[发明专利]基于预截断的JPEG2000感兴趣区域编码方法

说明书

本发明提出一种基于预截断的JPEG2000感兴趣区域编码方法，其位于JPEG2000系统中小波变换和位平面编码之间，适用于给定码率或背景不重要的应用场合。本发明通过适当降低背景系数精度使感兴趣区域分配到更多码流，在感兴趣区域编码质量、系统计算量等方面表现优异，其具体流程为：1、在具体应用场合下，建立码率查找表；2、在具体应用场合下，建立面积查找表；3、分别用码率和感兴趣区域面积来索引码率和面积查找表，并计算两查找表输出之和；4、根据原图像中感兴趣区域位置，计算各小波子带中感兴趣区域边界；5、预截断背景系数。

技术领域

本发明涉及一种用于联合图像专家组(JPEG2000)的感兴趣区域编码方法，特别涉及编码码率给定或者背景不重要的场合下感兴趣区域编码问题。

背景技术

目前国际最新的JPEG2000标准具备帧内编码、压缩效果好、支持感兴趣区域(Region of Interest,ROI)编码和渐进式传输等品质，因而在高端数字图像应用中得到了推广。在不含ROI编码的JPEG2000系统中，首先采用离散小波(DWT)处理原始图像，之后采用位平面编码(Bit-plane Coding，BPC)和算术编码(Arithmetic Coding，AC)得到各码块的码流，最后优化截断码流，并组织输出。

ROI编码将图像的部分区域以更高的质量编码，在码率受限或者背景不重要的应用中，重要的信息被优先地保留下来。ROI编码两个典型应用如下：(1)遥感图像编码。遥感图像中多包含低价值甚至无价值的信息，此类信息在编码时占据较多码流，关键信息失真较大，此时应用ROI编码可减少甚至舍弃背景区域生成的码流；(2)带宽有限的通信环境，如卫星通信、视频传输中每帧图像在给定码率下编码等。此类应用中，ROI编码可使感兴趣区域分配到更多带宽，更多有用信息被保留。

当前ROI编码的主流算法是基于小波系数提升，即小波子带中ROI系数的位平面上移，使其在BPC和AC时被优先编码，进而在优化截断时被优先保留。此时，ROI编码模块位于DWT和BPC之间。JPEG2000协议中采纳的最大移位法(Maxshift)和一般移位法(ScalingBased Method，SBM)均属此类，并在此基础上衍生出多种优化算法，如部分移位法(PartialSignificant Bitplanes Shift,PSBS)等。然而，此类算法由于使系数位平面数增加，极大地增加了JPEG2000系统的计算量，尤其是对于JPEG2000硬件系统，后续BPC、AC和优化截断等模块均需作出适应性改变，不利于系统的维护。其他ROI编码方法，如隐式加权法等，增加的系统计算量较少，然而无法获得可媲美系数移位法的ROI编码质量。总之，当前的ROI编码技术无法均衡ROI编码质量和系统计算量。

发明内容

本发明提出一种具有高ROI编码质量和极低系统计算量的基于预截断的JPEG2000感兴趣区域编码方法。

本发明的基于预截断的JPEG2000感兴趣区域编码方法，包括以下步骤：

a)在具体应用场合下，建立码率查找表；

b)在具体应用场合下，建立面积查找表；

c)所述步骤a)和b)得到的查找表，分别用码率和ROI面积索引，输出分别设为S_rate和S_area，并计算两查找表输出之和，设为S_bg；

d)根据指定的原图像中感兴趣区域位置，计算各小波子带中感兴趣区域的边界。多层小波变换时，当前子带ROI边界由原图像或其上一层LL子带中ROI边界计算获得；

e)根据所述步骤d)计算的各子带ROI边界，判断当前子带系数是否为ROI系数；是则不作任何处理，否则仅保留此系数S_bg个最高位平面，其余位平面置零。

本发明方法的优选方案中，步骤a)的具体流程为：