[發明專利]一種基于多邊形裁剪DCT的JPEG圖像壓縮方法

無效

• 申請號: 201210131458.1
• 申請日: 2012-05-02
• 公開（公告）號: CN102647597A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 劉桂雄;吳國光;譚勇
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/30
• 代理公司: 北京捷誠信通專利事務所(普通合伙) 11221
• 代理人: 魏殿紳

技術領域

本發明涉及JPEG圖像壓縮方法，尤其涉及一種基于多邊形裁剪DCT的JPEG圖像壓縮方法。

背景技術

隨著無線通信技術、嵌入式計算技術、傳感技術快速發展與日益成熟，無線視頻傳感器網絡(Wireless?Video?Sensor?Network，WVSN)得到飛速發展，該網絡能采集、處理網絡覆蓋區域內環境或監測對象視頻數據，并發送給遠程監測中心，已廣泛應用于軍事、工農業控制、視頻監控、環境監測等領域。

由于無線視頻節點計算能力、存儲空間、能量等方面受限且圖像數據具有較大空間冗余性，為節約資源與傳輸帶寬，節點在傳輸數據前須對圖像進行編碼。傳統壓縮方法如JPEG2000、SPIHT方法等對計算能力、存儲空間具有較大要求不適用于WVSN，而JPEG具有算法簡單、計算、存儲空間要求較小等更適用于資源受限的WVSN，但2維DCT變換涉及大量浮點乘法、加法運算，對于無線視頻節點而言其計算量仍較大，因此如何進一步減少JPEG壓縮計算復雜度是一個重要的研究問題。

目前針對減少DCT計算量的方法主要包括快速DCT算法、DCT系數矩陣裁剪優化?？焖貲CT算法主要有LLM(Loeffler?Ligtenberg?Moschytz)、AAN等，通過優化DCT運算減少乘法運算個數，但未考慮DCT系數矩陣各頻率分量對圖像壓縮質量的作用，仍計算全部DCT系數。而DCT系數裁剪方法主要包括矩形裁剪(Square?JPEG，S-JPEG)、三角形裁剪(Triangular?JPEG，T-JPEG)等。該類方法根據DCT系數矩陣頻率分量分布特點，只計算選取區域DCT系數而將其它系數直接置零，進而減少DCT計算量，但裁剪模式較少且未能與快速DCT算法有效結合。

發明內容

為解決上述中存在的問題與缺陷，本發明提供了一種計算量較小、裁剪模式較多的，與快速DCT算法有效結合的基于多邊形裁剪DCT的JPEG圖像壓縮方法。所述技術方案如下：

本發明所涉及的一種基于多邊形裁剪DCT的JPEG圖像壓縮方法，包括：

讀取未壓縮圖像并轉換為亮度、色差圖像，將圖像分割成行列圖像塊；

采用AAN快速DCT算法與多邊形裁剪DCT相結合方法，根據裁剪系數對所述行列圖像塊進行DCT計算并得到變換系數；

根據AAN量化表將DCT系數進行量化；

根據JPEG標準編碼表對量化后數據進行編碼得到壓縮數據。

本發明提供的技術方案的有益效果是：

通過多邊形裁剪DCT方法減少了2維DCT系數計算個數，降低了DCT計算復雜度，同時將該方法與AAN快速DCT算法有效結合。通過選取合適裁剪系數則可在保證圖像壓縮質量條件下進一步減少2維DCT計算量，同時也可減少JPEG量化、“Z”字形排列計算復雜度，節省無線視頻節點能耗，提高WVSN生命周期。

附圖說明

圖1是本發明所述基于多邊形裁剪DCT的JPEG圖像壓縮方法流程圖；

圖2是本發明所涉及多邊形裁剪DCT(裁剪系數ρ＝10)示意圖；

圖3是本發明所涉及一維AAN與多邊形裁剪DCT(裁剪系數ρ＝4)相結合方法流程圖；

圖4是本發明所述基于多邊形裁剪DCT的JPEG圖像壓縮方法原理框圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施方式作進一步地詳細描述：

參見圖1，該方法包括以下步驟：

步驟101讀取未壓縮源圖像并轉換為亮度、色差圖像，再將圖像分割成行列圖像塊；

上述述亮度、色差圖像分別為Y、C_r、C_b圖像，所述C_r、C_b圖像與RGB顏色空間圖像轉換關系式為：

Y＝0.299R+0.587G+0.114B；

C_r＝(0.500R-0.4187G-0.0813B)+128；

C_b＝(-0.1687R-0.3313G+0.500B)+128；

步驟102采用AAN(Arai?Agui?Nakajima)快速DCT算法與多邊形裁剪DCT相結合方法，按裁剪系數對所述行列圖像塊進行DCT計算并得到變換系統；

步驟103根據AAN量化表將DCT系數進行量化；

步驟104根據JPEG標準編碼表對量化后數據進行編碼并得到壓縮數據。