(xiàn)有圖像壓縮技術(shù)中，對(duì)于靜態(tài)圖像的壓縮，多采用jepg標(biāo)準(zhǔn)算法。jepg標(biāo)準(zhǔn)算法先將整體圖像分成n×n的像素塊，然后對(duì)n×n的像素塊逐一進(jìn)行dct變換，之后對(duì)每個(gè)像素塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，進(jìn)而對(duì)量化后的dct系數(shù)進(jìn)行熵編碼，并在編碼結(jié)束后將編碼得到的數(shù)據(jù)和圖像的各種標(biāo)記碼組成壓縮數(shù)據(jù)流，即完成了對(duì)圖像的壓縮。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問(wèn)題：(1)在jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法中，需要對(duì)各像素塊逐一進(jìn)行dct變換，而dct變換包含復(fù)雜的乘法、加法等四則運(yùn)算以及多重循環(huán)的嵌套，因此dct變換會(huì)耗費(fèi)較多時(shí)間，使得處理時(shí)間變長(zhǎng)，無(wú)法滿足圖像壓縮的實(shí)時(shí)性要求。(2)jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法中使用jpeg標(biāo)準(zhǔn)推薦的量化表，統(tǒng)一對(duì)各像素塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化。在該量化表中低頻分量對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)較小、高頻分量對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)較大，以實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像低頻部分的精準(zhǔn)量化、高頻部分的粗量化，這與人的視覺(jué)及圖像特征是相符的。但是圖像的塊與塊之間是存在差異性的，如果使用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)量化表對(duì)各子塊統(tǒng)一進(jìn)行量化會(huì)存在以下問(wèn)題：有的子塊細(xì)節(jié)較多，高頻分量多、低頻分量少，若按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)量化表，對(duì)高頻分量采用較大的量化步長(zhǎng)進(jìn)行量化，就會(huì)使得圖像高頻分量的損失較大，致使壓縮質(zhì)量下降；有的子塊細(xì)節(jié)較少，低頻分量少、高頻分量多，若按照現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)量化表，對(duì)低頻分量采用較小的量化步長(zhǎng)進(jìn)行量化，即會(huì)使得數(shù)據(jù)冗余度大，導(dǎo)致壓縮效率降低。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供基于tms320c6678芯片的高速jpeg圖像壓縮方法，能夠降低數(shù)據(jù)冗余度，減少圖像壓縮的處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高速jpeg圖像實(shí)時(shí)壓縮。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：提供一種基于tms320c6678芯片的高速jpeg圖像壓縮方法，tms320c6678芯片具有8個(gè)處理核，該方法包括以下步驟：步驟1，讀取待壓縮圖像，待壓縮圖像為包含距離向和方位向的二維圖像，且將待壓縮圖像的距離向的像素個(gè)數(shù)作為所述待壓縮圖像的長(zhǎng)度，將待壓縮圖像的方位向的像素個(gè)數(shù)作為所述帶壓縮圖像的寬度；確定待壓縮圖像的長(zhǎng)度和寬度是否為8的倍數(shù)：若待壓縮圖像的長(zhǎng)度或者寬度是8的倍數(shù)，則轉(zhuǎn)至步驟2；若待壓縮圖像的長(zhǎng)度或者寬度不是8的倍數(shù)，則在待壓縮圖像的數(shù)據(jù)末尾補(bǔ)零，使得補(bǔ)零后待壓縮圖像的長(zhǎng)度和寬度均為8的倍數(shù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)至步驟2；步驟2，將待壓縮圖像的數(shù)據(jù)沿距離向連續(xù)不重疊地分割為8段數(shù)據(jù)塊，令tms320c6678芯片的8個(gè)處理核分別指向8段數(shù)據(jù)塊中1段數(shù)據(jù)塊的首地址，以使8個(gè)處理核同時(shí)對(duì)各自所指向的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行掃描，共同完成對(duì)待壓縮圖像的分塊，從而得到每段數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的n個(gè)8×8的子塊，且每一子塊的第一個(gè)像素點(diǎn)表示為像素點(diǎn)(0，0)；n為整數(shù)，n≥1；步驟3，每個(gè)處理核分別對(duì)其所指向的數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的n個(gè)8×8的子塊進(jìn)行dct變換，得到各子塊對(duì)應(yīng)的dct系數(shù)；其中，每一子塊在其每一像素點(diǎn)處有對(duì)應(yīng)的一個(gè)dct系數(shù)；各子塊在像素點(diǎn)(0，0)處的dct系數(shù)為子塊的直流系數(shù)，在除像素點(diǎn)(0，0)之外的63個(gè)像素點(diǎn)處的dct系數(shù)為子塊的交流系數(shù)；步驟4，分別對(duì)每一子塊的全部63個(gè)交流系數(shù)的絕對(duì)值求平均，得到對(duì)應(yīng)的n個(gè)平均值p1，p2，…pi，…pn，并確定n個(gè)平均值p1，p2，…pi，…pn中的最大值pmax＝max(p1，p2，…pi，…pn)；其中，p1表示n個(gè)8×8的子塊中第1個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，p2表示n個(gè)8×8的子塊中第2個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，pi表示n個(gè)8×8的子塊中第i個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，i＝1，2…，n，pn表示n個(gè)8×8的子塊中第n個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，max()表示取最大值；利用最大值pmax，根據(jù)預(yù)設(shè)公式：計(jì)算得到每一子塊的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)；其中，xi(u，v)表示子塊在像素點(diǎn)(u，v)處的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)，u表示像素點(diǎn)(u，v)的行坐標(biāo)，v表示像素點(diǎn)(u，v)的列坐標(biāo)，u＝0，1，2…，7，v＝0，1，2…，7；讀取預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)量化表，利用所得的校正系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表中對(duì)應(yīng)位置處的量化步長(zhǎng)進(jìn)行校正，得到每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表；利用每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表對(duì)該子塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，得到該子塊量化后的dct系數(shù)；步驟5，讀取預(yù)先存儲(chǔ)的huffman編碼表，利用huffman編碼表對(duì)各子塊量化后的dct系數(shù)進(jìn)行huffman熵編碼，得到各子塊的編碼后數(shù)據(jù)；步驟6，根據(jù)jpeg標(biāo)準(zhǔn)以及待壓縮圖像格式確定標(biāo)記碼，并將標(biāo)記碼和各子塊的編碼后數(shù)據(jù)組成位比特流，位比特流即為待壓縮圖像對(duì)應(yīng)的壓縮數(shù)據(jù)流。基于本發(fā)明上述方案，在對(duì)各子塊進(jìn)行量化時(shí)，先計(jì)算得到每一子塊的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)，利用校正系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表進(jìn)行校正，得到每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表，進(jìn)而利用每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表對(duì)該子塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，即，對(duì)各子塊分別根據(jù)圖像低頻、高頻出現(xiàn)的比率重新計(jì)算得到各子塊對(duì)應(yīng)的量化表，進(jìn)而用各子塊對(duì)應(yīng)的量化表進(jìn)行量化。如此一來(lái)，即可對(duì)不同子塊有針對(duì)性的進(jìn)行量化：對(duì)細(xì)節(jié)較多的子塊進(jìn)行量化時(shí)，由于其高頻分量較多，因此計(jì)算得到的校正系數(shù)較大，對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)也就相對(duì)較大，采用該相對(duì)較大的量化步長(zhǎng)對(duì)該細(xì)節(jié)較多的子塊進(jìn)行量化，即可有效減少高頻分量的損失，確保壓縮質(zhì)量；對(duì)細(xì)節(jié)較少的子塊進(jìn)行量化時(shí)，由于其低頻分量較多，因此計(jì)算得到的校正系數(shù)較小，對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)也就相對(duì)較小，采用該相對(duì)較小的量化步長(zhǎng)對(duì)該細(xì)節(jié)較少的子塊進(jìn)行量化，即可有效降低數(shù)據(jù)冗余度，提高壓縮效率。綜上所述，基于本發(fā)明實(shí)施例的上述量化步驟，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)由于對(duì)圖像的全部子塊統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)量化表進(jìn)行量化所導(dǎo)致的壓縮質(zhì)量差及數(shù)據(jù)冗余度高的問(wèn)題。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于tms320c6678芯片的高速jpeg圖像壓縮方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例仿真實(shí)驗(yàn)中使用的原始圖像；圖3為采用現(xiàn)有的jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法對(duì)圖2所示的圖像進(jìn)行壓縮后的圖像；圖4為采用本發(fā)明方法對(duì)圖2所示的圖像進(jìn)行壓縮的圖像。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于tms320c6678芯片的高速jpeg圖像壓縮方法的流程示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的基于tms320c6678芯片的高速jpeg圖像壓縮方法包括以下步驟：步驟1，讀取待壓縮圖像，所述待壓縮圖像為包含距離向和方位向的二維圖像，且將待壓縮圖像的距離向的像素個(gè)數(shù)作為待壓縮圖像的長(zhǎng)度，將待壓縮圖像的方位向的像素個(gè)數(shù)作為帶壓縮圖像的寬度；分別確定待壓縮圖像的長(zhǎng)度和寬度是否為8的倍數(shù)：若待壓縮圖像的長(zhǎng)度和寬度是8的倍數(shù)，則轉(zhuǎn)至步驟2；若待壓縮圖像的長(zhǎng)度或者寬度不是8的倍數(shù)，則在待壓縮圖像的數(shù)據(jù)末尾補(bǔ)零，使得補(bǔ)零后待壓縮圖像的長(zhǎng)度和寬度均為8的倍數(shù)，進(jìn)而轉(zhuǎn)至步驟2。其中，tms320c6678芯片是基于keystone架構(gòu)的高性能多核dsp芯片，其具有8個(gè)處理核，每個(gè)核具有32kb的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和一級(jí)程序存儲(chǔ)器、512kb的二級(jí)存儲(chǔ)器，并共享4mb的多核共享存儲(chǔ)空間，每個(gè)核的頻率最高為1.25ghz。步驟2，將待壓縮圖像的數(shù)據(jù)沿距離向連續(xù)不重疊地分割為8段數(shù)據(jù)塊，令tms320c6678芯片的8個(gè)處理核分別指向8段數(shù)據(jù)塊中1段數(shù)據(jù)塊的首地址，以使8個(gè)處理核同時(shí)對(duì)各自所指向的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行掃描，共同完成對(duì)待壓縮圖像的分塊，從而得到每段數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的n個(gè)8×8的子塊，且每一子塊的第一個(gè)像素點(diǎn)表示為像素點(diǎn)(0，0)。其中，n為整數(shù)，n≥1。優(yōu)選的，為了提高后續(xù)的編碼效率，減少壓縮時(shí)間，在對(duì)待壓縮圖像分塊后可以對(duì)圖像進(jìn)行幅度移位。具體來(lái)說(shuō)，假設(shè)順序編碼模式下輸入的圖像數(shù)據(jù)限制為8位，則圖像分量的取值范圍即被限制在0～2p-1(p＝8)之間的無(wú)符號(hào)整數(shù)，為使圖像均值接近0，則需要將圖像幅值移位2p-1，形成-2p-1～-(2p-1+1)的有符號(hào)整數(shù)?？梢岳斫猓?jīng)過(guò)移位操作后在后續(xù)的編碼過(guò)程中，若采用“之”字型編碼即會(huì)有更多的0字符行程，因此能夠提高編碼效率。步驟3，每個(gè)處理核分別對(duì)其所指向的數(shù)據(jù)塊對(duì)應(yīng)的n個(gè)8×8的子塊進(jìn)行dct變換，得到各子塊對(duì)應(yīng)的dct系數(shù)。其中，每一子塊在其每一像素點(diǎn)處有對(duì)應(yīng)的一個(gè)dct系數(shù)；各子塊在像素點(diǎn)(0，0)處的dct系數(shù)為子塊的直流系數(shù)，在除像素點(diǎn)(0，0)之外的63個(gè)像素點(diǎn)處的dct系數(shù)為子塊的交流系數(shù)。優(yōu)選的，對(duì)n個(gè)8×8的子塊中的第i個(gè)子塊進(jìn)行dct變換，得到對(duì)應(yīng)的dct系數(shù)，具體可以包括以下步驟：步驟3.1，讀取第i個(gè)子塊的數(shù)據(jù)。步驟3.2，對(duì)于第i個(gè)子塊的任一像素點(diǎn)(u，v)，執(zhí)行以下操作：(3.2a)根據(jù)像素點(diǎn)(u，v)的行坐標(biāo)u，讀取與行坐標(biāo)u對(duì)應(yīng)的第一系數(shù)表。其中，u＝0，1，2…，7，第一系數(shù)表為8×8的二維矩陣，該二維矩陣每一行的8個(gè)元素依次為x取0，1，2，…，7時(shí)第一系數(shù)的取值。示例性的，當(dāng)行坐標(biāo)u＝1時(shí)，與行坐標(biāo)u對(duì)應(yīng)的第一系數(shù)表如表1所示。表中任意兩行都相同，且每行的8個(gè)元素依次為x取0，1，2，…，7時(shí)的取值，例如，每行的第一個(gè)元素即是x＝1，u＝1時(shí)的取值，也即表1u＝1時(shí)對(duì)應(yīng)的第一系數(shù)表0.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.98070.98070.83140.55550.1950-0.1950-0.5555-0.8314-0.9807(3.2b)根據(jù)像素點(diǎn)(u，v)的列坐標(biāo)v，讀取與列坐標(biāo)v對(duì)應(yīng)的第二系數(shù)表。其中，v＝0，1，2…，7，第二系數(shù)表為8×8的二維矩陣，該二維矩陣每一列的8個(gè)元素依次為y取0，1，2，…，7時(shí)第二系數(shù)的取值。示例性的，當(dāng)列坐標(biāo)v＝1時(shí)，與列坐標(biāo)v對(duì)應(yīng)的第二系數(shù)表如表2所示。表中任意兩列都相同，且每行列的8個(gè)元素依次為y取0，1，2，…，7時(shí)的取值，例如，每列的第一個(gè)元素即是v＝1且y＝1時(shí)的取值，也即表2v＝1時(shí)對(duì)應(yīng)的第二系數(shù)表0.98070.98070.98070.98070.98070.98070.98070.98070.83140.83140.83140.83140.83140.83140.83140.83140.55550.55550.55550.55550.55550.55550.55550.55550.19500.19500.19500.19500.19500.19500.19500.1950-0.1950-0.1950-0.1950-0.1950-0.1950-0.1950-0.1950-0.1950-0.5555-0.5555-0.5555-0.5555-0.5555-0.5555-0.5555-0.5555-0.8314-0.8314-0.8314-0.8314-0.8314-0.8314-0.8314-0.8314-0.9807-0.9807-0.9807-0.9807-0.9807-0.9807-0.9807-0.9807(3.2c)根據(jù)像素點(diǎn)(u，v)的行坐標(biāo)u和列坐標(biāo)v，讀取第三系數(shù)表data_pr[64]，并根據(jù)第三系數(shù)表確定與像素點(diǎn)(u，v)對(duì)應(yīng)的第三系數(shù)的取值。其中，第三系數(shù)表為8×8的二維矩陣，該二維矩陣在坐標(biāo)(u，v)處的元素為的取值，具體的，第三系數(shù)表如表3所示。以坐標(biāo)(3，3)為例，第三系數(shù)表在坐標(biāo)(3，3)處的元素即為表3第三系數(shù)表0.12490.17670.17670.17670.17670.17670.17670.17670.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.25000.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.25000.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.25000.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.25000.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.25000.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.25000.17670.25000.25000.25000.25000.25000.25000.2500(3.2d)將第i個(gè)子塊、第一系數(shù)表以及第二系數(shù)表中相同位置的元素對(duì)應(yīng)相乘后求和，將所得求和值與像素點(diǎn)(u，v)對(duì)應(yīng)的第三系數(shù)相乘，得到第i個(gè)子塊在像素點(diǎn)(u，v)處的dct系數(shù)。即，第i個(gè)子塊在像素點(diǎn)(u，v)處的dct系數(shù)f(u，v)可表示為：式中，t＝8×v+u，u和v為0，1，2…，7中之一，data_pr[t]表示像素點(diǎn)(u，v)對(duì)應(yīng)的第三系數(shù)第三系數(shù)，data_u_new[u][k]表示與行坐標(biāo)u對(duì)應(yīng)的第一系數(shù)表的第k個(gè)元素，data_v_new[v][k]表示與列坐標(biāo)v對(duì)應(yīng)的第二系數(shù)表的第k個(gè)元素，f[k]表示第i個(gè)子塊的第k個(gè)像素值，k＝0，1，2，…，63。其中，第一系數(shù)表的第k個(gè)元素為將第一系數(shù)表的全部元素按行排成一列后的第k個(gè)元素，第二系數(shù)表的第k個(gè)元素為將第二系數(shù)表的全部元素按行排成一列后的第k個(gè)元素，第i個(gè)子塊的第k個(gè)像素值為將第i個(gè)子塊的全部像素點(diǎn)按行坐標(biāo)排成一列后的第k個(gè)像素點(diǎn)的像素值。以下對(duì)本發(fā)明實(shí)施例方法上述步驟3的原理進(jìn)行詳細(xì)介紹：首先，給出dct變換的公式如公式(1)所示：其中，f(x，y)為像素值，-128≤f(x，y)≤127；當(dāng)u，v＝0時(shí)，當(dāng)u，v≠0時(shí)；c(u)，c(v)＝1；u＝0，1，2…，7，v＝0，1，2…，7。從公式(1)中可以看出，求一個(gè)像素點(diǎn)對(duì)應(yīng)的dct系數(shù)需要執(zhí)行4次循環(huán)操作，包括2次外循環(huán)(u、v的循環(huán))以及嵌套的2次內(nèi)循環(huán)(變量x、y的循環(huán))，每次循環(huán)的次數(shù)都是8次，也就是說(shuō)一共要循環(huán)8*8*8*8次。為了下面描述的方便約定：循環(huán)[1]為內(nèi)層變量x、y的循環(huán)，循環(huán)[2]為次外層變量u、v的循環(huán)。(1)展開(kāi)循環(huán)[1]對(duì)于循環(huán)[1]來(lái)說(shuō)，每次循環(huán)都要執(zhí)行2次乘法運(yùn)算和1次加法運(yùn)算，每次運(yùn)算都要計(jì)算2個(gè)余弦系數(shù)：和本實(shí)施例中用data_x表示data_y表示對(duì)于每一個(gè)確定的u、v值，每個(gè)余弦系數(shù)共有8種可能的取值，分別為依次用c1、c3、…c15來(lái)表示。在循環(huán)時(shí)，當(dāng)v＝0時(shí)，u的變化范圍為0～7；當(dāng)v＝1時(shí)，u的變化范圍為0～7，……，以此類推，當(dāng)v＝7時(shí)，u的變化范圍為0～7。也就是說(shuō)，在v的每次循環(huán)時(shí)都會(huì)用到這8個(gè)相同的系數(shù)，所以可以把這8個(gè)系數(shù)存放在一張表里這樣就不用每次重新計(jì)算了。因?yàn)閡的變化范圍為0～7，所以可以將u的取值存放在一張二維表中，形如data_u[u][8]，記號(hào)中的[u]稱為表的第一個(gè)維度，u的范圍為0～7表示u的取值，記號(hào)中的[8]稱為表的第二個(gè)維度，它表示c1～c15這8個(gè)系數(shù)。同時(shí)，根據(jù)三角函數(shù)的對(duì)稱性這8個(gè)系數(shù)中前4個(gè)系數(shù)與后面的4個(gè)互為相反數(shù)，也就是c1＝-c15，c3＝-c13，c5＝-c11，…，所以在計(jì)算data_x系數(shù)時(shí)只需要算出前面的4個(gè)系數(shù)就可以了。同理，對(duì)于系數(shù)data_y來(lái)說(shuō)，根據(jù)x與y、u與v的等價(jià)性也可以建一個(gè)關(guān)于v值變化的二維表data_v[v][8]，具體含義與data_u相同。對(duì)于循環(huán)[1]而言，只要u、v的值確定了則系數(shù)data_x與data_y也就確定了，但為了加快執(zhí)行效率，需要將循環(huán)[1]進(jìn)行展開(kāi)。在展開(kāi)前，對(duì)于每一個(gè)x的取值y都要循環(huán)8次，也就是說(shuō)系數(shù)data_x會(huì)隔8個(gè)循環(huán)出現(xiàn)，每次循環(huán)出現(xiàn)的值都相等。因此，為了將循環(huán)[1]展開(kāi)只需要將表data_u[u][8]擴(kuò)充為data_u_new[u][64]，其中[64]表示一個(gè)8*8的二維矩陣，矩陣中每一行的數(shù)都相等，每一行的8個(gè)元素就是data_u[u][8]中的8個(gè)系數(shù)。表data_u_new[u][64]即本發(fā)明實(shí)施例中的第一系數(shù)表。(2)展開(kāi)循環(huán)[2]對(duì)于循環(huán)[2]，需要將這個(gè)關(guān)于u、v的2重循環(huán)變?yōu)殛P(guān)于u的1次循環(huán)，與v有關(guān)的就是系數(shù)data_y，為了去掉v必須找到u與v之間的關(guān)系，從公式中可以知道對(duì)于每一個(gè)v值u都要循環(huán)8次，當(dāng)v＝0～7時(shí)，u一共要循環(huán)64次。因此可以將這個(gè)8*8的二重循環(huán)看成是關(guān)于t的一個(gè)64次的單循環(huán)，每循環(huán)8次v就遞增一次，因此u與v之間的關(guān)系就可以由t來(lái)構(gòu)造。具體來(lái)說(shuō)，t與u和v的關(guān)系可通過(guò)如下所示的程序?qū)崿F(xiàn)：如此一來(lái)，即可通過(guò)t的值得到u、v的值，u、v的初始值都為0。因此，為將循環(huán)[2]展開(kāi)，需要將二維表data_v[v][8]擴(kuò)充為data_v_new[v][64]，其中[64]表示一個(gè)8*8的二維矩陣，矩陣中每一列的數(shù)都相等，每一列的8個(gè)元素就是data_v[v][8]中的8個(gè)系數(shù)。這樣，u每循環(huán)8次v即遞增一次，所以data_v_new[v][64]表中系數(shù)值隔8個(gè)才變化一次。其中，表data_v_new[v][64]即本發(fā)明實(shí)施例中的第二系數(shù)表。另外，經(jīng)分析知，u每循環(huán)8次v才遞增一次，所以data_u_new[u][64]中的第一行元素與data_v_new[v][64]中第一列的對(duì)應(yīng)元素值相等，所以將data_u_new[u][64]進(jìn)行矩陣轉(zhuǎn)置就可以得到data_v_new[v][64]，因此無(wú)需另外計(jì)算data_v_new[v][64]的各個(gè)元素值。此外，根據(jù)公式(1)，還需要建立一個(gè)關(guān)于表達(dá)式的系數(shù)表，此即本發(fā)明實(shí)施例中的第三系數(shù)表。綜上，將8*8圖像塊變換后的dct系數(shù)記作f(u，v)，則有：式中各參數(shù)的含義同上。至此，即可將一次dct變換由復(fù)雜的乘法和加法運(yùn)算轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的查表法。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在按照本發(fā)明實(shí)施例提供的圖像壓縮方法壓縮圖像時(shí)，可在壓縮之前預(yù)先生成并存儲(chǔ)u取0，1，2，…，7時(shí)對(duì)應(yīng)的第一系數(shù)表、v取0，1，2，…，7時(shí)對(duì)應(yīng)的第二系數(shù)表以及第三系數(shù)表，這樣一來(lái)，在對(duì)各子塊進(jìn)行dct變換時(shí)，即可直接讀取第一系數(shù)表、第二系數(shù)表以及第三系數(shù)表中的數(shù)據(jù)，從而快速完成對(duì)各子塊的dct變換，大大減少圖像壓縮的處理時(shí)間，實(shí)現(xiàn)高速jpeg圖像實(shí)時(shí)壓縮。步驟4，分別對(duì)每一子塊的全部63個(gè)交流系數(shù)的絕對(duì)值求平均，得到n個(gè)對(duì)應(yīng)的平均值p1，p2，…pi，…pn，并確定n個(gè)平均值p1，p2，…pi，…pn中的最大值pmax＝max(p1，p2，…pi，…pn)；利用最大值pmax，根據(jù)預(yù)設(shè)公式：計(jì)算得到每一子塊的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)；讀取預(yù)先存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)量化表，利用所得的校正系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表中對(duì)應(yīng)位置處的量化步長(zhǎng)進(jìn)行校正，得到每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表；利用每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表對(duì)該子塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，得到該子塊量化后的dct系數(shù)。其中，p1表示n個(gè)8×8的子塊中第1個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，p2表示n個(gè)8×8的子塊中第2個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，pn表示n個(gè)8×8的子塊中第n個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，pi表示n個(gè)8×8的子塊中第i個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的平均值，i＝1，2…，n，fi(u，v)表示第i個(gè)子塊在像素點(diǎn)(u，v)處的dct系數(shù)；max()表示取最大值；xi(u，v)表示子塊在像素點(diǎn)(u，v)處的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)，pmean表示n個(gè)平均值p1，p2，…pi，…pn的平均值，u表示像素點(diǎn)(u，v)的行坐標(biāo)，v表示像素點(diǎn)(u，v)的列坐標(biāo)，u＝0，1，2…，7，v＝0，1，2…，7。優(yōu)選的，步驟4中，利用所得的校正系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表中對(duì)應(yīng)位置處的量化步長(zhǎng)進(jìn)行校正，得到各子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表，具體可以包括：對(duì)于n個(gè)子塊中的第i個(gè)子塊，利用第i個(gè)子塊在像素點(diǎn)(u，v)處的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)xi(u，v)以及公式q′(u，v)＝q(u，v)*xi(u，v)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表中(u，v)處的量化步長(zhǎng)q(u，v)進(jìn)行校正，得到校正后的量化步長(zhǎng)q′(u，v)，校正后的量化步長(zhǎng)q′(u，v)即為第i個(gè)子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表在像素點(diǎn)(u，v)處的量化步長(zhǎng)。其中，所述的第i個(gè)子塊為n個(gè)子塊中的任一子塊，i＝1，2，…n。所述的標(biāo)準(zhǔn)量化表即jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法中推薦的量化表，該量化表具體如表4所示。表4標(biāo)準(zhǔn)量化表1611101624405161121214192658605514131624405769561417222951878062182237566810910377243555648110411392496478871031211201017292959811210010399需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，步驟4中所述的利用每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表對(duì)該子塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，得到該子塊量化后的dct系數(shù)，具體是指：對(duì)每一子塊，分別將步驟3中得到的64個(gè)dct系數(shù)除以步驟4中得到的校正量化表在對(duì)應(yīng)位置處的量化步長(zhǎng)后，進(jìn)行四舍五入取整，即得到該子塊量化后的dct系數(shù)。示例性的，對(duì)于n個(gè)子塊中的某一子塊f，其在(u，v)處的dct系數(shù)為f(u，v)(u＝0，1，2…，7，v＝0，1，2…，7)，且子塊f對(duì)應(yīng)的校正量化表在(u，v)處的量化步長(zhǎng)為q′(u，v)，則子塊f在(u，v)處量化后的dct系數(shù)即為f′(u，v)＝integerround[f(u，v)/q′(u，v)]，其中，integerround[]表示四舍五入取整函數(shù)。在本發(fā)明上述步驟4中，在對(duì)各子塊進(jìn)行量化時(shí)，先計(jì)算得到每一子塊的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)，利用校正系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表進(jìn)行校正，得到每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表，進(jìn)而利用每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表對(duì)該子塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，即，對(duì)各子塊分別根據(jù)圖像低頻、高頻出現(xiàn)的比率重新計(jì)算得到各子塊對(duì)應(yīng)的量化表，進(jìn)而用各子塊對(duì)應(yīng)的量化表進(jìn)行量化。如此一來(lái)，即可對(duì)不同子塊有針對(duì)性的進(jìn)行量化：對(duì)細(xì)節(jié)較多的子塊進(jìn)行量化時(shí)，由于其高頻分量較多，因此計(jì)算得到的校正系數(shù)較大，對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)也就相對(duì)較大，采用該相對(duì)較大的量化步長(zhǎng)對(duì)該細(xì)節(jié)較多的子塊進(jìn)行量化，即可有效減少高頻分量的損失，確保壓縮質(zhì)量；對(duì)細(xì)節(jié)較少的子塊進(jìn)行量化時(shí)，由于其低頻分量較多，因此計(jì)算得到的校正系數(shù)較小，對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)也就相對(duì)較小，采用該相對(duì)較小的量化步長(zhǎng)對(duì)該細(xì)節(jié)較少的子塊進(jìn)行量化，即可有效降低數(shù)據(jù)冗余度，提高壓縮效率。綜上所述，基于本發(fā)明實(shí)施例的上述量化步驟，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)由于對(duì)圖像的全部子塊統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)量化表進(jìn)行量化所導(dǎo)致的壓縮質(zhì)量差及數(shù)據(jù)冗余度高的問(wèn)題。步驟5，讀取預(yù)先存儲(chǔ)的huffman編碼表，利用huffman編碼表分別對(duì)每一子塊量化后的dct系數(shù)進(jìn)行huffman熵編碼，得到各子塊的編碼后數(shù)據(jù)。步驟6，根據(jù)jpeg標(biāo)準(zhǔn)以及待壓縮圖像格式，并將標(biāo)記碼和各子塊的編碼后數(shù)據(jù)組成位比特流，位比特流即為待壓縮圖像對(duì)應(yīng)的壓縮數(shù)據(jù)流。其中，常用的8個(gè)標(biāo)記碼及其結(jié)構(gòu)、作用如表5所示。其中，每個(gè)標(biāo)記碼都是由2個(gè)字節(jié)組成，其前一個(gè)字節(jié)是固定值0xff，并且每個(gè)標(biāo)記之前還可以添加數(shù)目不限的0xff填充字節(jié)。表5jpeg標(biāo)準(zhǔn)中的標(biāo)記碼需要說(shuō)明的是，具體如何確定標(biāo)記碼以及將標(biāo)記碼和各子塊的編碼后數(shù)據(jù)組成位比特流，屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的基本常識(shí)，具體可參考jpeg標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不再贅述?；诒景l(fā)明實(shí)施例上述方案，在對(duì)各子塊進(jìn)行量化時(shí)，先計(jì)算得到每一子塊的dct系數(shù)對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)，利用校正系數(shù)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量化表進(jìn)行校正，得到每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表，進(jìn)而利用每一子塊對(duì)應(yīng)的校正量化表對(duì)該子塊的dct系數(shù)進(jìn)行量化，即，對(duì)各子塊分別根據(jù)圖像低頻、高頻出現(xiàn)的比率重新計(jì)算得到各子塊對(duì)應(yīng)的量化表，進(jìn)而用各子塊對(duì)應(yīng)的量化表進(jìn)行量化。如此一來(lái)，即可對(duì)不同子塊有針對(duì)性的進(jìn)行量化：對(duì)細(xì)節(jié)較多的子塊進(jìn)行量化時(shí)，由于其高頻分量較多，因此計(jì)算得到的校正系數(shù)較大，對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)也就相對(duì)較大，采用該相對(duì)較大的量化步長(zhǎng)對(duì)該細(xì)節(jié)較多的子塊進(jìn)行量化，即可有效減少高頻分量的損失，確保壓縮質(zhì)量；對(duì)細(xì)節(jié)較少的子塊進(jìn)行量化時(shí)，由于其低頻分量較多，因此計(jì)算得到的校正系數(shù)較小，對(duì)應(yīng)的量化步長(zhǎng)也就相對(duì)較小，采用該相對(duì)較小的量化步長(zhǎng)對(duì)該細(xì)節(jié)較少的子塊進(jìn)行量化，即可有效降低數(shù)據(jù)冗余度，提高壓縮效率。綜上所述，基于本發(fā)明實(shí)施例的上述量化步驟，能夠避免現(xiàn)有技術(shù)由于對(duì)圖像的全部子塊統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)量化表進(jìn)行量化所導(dǎo)致的壓縮質(zhì)量差及數(shù)據(jù)冗余度高的問(wèn)題。進(jìn)一步的，以下通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)本發(fā)明實(shí)施例上述方案的有效性進(jìn)行驗(yàn)證：1、實(shí)驗(yàn)條件原始圖像采用512×512的8位bmp灰度圖像，如圖2所示，處理芯片的型號(hào)為tms320c6678，處理芯片的存儲(chǔ)空間如表6所示：表6tms320c6678處理芯片存儲(chǔ)空間2、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分別采用現(xiàn)有的jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法和本發(fā)明方法對(duì)圖4所示的圖像進(jìn)行壓縮(壓縮倍數(shù)取5)，并對(duì)比二者的dct處理時(shí)間、均方誤差以及壓縮后圖像大小。3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析采用現(xiàn)有的jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法對(duì)圖2所示的圖像進(jìn)行壓縮后的圖像如圖3所示，采用本發(fā)明方法對(duì)圖2所示的圖像進(jìn)行壓縮的圖像如圖4所示，二者的dct處理時(shí)間、均方誤差以及壓縮后圖像大小如表7所示。表7jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法和本發(fā)明方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較算法類型dct處理時(shí)間(ms)均方誤差壓縮后圖像大小(字節(jié))jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法15.676.723550kb本發(fā)明方法1.836.165752kb3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析從表7可以看出，jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法的dct處理時(shí)間較長(zhǎng)，在壓縮倍數(shù)相同的情況下標(biāo)準(zhǔn)算法的均方誤差較大，均方誤差越大則圖像的壓縮質(zhì)量越差。而本發(fā)明方法用時(shí)較少，壓縮質(zhì)量好，并且壓縮后圖像大小與與jpeg標(biāo)準(zhǔn)算法的相差不大。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解：實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施例的全部或部分步驟可以通過(guò)程序指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，前述的程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行包括上述方法實(shí)施例的步驟；而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：rom、ram、磁碟或者光盤(pán)等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁(yè)12