[發明專利]一種Bayer圖像的無損編碼與解碼方法

在審

• 申請號: 201710419977.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107105208A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 元輝;孫真真
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H04N9/04
• 分類號: H04N9/04;H04N19/107;H04N19/13;H04N19/176
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域

本發明涉及一種用于圖像壓縮與解壓縮的方法，屬于圖像處理技術領域。

背景技術

近幾年來，數碼相機應用越來越廣泛，涉及到醫學、科研、消費、國防、商業等領域。由于相機傳感器的發展，其分辨率越來越高，隨之對存儲空間及傳輸帶寬的要求也逐漸提高。因此，對于視頻圖像的壓縮編碼越來越重要。

圖像的壓縮編碼，就是對要處理的圖像信息源用一定的規則進行變換和組合，減少圖像信息間的冗余及相關性，最終用盡可能少的符號來表示盡可能多的圖像信息。圖像的壓縮編碼可以分為有損壓縮編碼與無損壓縮編碼。

在相機采集圖像的過程中，CCD陣列首先采集到最原始的Bayer格式圖像(如圖1)，然后采用插值算法以及各種前端處理，例如白平衡、伽瑪校正等，最終生成RGB格式圖像。傳統的圖像壓縮編碼算法通常針對相機最終輸出的RGB格式圖像，例如JPEG，JPEG2000等。

上述現有圖像壓縮技術的壓縮率較低，相機中的前端處理芯片的內存開銷較大，芯片的設計與制造成本較高。

發明內容

本發明針對現有圖像壓縮技術存在的不足，提出一種壓縮率高、節省處理芯片內存開銷以及降低芯片設計制造成本的Bayer圖像的無損編碼與解碼方法。

本發明的Bayer圖像的無損編碼與解碼方法，包括Bayer圖像的無損編碼與解碼兩個過程；編碼過程是選取Bayer圖片，對單個圖片進行塊劃分，對每個塊進行預測，對基于塊得到的預測殘差及預測模式進行熵編碼，最終得到每個塊的碼流；解碼過程是將每個塊的碼流進行熵解碼，得到每個像素的預測殘差，再根據編碼時使用的預測模式進行反預測，將得到每個塊的像素值進行重構，得到原Bayer圖片。

所述編碼過程，包括以下步驟：

(1)首先將輸入的Bayer圖像均勻劃分成大小為M×M的圖像塊；M的數值可以是32、64、128或256等，以便于并行處理，提高處理速度。

(2)分別對每個圖像塊進行預測；令P_i,j表示圖像塊第i行，j列的像素灰度值，i≤M-1,j≤M-1；

預測方式包括以下4種：

①預測方式0：

對P_i,j，j≤1的像素不進行預測；

對P_i,j，j≥2的像素進行預測P_i,j＝P_i,j-2；

②預測方式1：

對P_i,j，j≤1的像素不進行預測；

對P_i,j，，i≤1,j＝2,3的像素進行預測P_i,j＝P_i,j-2；

對P_i,j，i≤1,j≥4的像素進行預測P_i,j＝0.5×P_i,j-2+0.5×P_i,j-4；

對P_i,j，i≥2,j≥2的像素進行預測P_i,j＝0.5×P_i-2,j+0.5×P_i,j-2；

③預測方式2：

對P_i,j，i＝0,j＝0的像素不進行預測；

對P_i,j，i＝0,j≥1的像素進行預測，P_i,j＝P_i,j-1；

對P_i,j，i≥1,j＝0的像素進行預測，P_i,j＝P_i-1,j；

對P_i,j，i≥1,j≥1的像素進行預測，P_i,j＝0.5×P_i-1,j+0.5×P_i,j-1；

④預測方式3：

對P_i,j，i≤1,j≤1的像素不進行預測；

對P_i,j，i≤1,j≥1的像素進行預測，P_i,j＝P_i,j-2；

對P_i,j，i≥1,j≤1的像素進行預測，P_i,j＝P_i-2,j；