[發(fā)明專利]一種基于圖像塊相似性的圖像壓縮及解壓縮方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510536250.1
• 申請日: 2015-08-27
• 公開（公告）號: CN105163122B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔濤;周詮;黎軍;呼延烺;張怡;魏佳圓
• 申請（專利權(quán)）人: 西安空間無線電技術(shù)研究所
• 主分類號: H04N19/176
• 分類號: H04N19/176;H04N19/42
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 楊春穎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于圖像塊相似性的圖像壓縮及解壓縮方法，屬于圖像壓縮技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

圖像數(shù)據(jù)的實時傳輸所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)十分龐大，如果不經(jīng)過處理將會對存儲器容量和計算機(jī)的處理速度帶來挑戰(zhàn)，通過圖像壓縮技術(shù)降低原始數(shù)據(jù)量可以提高了傳輸效率，降低所需存儲器的存儲空間。圖像之所以能夠壓縮主要有兩方面原因：1.源圖像的各像素之間，在行、列方向上都存在較大的相關(guān)性，因此可以采用編碼算法來減少或消除這些相關(guān)性，就能實現(xiàn)圖像的壓縮。2.圖像信源的數(shù)據(jù)可分為有效信息量和冗余信息量，在不損害圖像有效信息量的前提下，去除冗余量，就能減小圖像的數(shù)據(jù)，達(dá)到壓縮的目的。

對于像遙感圖像這種數(shù)據(jù)量龐大的圖像來說，直接對原始數(shù)據(jù)量進(jìn)行分塊圖像壓縮，將會增加設(shè)備的復(fù)雜度，并且隨著分辨率的提高，對于大壓縮比的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)而言，圖像算法的壓縮性能受到很大挑戰(zhàn)。

現(xiàn)有的分塊圖像壓縮方法是在對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊處理后，圖像的數(shù)據(jù)量并沒有減少，對于原始數(shù)據(jù)量龐大的圖像來說，這樣進(jìn)行圖像壓縮需要消耗更多的硬件資源，對圖像算法的壓縮性能也有很大壓力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題為：克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種基于圖像塊相似性的圖像壓縮及解壓縮方法，結(jié)合信息隱藏技術(shù)，在對圖像進(jìn)行壓縮前通過對原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊處理，判決出與基準(zhǔn)圖像塊相似的圖像塊，只對基準(zhǔn)圖像塊進(jìn)行壓縮，將待壓縮圖像數(shù)據(jù)量減少1/3，從而減少圖像壓縮處理資源的消耗，將現(xiàn)有圖像的壓縮性能提高1.5倍,進(jìn)一步提高傳輸效率。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案為：一種基于圖像塊相似性的圖像壓縮方法，包括步驟如下：

(1)設(shè)定原始圖像的像素為M×N，將原始圖像分塊為k個小塊圖像，分塊后的每個小塊圖像B的像素為m×n，則得到的圖像塊個數(shù)k個小塊圖像B分別表示為序列B₁，B₂，...B_k；

(2)設(shè)定閾值T，在序列B₁，B₂，...B_k中，i從1開始，將B_i與B_i以外的圖像塊B_j逐一進(jìn)行PSNR計算得到多個PSNR的值，將每個PSNR的值和閾值T相比較，該PSNR計算得到的值大于等于閾值T，則判定進(jìn)行PSNR計算的這兩個圖像塊B_i與B_j相似，并記錄與B_i相似的圖像塊B_j的編號為b_i，B_i作為基準(zhǔn)圖像塊，用B_i替換B_j；若PSNR計算得到的值小于閾值T，則判定進(jìn)行PSNR計算的這兩個圖像塊B_i與B_j不相似，B_i和B_j不進(jìn)行替換，更新序列B₁，B₂，...B_k，1≤i≤k,1≤j≤k；i≠j；

(3)當(dāng)i≠k時,將i加1后，判斷此時B_i是否在步驟(2)更新后的序列中，若此時B_i在步驟(2)更新后的序列中，返回步驟(2)；若此時B_i不在步驟(2)更新后的序列中，則i的值再每次加1，直至B_i在步驟(2)更新后的序列中，返回步驟(2)，直至i＝k時，停止進(jìn)行PSNR計算；

(4)若步驟(2)未找到與B_i相似的圖像塊B_j，則進(jìn)行步驟如下：

(a)將步驟(2)中的閾值T與步驟(2)中得到的多個PSNR的值做差，將差值從小到大排列成一個序列，從序列的第p個差值開始，p從1開始，即從差值最小的進(jìn)行PSNR計算的兩個圖像塊開始，將該差值對應(yīng)的兩個圖像塊中的一個圖像塊作為基準(zhǔn)圖像B_n，另一個圖像塊作為對比圖像塊，并統(tǒng)計這兩個圖像塊相差的最大像素值，將該最大像素值對應(yīng)的對比圖像塊上該位置的像素值H_i利用基準(zhǔn)圖像B_n同樣位置的像素值進(jìn)行替代，然后再計算這兩個圖像塊的PSNR值，將該PSNR的值和閾值T相比較，若得到的PSNR值大于等于閾值T，則判定已經(jīng)找到相似的圖像塊，并將這些像素值H_i及位置信息進(jìn)行記錄；若得到的PSNR值仍小于閾值T，進(jìn)行步驟(b)；