[發明專利]一種基于圖像間參考的圖像壓縮編碼方法和系統

有效

• 申請號: 201711264934.6
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108184113B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 趙海武;陳佳玲;顧曉;余玲芝;何鳴;陳鈺;高遠;李凱雷;王國中;李國平;滕國偉
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04N19/103
• 分類號: H04N19/103;H04N19/122;H04N19/159;H04N19/186;H04N19/42
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

本發明提出一種基于圖像間參考的圖像壓縮編碼方法和系統。方法包括編碼和解碼過程，編碼過程包括建立并更新數據庫、輸入數據、尋找參考圖像、編碼單元編碼、數據封裝等步驟；解碼過程包括讀入與解析編碼數據、獲取參考圖像、獲取編碼單元模式與數據等步驟。還描述了一種編碼與解碼裝置，編碼裝置包括輸入模塊，格式轉換模塊，尋找參考圖像模塊，分割模塊，單元編碼模塊，封裝模塊；解碼裝置包括輸入模塊、解析模塊、獲取參考模塊、解碼單元模塊、整合模塊、輸出模塊。相比較原有的壓縮技術，本發明對于相似或相同場景圖像，能更有效去除冗余信息，提高壓縮效率，適用于大量圖像的壓縮，使得圖像在傳輸，存儲和處理方面有更優異的性能。

技術領域

本發明涉及圖像壓縮編碼技術領域，尤其涉及一種基于圖像間參考的圖像壓縮編碼方法和系統。

背景技術

視覺是人類獲取信息的主要途徑。傳統的圖像壓縮編碼方法，例如JPEG、JPEG2000等，通過消除圖像數據中存在的空間冗余、統計冗余和視覺冗余等，實現圖像數據的壓縮，可以將圖像數據壓縮到原圖像數據量的4％到5％。在圖像處理領域，隨著人們對圖像清晰度的要求越來越高，圖像的數據量也越來越大，不論是處理、傳輸或儲存，都需要更高效的壓縮編碼方法。隨著計算機的處理能力不斷提高，各種電子設備也能夠完成更加復雜的圖像處理算法，包括圖像的壓縮編碼算法，尤其是多圖像相關的智能壓縮編碼方法，已經變得可行。

傳統的圖像壓縮方法只消除了一副圖像數據內的冗余，沒有考慮圖像之間的相關性，造成壓縮效率普遍不高。如果采用一種能夠消除圖像之間的冗余的壓縮方法，會大幅度地提高圖像的壓縮效率。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種基于圖像間參考的圖像壓縮編碼方法和系統，通過消除圖像之間的相關性來大幅度提高圖像壓縮的效率。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于圖像間參考的圖像壓縮編碼方法，包括編碼過程和解碼過程，所述編碼過程包括如下步驟：

(1.1)如果圖像數據庫不存在，則建立圖像數據庫，并將圖像數據庫初始化為空；

(1.2)輸入圖像數據：輸入一幅圖像的數據，記為P0；

(1.3)格式轉換：如果圖像數據的格式和圖像數據庫中圖像數據的格式不同，則將圖像數據轉換為統一的格式，包括統一的顏色空間、alpha通道格式、時間、地點信息的格式；

(1.4)尋找參考圖像：在圖像數據庫中尋找與P0類似的圖像，將找到的類似圖像記為P1,P2,...Pn，稱為參考圖像；

(1.5)圖像分割：把P0劃分為若干編碼單元，記為U0，U1，...,Un；

(1.6)依次編碼每一個編碼單元：對于每一個編碼單元U，在參考圖像中尋找與編碼單元U一致的部分，稱為匹配單元，記為Up；記錄Up所在的參考圖像的編號i和Up在Pi中的位置L；如果在所有的參考圖像中都沒有找到與編碼單元U一致的部分，則編碼單元U保持原狀；

(1.7)編碼數據封裝：圖像的編碼數據包括圖像頭和編碼單元數據兩部分；圖像頭記錄圖像的分辨率、分量數量、每個分量的屬性、所有參考圖像的地址和編碼圖像的若干擴展的附加特征；圖像頭之后是按順序排列的編碼單元的編碼數據；編碼單元的編碼數據以編碼模式開始，如果某編碼單元在步驟(1.6)找到了匹配單元，則該編碼單元的編碼模式為預測模式，該編碼單元的編碼數據包括編碼模式、參考圖像索引和匹配單元在該參考圖像中的位置；如果某編碼單元在步驟(1.6)中沒有找到匹配單元，則該編碼單元的編碼模式為獨立模式，該編碼單元的編碼數據包括編碼模式和編碼單元的原始數據；

(1.8)更新圖像數據庫：將編碼后的圖像數據添加到圖像數據庫中；

所述解碼過程包括如下步驟：

(2.1)讀入一幅圖像的編碼數據；