[發(fā)明專利]一種低成本的聯(lián)合圖像壓縮傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910630136.3
• 申請日: 2019-07-12
• 公開（公告）號: CN110392260B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周詮;張茗茗;劉睿華;劉娟妮;回征;呼延烺;張怡;王鳴濤;蒙紅英;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;H04N19/467;H04N19/85
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張曉飛

本發(fā)明提出一種低成本的聯(lián)合圖像壓縮傳輸方法，通過對原圖像進(jìn)行預(yù)處理，再對預(yù)處理的圖像進(jìn)行壓縮、信息嵌入，并聯(lián)合感興趣區(qū)域圖像進(jìn)行進(jìn)一步壓縮。通過對分塊截斷壓縮數(shù)據(jù)的聯(lián)合處理，提高了壓縮比；通過感興趣區(qū)數(shù)據(jù)嵌入，保證了重點區(qū)域的圖像質(zhì)量。本發(fā)明通過預(yù)處理及壓縮隱藏方法，可達(dá)到16倍的壓縮比，而圖像PSNR30dB。本發(fā)明通過預(yù)處理及聯(lián)合壓縮方法，還可達(dá)到16倍以上的壓縮比，甚至達(dá)到200倍仍保持一定的圖像質(zhì)量。本方法復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)壓縮方法，而保持較好的壓縮質(zhì)量，為低成本、大壓縮圖像傳輸?shù)膽?yīng)用提供了技術(shù)支持。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒ǎ貏e涉及一種低成本的聯(lián)合圖像壓縮傳輸方法，屬于通信(如數(shù)據(jù)通信技術(shù)等)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

圖像處理和數(shù)據(jù)傳輸是目前通信領(lǐng)域的重要研究課題。隨著科技的發(fā)展，人們對高分辨率圖像的需求越來越大，數(shù)據(jù)壓縮勢在必行。

數(shù)據(jù)壓縮分為有損壓縮與無損壓縮方法，有損壓縮方法壓縮比比較大，但壓縮后恢復(fù)圖像與原圖像存在一定的信息損失，但只要主客觀評價指標(biāo)符合要求，在實際中對應(yīng)用沒有多大影響。無損壓縮方法壓縮后恢復(fù)圖像與原圖像不存在信息損失，但壓縮比特別小，一般2倍左右，使用場合受限，不便于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。一般高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)采用的壓縮方法大都是有損方法，對圖像來說，一般峰值信噪比(PSNR)應(yīng)該達(dá)到30dB以上，35dB以上效果才比較理想。

目前圖像數(shù)據(jù)壓縮方法有許多，代表性的有JPEG以及JPEG2000。壓縮方法復(fù)雜，則難于硬件實現(xiàn)，目前JPEG2000壓縮算法大都基于國外壓縮芯片實現(xiàn)，研制成本高、受制于人；或者有的衛(wèi)星任務(wù)不需要那么高的圖像質(zhì)量，例如衛(wèi)星艙外監(jiān)控、對地觀測普查，小衛(wèi)星、微納衛(wèi)星圖像傳輸、技術(shù)試驗衛(wèi)星圖像傳輸、空間站內(nèi)部監(jiān)控、地面監(jiān)控系統(tǒng)等，沒有必要采用國外JPEG類壓縮芯片。

分塊截斷編碼(BTC)壓縮方法就是一種經(jīng)典的低成本壓縮方法，典型壓縮比為4倍，峰值信噪比PSNR為30dB以上，有些低成本衛(wèi)星應(yīng)用場合是非常合適的，如果能提高壓縮比到16倍甚至更高，或壓縮比不變時提高壓縮性能，則更加適合微納衛(wèi)星等要求軟硬件實現(xiàn)簡單、壓縮比高、性能滿足要求的場合。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種低復(fù)雜度的圖像聯(lián)合壓縮方法，通過圖像預(yù)壓縮和后續(xù)的進(jìn)一步壓縮、感興趣區(qū)域隱藏壓縮，提高分塊編碼的壓縮比。本發(fā)明在分塊壓縮編碼的低復(fù)雜度，通過圖像預(yù)處理及分塊壓縮的進(jìn)一步壓縮編碼方法，提高了壓縮比。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種低成本的聯(lián)合圖像壓縮傳輸方法，步驟如下：

(1)設(shè)原始圖像A0大小為M*N，8比特量化，先對原始圖像A0進(jìn)行平滑處理，得到平滑處理后的圖像A1；

(2)將圖像A1進(jìn)行壓縮比為R0的縮放處理，形成子圖像A2；將子圖像A2分成大小為K1*K2的不重疊塊，每塊得到X1,X2,…Xk個灰度值，k＝K1*K2；

(3)對子圖像A2進(jìn)行AMBTC壓縮，對壓縮后每個不重疊塊的三組數(shù)L，H，B繼續(xù)進(jìn)行壓縮，得到壓縮后的數(shù)據(jù)，再解壓縮得到子圖像A2的恢復(fù)圖像A3，并對恢復(fù)圖像A3進(jìn)行放大處理；其中L為每塊中小于該塊平均灰度值的灰度平均值，H為每塊中大于等于該塊平均灰度值的灰度平均值，B為0或1，共K1*K2個比特值，0對應(yīng)該灰度小于該塊平均灰度值，1對應(yīng)該灰度大于等于該塊平均灰度值。

(4)得到恢復(fù)的原圖像A4。

所述步驟(3)對壓縮后的三組數(shù)L，H，B繼續(xù)進(jìn)行可變壓縮比傳輸?shù)姆椒ㄈ缦拢?/p>

31)對每個分塊的三組數(shù)之B進(jìn)行分解，變成C1，C2，其中C1為B的1，3,5,7，9,11,13,15…共q比特，C2為B的2，4,6,8，10,12,14,16....共q比特,q＝K1*K2/2；

32)比較L和H、C1與C2，d1、d2為門限值