[发明专利]图像压缩方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像压缩方法，尤其涉及一种对RGB三色图像数据进行处理的图像压缩方法。

背景技术

数字图像是由像素(Pixel)矩阵组成的，其中，每一个像素包括三组信息数据，即该像素的红色(Red)、绿色(Green)及蓝色(Blue)的色调数值，计算器通过以不同的比例混合该三种色调数值，从而达到产生多种颜色显示图像的目的。

由于一张图像通常包含数百万以上的像素数据，这使得图像的显示及处理的速度会因图像数据占据的内存空间太大而过于缓慢。针对这种缺点，业界提出了“图像压缩/解压缩技术”。图像压缩技术即把原始图像数据通过一系列转化过程而产生另外一组对应的图像数据，该组对应的图像数据所占据的存储空间通常较原始图像数据小得多，被称为“压缩结果”。该压缩结果可以通过对应的解压缩技术还原为原始的图像数据以进行显示。

数字图像压缩的JPEG标准是联合图像专家组(Joint Picture ExpertGroup)依据“人的眼睛对图像中亮度变化的敏感程度远超过对颜色变化的感觉”这一视觉原理开发出的一种数字图像的压缩标准，该图像标准的色彩模型为YCrCb模型。

请参照图1，标准的JPEG图像压缩过程大致包括如下步骤：

步骤10，获取RGB图像数据；

步骤11，对RGB图像数据进行色相转换，即，将RGB图像10中的每一个像素由RGB色彩模型转换为YCrCb色彩模型，该转换公式为：

Y＝0.2990R+0.5890G+0.1140B

Cb＝-0.1687R-0.3313G+0.5000B+128

Cr＝0.5000R-0.4187G-0.0813B+128

其中：R、G及B值分别表示原始数字图像中像素的红、绿、蓝色的色调的数值；Y、Cb及Cr值分别表示转换之后数字图像像素的亮度值、色彩值及饱和度。

步骤12，对连续的图像像素的Y、Cb、Cr值分别进行取样。由于人眼对亮度变化敏感，所以对每个像素均取其亮度值(Y值)；对于上下左右相邻的多个像素的色彩值及饱和度值(Cb值、Cr值)则采集其中一个或几个色彩值及饱和度值作为该相邻多个像素的公共色彩值及公共饱和度值。常用的取样格式包括4：2：2及4：2：1等。以4：2：1取样格式为例，即，对于上下左右相邻的四个像素，采集每个像素的亮度值(Y值)，同时对该四个像素的色彩值及饱和度值分别进行两次及一次取样，其结果是这四个像素均保留其各自的亮度值，同时其中每两个像素共享一个色彩值，四个像素共享一个饱和度值。

步骤13，对取样完毕的数据进行正向离散余弦转换(Forward DiscreteCosine Transform，FDCT)，此步骤为利用正向余弦转换公式将取样数据转换为频率系数数据；

步骤14，利用预设的量化表矩阵将正向离散余弦转换后得到的频率系数数据做处理而进行量化，使得离散余弦转换后的频率系数数据中非“0”系数的幅度减小，且使得“0”值系数的数量增加；

步骤15，重新编排量化后的频率系数数据并对照相应的编码表进行熵编码，从而实现数字图像的压缩；

步骤16，将熵编码后得到的数据组成帧数据，其输出文件即为JPEG图像压缩结果数据，从而便于存储及传输。

请继续参阅图1，在标准JPEG图像的解压缩过程中，对压缩结果JPEG图像数据进行压缩过程的逆反转换，从而将压缩结果转换成RGB图像数据以进行显示。数字图像的JPEG压缩及解压缩方法已得到大量应用，成为HTML语法中选用的图像格式，而广泛应用于多媒体和网络程序中。

但是，由于数字图像通常含有数以百万计的像素，在使用JPEG标准压缩及解压缩方法进行处理的过程中，必然需要花费大量的时间等待图像对每个像素进行色相转换，尤其是在特定场合，如果需要处理大量图像，在对每个像素进行色相转换过程中耗费的时间则更加突出。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷和不足提出了一种对图像压缩时间短的图像压缩的方法。

为实现上述目的，本发明图像压缩的方法包括如下步骤：步骤1，对原始图像像素的色调值进行取样；步骤2，对取样的数据进行正向离散余弦转换；步骤3，利用预设的量化表矩阵将正向离散余弦转换后得到的频率系数数据进行量化处理；步骤4，重新编排量化后的频率系数数据并对照相应的编码表进行熵编码；及步骤5，将熵编码后得到的数据组成帧数据，其输出文件即为图像压缩结果。

根据本发明的图像压缩方法，优选地：在步骤1中对原始图像像素的红、绿、蓝三种色调值分别进行取样。