[發明專利]一種圖像無損壓縮方法

有效

• 申請號: 202011433426.8
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112887722B
• 公開（公告）日: 2023-03-14
• 發明（設計）人: 辛港濤;樊平毅;宛爍;朱哲祺;李哲凡
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04N19/172
• 分類號: H04N19/172;H04N19/42
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司 11319
• 代理人: 茍冬梅

1.一種圖像無損壓縮方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取待編碼圖像；

根據基礎形狀的權重從大到小，依次以所述基礎形狀填充所述待編碼圖像；

依據訓練得到的碼本，獲得用于填充所述待編碼圖像的基礎形狀所對應的碼字；

依次將每一次填充所使用的基礎形狀的位置和碼字保存為三元組，所述三元組包括所述基礎形狀的行位置、列位置、碼字；

將三元組集合與所述待編碼圖像的頭部信息合并生成所述待編碼圖像的壓縮文件；

所述方法還包括：

當所述待編碼圖像為灰度圖像時，獲取所述待編碼圖像之后，

通過預測編碼，將所述待編碼圖像用預測后的誤差來表示；

將所述誤差的取值范圍映射到非負值；

將預測圖像分為形狀層和細節層；

分別對所述形狀層和對所述細節層進行編碼，以獲得所述形狀層的編碼數據和所述細節層的編碼數據；

所述形狀層的編碼數據依據訓練得到的形狀層的碼本獲得，包括：依據訓練得到的形狀層的碼本，獲得所述基礎形狀對應的碼字，依次將所述編碼數據中每一次填充圖片所使用的基礎形狀的位置和所述基礎形狀對應的碼字保存為三元組，獲得所述形狀層的編碼數據，所述三元組包括所述基礎形狀的行位置、列位置、碼字；所述基礎形狀的位置使用位置差表示，所述位置差使用哥倫布編碼；

所述細節層的編碼數據依據訓練得到的細節層的碼本獲得，包括：依據訓練得到的細節層的碼本，獲得所述細節層的碼字，按照從左到右、從上到下的順序使用細節層的碼字表示細節層像素的強度值，獲得所述細節層的編碼數據；

將所述形狀層的編碼數據、所述細節層的編碼數據與所述待編碼圖像的頭部信息合并生成所述待編碼圖像的壓縮文件。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，獲取待編碼圖像之前，還包括：

獲取初始基礎形狀；

獲取訓練集圖像；

根據所述初始基礎形狀，對所述訓練集圖像進行基礎形狀搜索，獲得各個初始基礎形狀的頻率；

在搜索過程中，根據各個初始基礎形狀的頻率，對所述初始基礎形狀組成的集合進行動態更新；

根據搜索和動態更新后得到的每個基礎形狀的頻率和大小，為每個基礎形狀分配相對應的權重；

根據所述權重，通過哈夫曼編碼，得到每個基礎形狀對應的碼字；

將所述碼字與對應的基礎形狀存儲為碼本。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，將三元組集合與待編碼圖像的頭部信息合并生成壓縮文件之后，還包括：

獲取待解碼圖像的壓縮文件；

從所述壓縮文件中提取所述三元組集合與所述待解碼圖像的頭部信息；

依據所述碼本，獲取與所述三元組集合中的碼字對應的基礎形狀；

依據所述三元組集合中的基礎形狀的位置，將所述基礎形狀填充到圖片中，恢復所述待解碼圖像。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，獲取初始基礎形狀，包括：

獲取任意由0和1組成的M×N的矩陣；

獲得所述矩陣的行向量u_i和列向量v_j；

在所述行向量u_i和列向量v_j分別符合如下公式時：

將所述矩陣中的0去掉之后剩余的像素點所組成的基礎形狀，作為所述初始基礎形狀；

其中，0代表圖像的黑色像素點。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括：

對訓練集中的圖像進行基礎形狀的搜索的過程中，刪除出現頻率低于預設閾值的基礎形狀，動態更新所述基礎形狀的集合。