[发明专利]一种基于变换域下采样技术的低分辨率图像压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于图像编码领域，主要涉及数字图像的压缩技术。

背景技术

图像的低分辨实现主要是为了适应低分辨率显示设备的显示需求。在实际应用 中，一般需要对原始图像进行编码压缩和等分辨率重建，再降低压缩后图像的分辨率，才能 够满足这一需求。而低分辨率图像的获得，通常是通过对压缩后的图像进行空域下采样得 以实现。因此，高质量的压缩图像对获得后期高质量的低分辨率图像十分重要。为了实现前 期高质量的压缩图像，传统方法往往需要通过提高编码码率实现，这样就会降低整体的编 码效率。因此，如何在带宽和存储空间有限的条件下，实现高质效的低分辨率压缩图像的显 示，是新型图像编码技术研究领域需要解决的一大问题。

传统的对于压缩图像的地低分辨重建，需要分两步实现，第一步是对图像进行压 缩，第二步是对压缩后的图像进行水平方向和垂直方向上像素点的空域下采样，以降低图 像的分辨率。当使用传统的JPEG图像编码标准对图像进行压缩时，所得的压缩图像中的每 个像素点的质量相当，进行低分辨率显示时，显示质量因受到编码质量的约束而无法进一 步提高，因此造成了压缩后图像低分辨率显示输出效率的低下，参见参考文献“JPEG(Joint PhotographicExpertsGroup):ISO/IECIS10918–1/ITU-TRecommendationT.81, DigitalCompressionandCodingofContinuous-ToneStillImage,1993”。如果能够 将图像的编码压缩和低分辨率显示输出相结合，那么将会极大地提高压缩图像的低分辨率 显示输出的效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的基于变换域下采样技术的低分辨率图像压缩方 法，这种方法主要是将变换域下采样技术和图像低分辨率显示输出相结合，对整个图像进 行压缩编码的同时，为低分辨率的显示提供高质量的重建图像。与传统的方法相比，本发明 在图像压缩的过程中，为低分辨率的图像输出提供了高质量的像素点，克服传统方法因分 步实现压缩和低分辨率输出而造成低分辨压缩图像质量较差的缺点。

为了方便描述本发明的内容，首先做以下术语定义：

定义1，传统的JPEG图像压缩标准中图像分块的方法

传统的图像分块方法按照JPEG标准中对图像进行分块的方法，将原始图像划分为 多个互不重叠的等尺寸图像块，具体描述过程参见“JPEG(JointPhotographicExperts Group):ISO/IECIS10918–1/ITU-TRecommendationT.81,DigitalCompressionand CodingofContinuous-ToneStillImage,1993”；

定义2，传统的计算离散余弦变换矩阵的方法

传统的计算离散余弦变换矩阵的方法是根据离散余弦变换矩阵的定义，计算变换 矩阵中的每一个元素，从而根据需要产生任意大小的离散余弦变换矩阵，具体描述过程参 见文献“数字视频编码技术原理”，高文、赵德斌、马思伟著，科学出版社；

定义3，传统的矩阵Kronecker乘法

传统的矩阵Kronecker乘法表示为其中，表示Kronecker乘法算子，A是大小为m×n的矩阵，并且

B是大小为p×q的矩阵，C是大小为mp×nq的矩阵，

具体描述过程参见文献“矩阵分析与应用(第2版)”，张贤达著，清华大学出版社；

定义4，传统的矩阵转置操作

传统的矩阵转置是把矩阵A的行换成相应的列，得到的新矩阵称为A的转置矩阵， 记作A^T，符号T表示矩阵的转置操作；具体描述过程参见文献“矩阵分析与应用(第2版)”，张 贤达著，清华大学出版社；

定义5，传统的基于离散余弦变换的向量填充算法

传统的基于离散余弦变换的向量填充算法利用离散余弦变换矩阵和原始输入向 量的一部分分量，通过计算相应的填充值，对另一部分分量进行数据替换；具体步骤参见文 献“Arbitrarily-shapedtransformcodingbasedonanewpaddingtechnique”；

定义6，传统的一维离散余弦变换方法