一種圖像編碼方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種圖像編碼方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像壓縮是保證圖像有效應(yīng)用的基礎(chǔ)，JPEGQointPhotographicExperts Group)是在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO)領(lǐng)導(dǎo)下制定的第一個(gè)國(guó)際圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。由于JPEG優(yōu)良 的品質(zhì)，使它在短短幾年內(nèi)獲得了成功，被廣泛應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)碼相機(jī)領(lǐng)域，網(wǎng)站上80% 的圖像都采用了JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)。
[000引量化是壓縮過(guò)程中減少人眼視覺(jué)冗余的有效手段，因此，根據(jù)圖像內(nèi)容特性，選擇 合適的量化表可W提高圖像的壓縮效率。另一方面，人眼對(duì)于不同的圖像內(nèi)容中的失真具 有不同的敏感程度，但是傳統(tǒng)的圖像壓縮對(duì)圖像所有區(qū)域采用相同的量化方法限制了壓縮 效率的提升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在保持與JPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)兼容的條件下，為了進(jìn)一步提升圖像壓縮效率，本申請(qǐng)?zhí)?供了一圖像編碼方法，通過(guò)率失真優(yōu)化的量化表計(jì)算方法和基于人眼視覺(jué)特性的區(qū)域自適 應(yīng)系數(shù)收縮方法對(duì)圖像進(jìn)行編碼。
[0005] 進(jìn)一步地，包括如下步驟，
[0006] 步驟1)對(duì)數(shù)個(gè)圖像塊進(jìn)行DCT變換；
[0007] 步驟2)分別統(tǒng)計(jì)所述數(shù)個(gè)圖像塊的每個(gè)頻帶系數(shù)在不同量化步長(zhǎng)下的失真和碼 率.
[000引步驟3)選擇不超過(guò)最大失真的量化步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的失真相對(duì)于碼率的變化率的相反 數(shù)的均值作為率失真優(yōu)化中的拉格朗日因子；
[0009] 步驟4)通過(guò)計(jì)算得到量化表并進(jìn)行量化；
[0010] 步驟5)在量化過(guò)程中進(jìn)行基于人眼視覺(jué)特性的系數(shù)自適應(yīng)收縮并得到壓縮后的 圖像。
[001U進(jìn)一步地，步驟2)還包含，計(jì)算每個(gè)頻帶中量化系數(shù)在量化步長(zhǎng)Qst巧為minQ到maxQ(其中minQ<max曲時(shí)對(duì)應(yīng)的失真，其中量化步長(zhǎng)為整數(shù)，統(tǒng)計(jì)所有塊中每個(gè)頻帶量化 系數(shù)的概率分布，利用量化系數(shù)的滴估計(jì)JPEG編碼的碼率。
[0012] 進(jìn)一步地，根據(jù)公式（1)計(jì)算每個(gè)頻帶在不同量化步長(zhǎng)下的拉格朗日因子， 入i，j(Qst巧）； r1 0 修邸 + 但、'邸）"、
[0013] i- , (Qstep) = -------- Cl)。 I R;.i[Qx邸)-R;.人Qs郵+ \)
[0014] 進(jìn)一步地，根據(jù)用戶輸入的編碼質(zhì)量，計(jì)算圖像每個(gè)頻帶的平均失真Di。，并選擇在 保證失真不超過(guò)町。條件下，選擇失真不超過(guò)D1。的最大量化步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的拉格朗日因子的均 值，A。，作為率失真決策中的拉格朗日因子。
[0015] 進(jìn)一步地，根據(jù)公式（2)計(jì)算的量化步長(zhǎng)作為每個(gè)頻帶的量化表的值
[0016] "帶)+為巧:,(0'"?。?)。
[0017] 進(jìn)一步地，據(jù)圖像塊像素方差將圖像塊分為平滑區(qū)域，邊緣區(qū)域和紋理區(qū)域；不同 區(qū)域采用處理不同的系數(shù)收縮個(gè)數(shù)；
[001引進(jìn)一步地，圖像塊方差小于給定闊值化rl時(shí)，該圖像塊為平滑塊，圖像塊方差大 于給定闊值化r2時(shí)，該圖像塊為邊緣塊，圖像塊方差介于化rl和化r2之間時(shí)該圖像塊為 紋理塊。
[0019] 進(jìn)一步地，每個(gè)圖像塊按照反Zig-Zag順序?qū)ο禂?shù)進(jìn)行收縮處理，其中每種塊需 要處理的系數(shù)個(gè)數(shù)可W由用戶指定，或者按照默認(rèn)值進(jìn)行。
[0020] 進(jìn)一步地，進(jìn)行系數(shù)收縮的默認(rèn)值設(shè)置為；邊緣塊最小，紋理塊次之，平滑塊最大。
[0021] 本發(fā)明通過(guò)率失真優(yōu)化的量化表計(jì)算方法和基于人眼視覺(jué)特性的區(qū)域自適應(yīng)系 數(shù)收縮方法對(duì)圖像進(jìn)行編碼，在壓縮圖像主觀質(zhì)量相同的條件下，減小圖像文件大小。
【附圖說(shuō)明】
[0022] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用 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)性的前提下，還可W根據(jù)該些附圖獲得其他 的附圖。
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圖像編碼方法的流程圖；
[0024] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種圖像編碼方法的反Zig-Zag掃描順序圖；
[0025] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例采用1_JPEG壓縮和自適應(yīng)量化表壓縮時(shí)的性能示意圖；
[0026] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例采用2_JPEG壓縮和自適應(yīng)量化表壓縮時(shí)的性能示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始 至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參 考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。 [002引本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解，除非特意聲明，該里使用的單數(shù)形式"一"、"一 個(gè)"、"所述"和"該"也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中使用的措 辭"包括"是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加 一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當(dāng)我們稱(chēng)元 件被"連接"或"禪接"到另一元件時(shí)，它可W直接連接或禪接到其他元件，或者也可W存在 中間元件。此外，該里使用的"連接"或"禪接"可W包括無(wú)線連接或禪接。該里使用的措 辭"和/或"包括一個(gè)或更多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任一單元和全部組合。
[0029] 本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可W理解，除非另外定義，該里使用的所有術(shù)語(yǔ)（包括技術(shù) 術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)）具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng) 該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的 意義一致的意義，并且除非像該里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0030] 為便于對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的理解，下面將結(jié)合附圖W幾個(gè)具體實(shí)施例為例做進(jìn)一步 的解釋說(shuō)明，且各個(gè)實(shí)施例并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0031] 一種制作圖像編碼方法，通過(guò)率失真優(yōu)化的量化表計(jì)算方法和基于人眼視覺(jué)特性 的區(qū)域自適應(yīng)系數(shù)收縮方法對(duì)圖像進(jìn)行編碼。
[00對(duì)實(shí)施例1
[0033] 一種制作圖像編碼方法，包括如下步驟，
[0034] 步驟1)對(duì)數(shù)個(gè)圖像塊進(jìn)行DCT變換；
[0035] 步驟2)分別統(tǒng)計(jì)所述數(shù)個(gè)圖像塊的每個(gè)頻帶系數(shù)在不同量化步長(zhǎng)下的失真和碼 率.
[0036] 步驟3)選擇不超過(guò)最大失真的量化步長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的失真相對(duì)于碼率的變化率的相反 數(shù)的均值作為率失真優(yōu)化中的拉格朗日因子；
[0037] 步驟4)通過(guò)計(jì)算得到量化表并進(jìn)行量化；
[003引步驟5)在量化過(guò)程中進(jìn)行基于人眼視覺(jué)特性的系數(shù)自適應(yīng)收縮并得到壓縮后的 圖像。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] 一種制作圖像編碼方法，其包含的步驟與實(shí)施例1相同；區(qū)別在于步驟2)還包含， 計(jì)算每個(gè)頻帶中量化系數(shù)在量化步長(zhǎng)Qstep為minQ到maxQ(其中minQ<max曲時(shí)對(duì)應(yīng)的失 真，其中量化步長(zhǎng)為整數(shù)，統(tǒng)計(jì)所有塊中每個(gè)頻帶量化系數(shù)的概率分布，利用量化系數(shù)的滴 估計(jì)JPEG編碼的碼率。
[0041] 實(shí)施例3
[0042] 一種制作圖像編碼方法，其包含的步驟與實(shí)施例2相同；區(qū)別在于根據(jù)公式（1)計(jì) 算每個(gè)頻帶在不同量化步長(zhǎng)下的拉格朗日因子，Au(Qst巧）；
[0043]
[0044] 其中，Du(Qstep)和Ru(Qstep)分別表示對(duì)應(yīng)（i,j)頻帶在量化步長(zhǎng)為Qst巧時(shí) 的失真和碼