[發明專利]一種基于主成分分析的內容自適應圖像壓縮方法

有效

• 申請號: 201310426601.4
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103501438A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發明（設計）人: 丁勇;張東;王少澤;張航;戴行;張楠
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04N19/139
• 分類號: H04N19/139;H04N19/60
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.?一種基于主成分分析的內容自適應圖像壓縮方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

（1）輸入待壓縮圖像，將圖像分成m×n大小的圖像塊，計算每個塊的DC分量，即塊中圖像亮度的平均值；

（2）計算去除DC分量的圖像塊的復雜度C，并且歸一化；

（3）對去除DC分量的圖像塊進行PCA分析，得到分解矩陣W以及m×n個分量的方差；

（4）根據步驟（2）得到的塊復雜度決定該塊所需要的編碼分量數；

（5）根據步驟（3）和（4），對經過PCA變換的圖像塊變換系數進行截取處理；

（6）將步驟（5）得到的變換系數進行量化；

（7）對步驟（6）得到的量化系數進行編碼；

（8）對步驟（3）得到的分解矩陣W和步驟（1）提取的DC分量進行編碼；

（9）將步驟（7）和步驟（8）編碼后的數據傳輸到解碼端。

2.根據權利要求1所述的內容自適應圖像壓縮方法，其特征在于：步驟（1）所述的DC分量采用如下方法計算：

其中，I_ij為圖像塊(i,?j)位置處的亮度值，m×n為圖像塊大小。

3.根據權利要求1所述的內容自適應圖像壓縮方法，其特征在于：步驟（2）所述的圖像塊的復雜度是指圖像塊中所含信息量大小，采用以下三種方法中的一種來度量和計算；

第一種可以用信息熵來衡量圖像塊的復雜度，計算方法如下：

其中，是關于圖像塊中像素亮度的概率分布，是可能出現的第k個數值，?L=255；

第二種可以采用梯度來度量圖像塊的復雜度，計算方法如下：

其中，m×n是圖像塊的大小，G_x?=?I(x+1,?y)?-?I(x,?y),?G_y?=?I(x,?y+1)?-?I(x,?y)，I(x,?y)為像素灰度值；

第三種可以采用方差來來度量圖像塊的復雜度，計算方法如下：

其中，m×n是圖像塊的大小，為像素灰度值，。

4.根據權利要求1所述的圖像壓縮編碼方法，其特征在于，步驟（2）所述的圖像塊的復雜度歸一化采用以下方法計算：

其中，C_i是第i圖像塊的復雜度，Cmax是所有塊復雜度的最大值。

5.根據權利要求1所述的圖像壓縮編碼方法，其特征在于，步驟（3）所述的PCA分析將圖像用主成分分量表示為：

????????

其中，s_i為第i個主成分分量，W_i(x,y)為對應的分解矩陣，k為分量數。

6.根據權利要求1所述的圖像壓縮編碼方法，其特征在于，步驟（4）所述的圖像塊所需要的編碼分量數計算方法如下：

其中，Num_PC為編碼分量數，m×n是圖像塊的大小，Σ為所有圖像塊的復雜度的標準差，C為當前圖像塊的復雜度，ξ為控制圖像質量的全局變量，Round(?)為四舍五入運算。

7.根據權利要求1所述的圖像壓縮編碼方法，其特征在于，步驟（5）所述的系數截取方法采用以下兩種方法中的一種：?

第一種是基于區域的方法，利用一模板對固定位置的系數進行保留，其它系數均置零；

第二種是基于閾值的方法，系數通過與預設的閾值進行比較決定是否保留。