[發明專利]基于圖形處理器的條帶波變換圖像壓縮方法

有效

• 申請號: 201410160985.4
• 申請日: 2014-04-18
• 公開（公告）號: CN103905831B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 韓紅;陳建;洪漢梯;李楠;曹賽;史媛媛;劉三軍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N19/63
• 分類號: H04N19/63;H04N19/645;H04N19/88;G06T9/40
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 田文英,王品華

1.一種基于圖形處理器的條帶波變換圖像壓縮方法，包括如下步驟：

（1）輸入待壓縮圖像：

輸入待壓縮圖像，從輸入的待壓縮圖像中讀取數值矩陣，將數值矩陣從內存傳輸到顯存中；

（2)小波變換：

對數值矩陣進行二維哈爾小波變換，得到哈爾小波系數矩陣；

（3）Bandelet化：

（3a）將哈爾小波系數矩陣分解成邊長為8的小方塊,將小方塊內的系數加載到圖形處理器的共享存儲器中，對于每個小方塊，在（0，π)區間內，等間隔地抽取32個角度值作為幾何流的方向，用符號INF表示無幾何流方向；

（3b)采用投影值公式，計算每個小方塊內哈爾小波系數的坐標在抽取的32個幾何流方向上的正交投影值；

（3c）將正交投影值按從小到大排序，得到一個長為64的排序索引,對于無幾何流方向，排序索引為數字1～64；

（3d）將小方塊內的哈爾小波系數，按照排序索引進行重新排序，得到一個一維信號，對一維信號進行一維哈爾小波變換，得到小波變換后的一維信號，對小波變換后的一維信號進行量化處理，得到量化后的一維信號，對量化后的一維信號進行一維哈爾小波逆變換得到重構信號；

（3e）計算估計誤差，選擇使估計誤差最小的方向作為小方塊的最佳幾何流方向；

（3f）采用投影值公式，計算每個小方塊內哈爾小波系數的坐標在最佳幾何流方向上的正交投影值，將正交投影值按從小到大排序，得到一個長為64的排序索引，若最佳幾何流方向是無幾何流方向，排序索引為數字1～64,，使用排序索引重新排序小方塊內的哈爾小波系數，得到一維信號，對一維信號，進行一維哈爾小波變換，得到哈爾小波變換后的一維信號，使用排序索引，對哈爾小波變換后的一維信號進行重新排序，得到Bandelet變換系數矩陣；

（3g）將Bandelet變換系數矩陣轉換為整型值；

（3h）將Bandelet變換系數矩陣從顯存傳回內存；

（4）嵌入式零樹小波編碼：

（4a）采用嵌入式零樹小波方法，對Bandelet變換系數矩陣進行掃描，得到掃描符號列表；

（4b）對掃描符號列表進行霍夫曼編碼，得到二進制碼流，根據圖像的像素深度來控制壓縮文件的大小；

（4c）使用數字對幾何流方向進行編碼，用數字0～31分別表示等間隔地抽取出來的32個方向值，用數字32表示無幾何流方向的符號INF，將二進制碼流、嵌入式零樹小波掃描的初始閾值、每輪主掃描表和輔掃描表的長度、哈爾小波變換的迭代次數、壓縮圖像的尺寸、霍夫曼碼表、每個小方塊內的最佳幾何流的方向寫入壓縮文件中；

（4d）輸出壓縮文件；

（5）輸入待解壓的壓縮文件：

輸入待解壓的壓縮文件,從壓縮文件中提取霍夫曼碼表；

（6）解碼：

（6a）從壓縮文件中讀取二進制碼流，對二進制碼流進行霍夫曼解碼，得到嵌入式零樹小波的掃描符號列表；

（6b）對掃描符號列表進行嵌入式零樹小波解碼，得到Bandelet變換的系數矩陣；

（7）Bandelet逆變換：

（7a)將得到的Bandelet系數矩陣從內存傳輸到顯存中；

（7b）將Bandelet系數矩陣分成邊長為8的小方塊，將小方塊內的Bandelet系數從顯存讀取到圖形處理器的共享存儲器中；

（7c）從壓縮文件中讀取每個小方塊內的最佳幾何流的方向，采用投影值公式，計算每個小方塊內Bandelet系數的坐標在最佳幾何流方向上的正交投影值，將正交投影值按從小到大排序，得到一個長為64的排序索引，若最佳幾何流方向是無幾何流方向，排序索引為數字1～64，采用排序索引重新排序小方塊內的Bandelet變換系數，得到一個一維信號，對一維信號進行一維哈爾小波逆變換得到哈爾小波逆變換后的一維信號，采用排序索引重新排序哈爾小波逆變換后的一維信號，得到哈爾小波變換矩陣；

（7d）對哈爾小波變換矩陣進行二維哈爾小波逆變換，得到壓縮圖像的重構圖像；

（7e）將壓縮圖像的重構圖像從顯存傳回內存。