專(zhuān)利名稱(chēng)：一種jpeg-ls圖像壓縮的碼率控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種JPEG-LS圖像壓縮的碼率控制方法，屬于數(shù)字圖像壓縮領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前國(guó)際上公認(rèn)性能優(yōu)良的無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮標(biāo)準(zhǔn)是JPEG-LS算法，但是該算法的輸 出碼流具有較大的波動(dòng)性，碼率不可控制，這就限制了它在實(shí)際中的應(yīng)用。尤其是在遙感衛(wèi) 星應(yīng)用中，信道帶寬受到嚴(yán)格的限制，要求編碼器的輸出碼率必須和信道碼率相匹配，否則 輸出碼率過(guò)高，會(huì)造成數(shù)據(jù)溢出，導(dǎo)致信息丟失，輸出碼率過(guò)低，又會(huì)造成信道資源的浪費(fèi)。 因此研究JPEG-LS圖像壓縮的碼率控制算法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。碼率控制課題在圖像壓縮領(lǐng)域并不陌生，在視頻壓縮領(lǐng)域，碼率控制算法已經(jīng)得 到了廣泛的應(yīng)用，最典型的就是基于率失真分析的碼率控制算法，它不但可以很好的調(diào)節(jié) 壓縮后的輸出碼率，而且可以盡可能高的保證視頻圖像的質(zhì)量，現(xiàn)已應(yīng)用于H. 264, MPEG4 等視頻圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)中。在靜止圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，根據(jù)控制參數(shù)的不同，可以將其分為兩 大類(lèi)，第一類(lèi)就是控碼率的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，比如JPEG2000，CCSDS，SPITE等壓縮算法，這類(lèi)算法 均是基于小波的壓縮算法，具有自適應(yīng)調(diào)整輸出碼率的功能，但是重建圖像質(zhì)量不可控；第 二類(lèi)就是控質(zhì)量的壓縮標(biāo)準(zhǔn)，如JPEG-LS壓縮標(biāo)準(zhǔn)，它可直接控制重建圖像的恢復(fù)質(zhì)量，但 是由于該算法采用基于上下文的預(yù)測(cè)編碼方式，其輸出碼率不可控。根據(jù)不同的壓縮標(biāo) 準(zhǔn)，常常需要采用不同的碼率控制策略，目前，對(duì)于JPEG-LS壓縮的碼率控制算法研究并不 多，現(xiàn)有的徐燕凌的“jpeg-ls圖像壓縮動(dòng)態(tài)碼率控制策略”中提到的一階碼率控制方法 對(duì)NEAR采用部分調(diào)節(jié)數(shù)組值和固定門(mén)限值Th，因此控制效果較差，而提到的二階碼率控 制方法計(jì)算復(fù)雜，不利于硬件實(shí)現(xiàn)，國(guó)外J.Jiang and Μ. Reddy提出的"Open-loop rate controlfor JPEC-LS near lossless image compression"每行均要進(jìn)行一次 NEAR 值的 調(diào)整，且調(diào)整過(guò)程較為復(fù)雜，雖然控制精度高，但是卻較大的損失了圖像的壓縮性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對(duì)JPEG-LS圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)輸 出碼率不可控的缺陷，本發(fā)明提出了一種JPEG-LS圖像壓縮碼率控制方法，不但能夠較準(zhǔn) 確的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)碼率的控制，收斂速度快，易于實(shí)現(xiàn)，而且還能保證較好的壓縮性能。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種JPEG-LS圖像壓縮的碼率控制方法，步驟如下(1)將輸入的JPEG-LS圖像按照同樣的大小進(jìn)行子圖劃分，子圖大小為r*c，即有 r行和c列的像素，且子圖大小滿足￡ ^ 4，每個(gè)子圖對(duì)應(yīng)一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR，且每個(gè)子
V
圖均是一個(gè)獨(dú)立的處理單元；所述動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR為圖像質(zhì)量恢復(fù)所允許的最大誤差；(2)根據(jù)目標(biāo)壓縮比和輸入的JPEG-LS圖像確定動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR的初始值
initial_NEAR、最小值Min_NEAR和最大值Max_NEAR ；動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR的最小值Min_
NEAR和最大值Max_NEAR確定下來(lái)之后，在輸入的JPEG-LS圖像進(jìn)行壓縮的過(guò)程中為固定常數(shù)；(3)根據(jù)得到的動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR，對(duì)當(dāng)前子圖進(jìn)行JPEG-LS壓縮編碼，計(jì)算目標(biāo) 壓縮比與當(dāng)前壓縮比的累積偏差量E(i)；(4)通過(guò)如下公式確定動(dòng)態(tài)調(diào)整比較閾值tl和t2
權(quán)利要求
1. 一種JPEG-LS圖像壓縮的碼率控制方法，其特征在于步驟如下(1)將輸入的JPEG-LS圖像按照同樣的大小進(jìn)行子圖劃分，子圖大小為r*c，即有r行和c列的像素，且子圖大小滿足￡ ^ 4，每個(gè)子圖對(duì)應(yīng)一個(gè)動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR，且每個(gè)子圖均T是一個(gè)獨(dú)立的處理單元；所述動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR為圖像質(zhì)量恢復(fù)所允許的最大誤差；(2)根據(jù)目標(biāo)壓縮比和輸入的JPEG-LS圖像確定動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR的初始值 initial_NEAR、最小值Min_NEAR和最大值Max_NEAR ；動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR的最小值Min_ NEAR和最大值Max_NEAR確定下來(lái)之后，在輸入的JPEG-LS圖像進(jìn)行壓縮的過(guò)程中為固定常 數(shù)；(3)根據(jù)得到的動(dòng)態(tài)調(diào)整因子NEAR，對(duì)當(dāng)前子圖進(jìn)行JPEG-LS壓縮編碼，計(jì)算目標(biāo)壓縮 比與當(dāng)前壓縮比的累積偏差量E(i)；(4)通過(guò)如下公式確定動(dòng)態(tài)調(diào)整比較閾值tl和t2
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種JPEG-LS圖像壓縮的碼率控制方法，其特征在于步驟⑶中所述計(jì)算目標(biāo)壓縮比與當(dāng)前壓縮比的累積偏差量E(i)通過(guò)如下公式進(jìn)行
全文摘要
一種用于JPEG-LS圖像壓縮的碼率控制方法，該方法通過(guò)實(shí)際碼率和目標(biāo)碼率的累計(jì)偏差量，動(dòng)態(tài)的調(diào)整參數(shù)NEAR值的大小，從而使不同的圖像內(nèi)容經(jīng)過(guò)JPEG-LS壓縮后，都能夠以接近要求的碼率進(jìn)行輸出。該方法不但收斂速度快，易于實(shí)現(xiàn)，可以較準(zhǔn)確的控制JPEG-LS的輸出碼率，而且還能保證較好的壓縮性能。根據(jù)該方法，設(shè)計(jì)了其對(duì)應(yīng)的硬件實(shí)現(xiàn)方式，其中壓縮編碼模塊和碼率控制模塊組成一個(gè)反饋環(huán)路，對(duì)分割后的子圖自適應(yīng)的調(diào)節(jié)參數(shù)NEAR值的大小，輸出的壓縮碼流首先要經(jīng)過(guò)緩存控制模塊進(jìn)行緩存后，再以恒定的碼率輸出，實(shí)驗(yàn)證明，該硬件實(shí)現(xiàn)不但簡(jiǎn)單有效，控制穩(wěn)定，而且恢復(fù)圖像質(zhì)量較好。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102088602SQ20101061793
公開(kāi)日2011年6月8日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者侯舒維, 孫文方, 蒙紅英 申請(qǐng)人:西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所