[发明专利]一种提高现有数据压缩方法压缩比的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高现有数据压缩方法压缩比的方法，特别涉及一种图像压缩传输的方法，属于数据通信技术领域。

背景技术

数据传输和图像处理是目前通信领域的重要研究课题。随着科技的发展，人们对高分辨率图像的需求越来越大，数据压缩势在必行。

数据压缩分为有损压缩与无损压缩方法，有损压缩方法压缩比比较大，但压缩后恢复图像与原图像存在一定的信息损失，只要主客观评价指标符合要求，在实际中对应用没有多大影响。无损压缩方法压缩后恢复图像与原图像不存在信息损失，但压缩比特别小，一般2倍左右，使用场合受限，不便于进行数据传输。一般高速数据传输系统采用的压缩方法大都是有损方法，对图像来说，一般峰值信噪比（PSNR）30dB以上，35dB以上效果才比较理想。

目前图像数据压缩方法有许多，代表性的有JPEG以及JPEG2000。由于压缩标准算法功能比较多，算法与图像本身特性有关，不是什么情况下都有好结果。在许多实际应用情况下，压缩比一般为4倍，图像压缩后的数据率仍然很高，如压缩前总数据率1200Mbps，四倍压缩后仍为300Mbps。进一步提高图像数据传输的压缩比，降低传输速率非常有意义，但也非常困难。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种提高现有数据压缩方法压缩比的方法，本发明实际压缩比优于现有图像压缩方法的压缩比，可用于地面设备之间、地面对航天器、航天器对地、航天器之间的图像传输。

本发明的技术解决方案是：

1、一种提高现有数据压缩方法压缩比的方法，其步骤如下：

（1）将图像A0进行压缩比为R的数据压缩，得到压缩数据集C，其中压缩比R大于r，r为用户要求的压缩比；

（2）对压缩数据C解压缩得到恢复图像A1；

（3）对步骤（1）中的图像A0和步骤（2）中的图像A1进行差运算，得到大小相同的图像差值矩阵E1，并把E1中与0值相比不大于d的图像差值（邻域d的值根据用户需求设定）置为0，绝对值大于d的图像差值保留，得到图像差修正值矩阵E2，对E2中绝对值大于d的正负图像差值分别求取平均值，并用求出的正负平均值代替原图像正负差值，得到图像差修正值矩阵E3；

（4）对图像差修正值矩阵E1、E2和E3分别进行压缩比为r1，r2和r3的数据压缩得到压缩后数据集C1、C2和C3，所述的压缩比r1，r2和r3中至少r3大于R，；

（5）选择步骤（4）中压缩后数据集C1、C2和C3之一进行格式编码，形成压缩控制信息F，其中所述的F的数据量小于图像A0的数据量；

（6）将压缩控制信息F隐藏于图像A0中，形成含密图像A进行压缩传输；

（7）接收端对含密图像A进行解压缩以及信息隐藏逆过程，得到压缩控制信息F和恢复的图像A1；

（8）对压缩控制信息F进行逆处理，得到步骤（5）中相应的数据集C1、C2和C3之一（例如，步骤（5）中采用C1进行格式编码，这里逆处理得到的是C1），进而得到恢复的差值E3、E2和E1之一，并将恢复的差值E和恢复的图像A1进行加法运算，得到恢复的图像A0。

所述步骤（5）、（6）和（7）中压缩控制信息F的形成、隐藏和逆隐藏方法如下：

若图像A0压缩R倍的客观评价指标大于指标门限，则利用数据集C3进行格式编码得到压缩控制信息F；

若图像A0压缩r倍的客观评价指标大于指标门限，则利用数据集C2进行格式编码得到压缩控制信息F；

若图像A0压缩r倍的客观评价指标小于指标门限，则利用数据集C1进行格式编码得到压缩控制信息F；

压缩控制信息F隐藏和逆隐藏方法需要满足以下条件：能够对抗R倍的压缩的鲁棒性信息隐藏方法。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

（1）本发明首先对原始载体图像进行比规定压缩比更大的压缩与解压缩，把差值图像的相关信息隐藏于原始图像中进行传输，收端对压缩比更大的图像进行修正提高了图像质量，相当于信道用R（如8倍,6倍）的压缩，实际带来r倍 （4倍）的性能，相对于现有技术提高了图像压缩的性能，本发明具有闭环处理的效果，显然优于开环处理的效果。

（2）本发明充分利用了原始载体图像的先验知识，并以不增加传输数据量的方式传输到接收端，接收端根据先验知识提高了载体图像质量。而传统方法是发送端不利用图像先验知识的。

（3）本发明把图像本身的信息，进行修正，创造性用于传输过程中，