[發明專利]一種基于重疊分區高級小波變換技術的圖像壓縮方法

在審

• 申請號: 201610058221.3
• 申請日: 2016-01-28
• 公開（公告）號: CN106612438A
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 劉弘一;胡成華
• 申請（專利權）人: 四川用聯信息技術有限公司
• 主分類號: H04N19/63
• 分類號: H04N19/63;H04N19/635;G06T9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及計算機信息技術領域，具體地涉及圖像壓縮傳輸、遙感圖像星載應用領域。

背景技術

隨著航天技術的發展，遙感圖像數據急劇增加。為了節省存儲空間和信道帶寬，遙感圖像必須在從空間飛行器發射前被壓縮。然而，空間條件給圖像壓縮平臺帶來了很大的制約，如有限存儲器和圖像壓縮算法的低復雜度。由于星載圖像接入速率和傳輸限制，遙感圖像需要被壓縮。與常規靜止圖像壓縮相比，遙感圖像的相關性較弱，熵較高，冗余較小。所有這些特性提高了圖像壓縮的難度。一些成熟的圖像壓縮算法如forecast，arithmetic、run length等等作為無損壓縮方法，壓縮效率并不理想。作為靜止圖像壓縮標準，JPEG2000具有高的壓縮效率，但是計算復雜性也很高，這不適合遙感圖像的星載應用程序。在計算復雜性適中的前提下，發現具有高的壓縮效率的壓縮方法是研究遙感圖像壓縮的意義。

發明內容

針對上述不足，本發明提供了一種新的圖像壓縮方法。

本發明的目的是使算法不僅能夠應用于一般圖像的無損壓縮，也能應用于遙感圖像星載應用領域，使圖像能夠高保真壓縮，并且使壓縮后的圖像所占內存小。

本發明為實現上述目的，所采用的的技術方案是：1、采用以重疊塊為處理單位的高級小波變換方法,，在變換中采用多級并行分解；2、對重疊塊提升小波變換后的子帶進行統計分析；3、再對每個塊使用DPCM與SPIHT相結合的方法。

本發明的有益效果是：本發明采用重疊的圖像塊作為處理單位，在取得了D5/3高級小波變換后，再對每個塊使用DPCM結合SPIHT的量化方法。使得該方法不僅具有塊效應，并且比直接使用DPCM結合SPIHT的方法能獲得更高的圖像存儲質量。與此同時，它極大地減少了編碼器的存儲器需求，并且更適合于遙感圖像的星載應用。

附圖說明

圖1表示本發明的流程圖

圖2表示重疊塊的三種邊界擴展類型

圖3表示圖像信號分解流程圖

具體實施方式

本發明采用以重疊塊為處理單位的高級小波變換，在變換中采用多級并行分解的方法，再對每個塊使用DPCM與SPIHT相結合的方法。本發明不僅能應用于一般圖像壓縮領域也能應用于遙感圖像的星載應用，該不僅能提高壓縮質量，還能減小編碼器的存儲器要求。

下面，結合附圖，對本發明進行詳細說明。

一種基于重疊分區高級小波變換技術的圖像壓縮方法，該方法的實現步驟

結合圖1，如下：

步驟1：低頻無損編碼

先將一幅原始圖象轉換為自己的色彩系統,按照人眼特點對其中各個色彩分量取不同的向量集,經DCT轉換從時域變為頻域,接著將變換后的數據量化以丟棄無用信息,然后用哈夫曼算術公式對量化后的系數進行計算得到壓縮數據,最后將色彩分量信息,量化表,編碼表和各個色彩分量的壓縮數據等混合成一個整體數據流,即低頻無損編碼。

步驟2：DPCM子帶編碼

將步驟1得到的數據流基于一個包括3個鄰域像素的模板，根據這3個鄰值的組合提供了7種常見的預測器模式：預測器1、2和3稱為“1維的”，而預測器4、5、6和7則是“2維的”。選擇預測器對圖像進行處理。設一幅分辨率為M×N的圖像F，首先保留圖像矩陣的第一行的灰度值p。

e(1,j)＝p(1,j)-p(1,j-1) for j＝N,N-1,...,2,1

e(1,j)＝p(i,1)-p(i-1,1) for i＝M,M-1,...,2,1

步驟3：馬爾科夫模型預測

獲取灰度值P后，根據圖像中連續相同的像素值，使用一個起始像素代表具有相同值的一連續像素串，用一整數代表這個串的長度，游程分為定長游程和變長游程，若灰度連續相同的個數超過了固定位數所能表示的最大值，則進入下一輪游程；變長游程編碼是指對不同范圍的游程使用不同位數的編碼。將輸入字符串映射成定長的碼子輸出，把數字圖像當作一個一維的比特串，算法在產生輸出串的同時動態地更新編碼表。

步驟4：線性預測

對步驟3產生的馬爾科夫輸出比特串P1,P2,P3進行線性預測，按照如下線性預測公式得到線性回歸值P：

P＝0.4P1+0.3P2+0.3P3

步驟5：SPIHT零樹濾波