[发明专利]用于快速和高效的图像压缩和解压缩的方法和装置

说明书

本发明涉及一种用于快速和高效的图像压缩和解压缩的方法和装置，包括：使用变换系数对图像数据进行变换编码以生成图像表示，使用变换系数对图像表示进行位平面序列化，以及针对每个位平面，对在位平面中共享局部上下文的位进行最优前缀编码、对位平面中的0位序列进行行程长度编码、以及对在最优前缀编码和0行程长度编码之后接收的系数进行存储，以符号开始、随后是按有效性顺序的位，在报头段中的查找表中以最高有效位开始到最低有效位。

技术领域

本发明涉及特别地用于例如用在数字病理学中的大图像的数据压缩和解压缩。

背景技术

随着数字图像数据处理的推进发展，已经开拓了越来越多的应用领域，每个应用领域具有要满足的领域特定需求。在作为示范性应用领域的数字病理学的领域中，必须处理大量数据以保证用于病理分析的必要分辨率。为处理大量数据，图像数据压缩通常是不可缺少的。常规地，诸如预测编码和采用DCT（离散余弦变换）的编码之类的各种技术已经被提出，并被频繁使用。近年来，采用小波变换的信息压缩方法已经被大力研究和利用，例如在JPEG2000格式中。

小波变换基于多层级子带分割，其中子带在水平方向、垂直方向和对角线方向上被分割。将频带分割达到第三层级，然后得到如图1中所示的十个子带。在本文中，3LL、3LH、3HL和3HH中的每一个是最低有效层级的子带，2LH、2HL和2HH中的每一个是下一更高层级的子带，并且1LH、1HL和1HH中的每一个是最高有效层级的子带。此外，LH是在水平方向上经低通滤波并且在垂直方向上经高通滤波的子带，HL是在水平方向上经高通滤波并且在垂直方向上经低通滤波的子带，并且HH是在水平方向和垂直方向二者上均经高通滤波的子带。

与JPEG相比，利用小波变换编码的JPEG2000格式导致更少的源自块结构的特有失真和噪声。小波变换本身不具有压缩效果；因此它经常与实现子带系数的压缩的熵编码结合使用。数据压缩技术一般地处理数据质量和编码速度之间的折衷。

JPEG例如提供较低的质量并且不能以容易的方式无损地制成。另一方面，与JPEG相比，诸如JPEG2000之类的高级压缩格式相当慢。对于诸如-但不限于-数字病理学之类的应用，现成PC上的实时图像压缩是合意的，以便使得用户能够即时（on the fly）分析。JPEG2000将需要定制的硬件压缩编解码器，以便实现这样的实时图像压缩。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的图像压缩，其允许快速和高效的压缩，同时提供带宽使用和图像质量之间的动态折衷，这对于网络上的图像通信尤其重要。

该目的通过独立权利要求中限定的主题来解决。

在本发明的第一方面中，提供了一种用于对图像数据进行编码的方法，该方法包括以下步骤：获得图像数据的数字图像表示，

生成图像表示的序列化位平面；通过零行程标志和指示行程长度的值对每个位平面中的0位序列进行行程长度编码；对每个位平面中共享局部上下文的位、以及零行程标志进行最优前缀编码以生成码字，其中局部上下文由预定数量的相邻位给出，并且所述预定数量的相邻位被映射到字节标志；

顺序地存储每个经编码位平面的码字。