[發(fā)明專利]一種用于相似圖像集合并的群體圖像編碼方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810507677.2
• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108712655B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發(fā)明（設計）人: 吳煒;許冬梅
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04N19/503
• 分類號: H04N19/503;H04N19/182;H04N19/154;H04N19/61;H04N19/96
• 代理公司: 61205 陜西電子工業(yè)專利中心
• 代理人: 陳宏社;王品華

本發(fā)明提出了一種用于相似圖像集合并的群體圖像編碼方法。實現(xiàn)步驟為：選取主圖像集；確定其余圖像集的合并優(yōu)先級；對其余圖像集按照優(yōu)先級從高到低的順序依次與主圖像集進行合并；每一優(yōu)先級圖像集合并時對主圖像集樹形圖逐層進行分支查找，為該優(yōu)先級圖像集的根節(jié)點找到在主圖像集樹形圖中的父節(jié)點；對非主圖像集根節(jié)點所對應的圖像進行編碼。本發(fā)明可以在復雜度不高的情況下對相似圖像集進行合并，提高了群體圖像的編碼效率。可用于云端群體圖像管理以及圖像數(shù)據(jù)庫管理的場景中對相似圖像集進行合并。

技術領域

本發(fā)明屬于圖像編碼技術領域，具體涉及一種用于相似圖像集合并的群體圖像編碼方法，可用于云端群體圖像管理以及圖像數(shù)據(jù)庫管理的場景中相似圖像集的合并中。

背景技術

在最近十年中.隨著互聯(lián)網(wǎng)相關產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)字圖像等多媒體內(nèi)容也呈現(xiàn)出爆炸式的增長。據(jù)全球最大社交網(wǎng)絡服務公司Facebook報告，其存儲的照片己經(jīng)超過二千二百億張，并正以每天三億張的速度增加。規(guī)模巨大的圖像視頻數(shù)據(jù)為帶寬存儲等方面帶來了極大的壓力。為此，研究者一直在努力改進數(shù)字圖像壓縮技術。相同場景下拍攝的很多圖片具有很大的相似性，但他們的單獨采用JPEG或JPEG-2000對圖像進行編碼，將會造成存儲空間大、編碼效率不夠高。因此，對于相似圖像的壓縮存儲很有必要。因此引入群體圖像的概念，群體圖像中存在多個圖像集，每個圖像集中包含多張圖像，每個圖像集內(nèi)部的圖像具有很大的相關性，對其整體進行編碼可以節(jié)省更多的存儲空間。

群體圖像壓縮編碼目前主要應用在具有相關性的圖像集中，因此群體圖像壓縮編碼研究主要集中在兩個方向：

第一個研究方向是針對醫(yī)學和遙感等相似度較高的圖像集的，這類圖像一般要求完全準確，不能有信息錯誤和信息丟失。該研究方向的主要問題是如何獲得一個代表圖像，該圖像與圖像集中所有圖像之間冗余度最強，可以作為該圖像集中所有圖像的參考圖像，可以利用該參考圖像預測其余所有圖像。此類問題的研究現(xiàn)狀為：Yurij S.Musatenko提出了使用KL(Karhunen-Loeve)變換實現(xiàn)最佳的圖像編碼(Optimal Image Codeing usingKarhunen-Loeve transform，OICKL)。通過KL的奇函數(shù)可以獲得每張圖像的最大平均貢獻，而且該貢獻為所有基函數(shù)中下降最快的。嵌入零樹子編碼對KL基函數(shù)實現(xiàn)有損編碼，由圖像中函數(shù)的貢獻決定圖像的質(zhì)量。Kosmas Karadimitriou使用中心結構方法，對圖像集中圖像間的相似特征、邊緣分布和像素分布進行提取。Samy Ait-Aoudia使用集合冗余壓縮方法^[i](set redundancy compression，SRC)降低圖像之間的冗余度。

上述中的方法易于理解，應用在醫(yī)學和衛(wèi)星圖像領域取得了很好的效果，但是在現(xiàn)實生活中，圖像中包含的場景一般不會像醫(yī)學和衛(wèi)星領域中的圖像如此單一，而是變化較大，因此找到一張代表圖像作為該圖像集中其余所有圖像的參考圖像是難以實現(xiàn)的，使得圖像集編碼壓縮效果提升不高。

第二個研究方向是針對個人相冊圖像集和云端圖像存儲。這類圖像集通常是從不同角度或在不同亮度下對一個相同場景進行的拍攝，各個圖像之間相似性較高。各個圖像組分別利用其內(nèi)部圖像間的相關性來進行壓縮編碼。目前，很多應用場景中的圖像均屬于此類，譬如，圖像檢索與圖像識別領域等。群體圖像編碼是利用圖像集中圖像之間的相似性進行編碼，首先利用相關圖像處理的算法定量的描述圖像之間的相似性，根據(jù)圖像之間的相似性生成對應的參考編碼結構，確定待編碼圖像集中每張待編碼圖像即目標編碼圖像的參考照片；然后進一步進行幾何變形和光度變換，使變換后的圖像與目標圖像更加接近；最后采用視頻編碼技術對圖像集中圖像進行編碼。

群體圖像中可能存在相似的圖像集，若將它們進行合并可以節(jié)省更多的存儲空間；向圖像庫中添加的圖像集可能也是已經(jīng)進行過群體圖像編碼的圖像集，因此對相似圖像集進行合并，可以更好的提高編碼效率。