[发明专利]数字图像中圆形感兴趣区域及其压缩算法

说明书

技术领域

本发明提出了数字图像中圆形感兴趣区域及其压缩算法，更好地解决了压缩比和重建图像质量之间的矛盾，可以应用于图像交互处理、远程医疗、远程教育、远程测量，空间探索中出现的许多与图像处理有关的方面。

背景技术

JPEG2000标准定义了两种感兴趣区域(Region of Interest，ROI)技术^[1]：最大位移法和一般位移法。在一般位移法当中，与感兴趣区域有关的系数被提升至较高的位平面上(MSB)，而与背景区域有关的系数则处于较低的位平面上，在对图像编解码时，对系数的扫描总是从最重要的比特平面到最不重要的比特平面逐步进行的，感兴趣区域就会优先于背景区域编解码。所以，可以对图像中感兴趣的区域，采用低压缩比的压缩，甚至无损压缩，以获得比较好的图像质量；而对于背景图像，则仍采用高压缩比，图像质量相对较差的有损压缩。这样就很好地解决了压缩比和重建图像质量之间的矛盾。

在一般位移法的实现中，需要定义一个感兴趣区域掩码来指明小波变换后各个子带中哪些系数是ROI系数，对于非规则形状的ROI区域，其掩码的计算是相当复杂的，并且编解码时要表示形状信息也很复杂。矩形感兴趣区域一直是研究者们的关注热点，因为其表示方式简单，只需要记录左上角和右下角两个点来表示形状信息，并且可以较方便的计算经过小波变换后各子带中ROI系数^[2][3]。但是人类的视觉通常是以某点为中心，圆形发散的，或者说，用户感兴趣的区域更类似于一个圆，用矩形感兴趣区域就不太符合人类的视觉特征。

[1]J.Askelof，M.L.Carlander and C.Christopoulos.Region of interest coding in JPEG2000[J]，Signal Processing：Image Communication，2002(17)：105～111

[2]陈军，吴成柯，李云松.基于零树结构的感兴趣区图像内嵌编码算法[J].西安电子科技大学学报(自然科学版)，2002，29(3)

[3]郭武，梅丽，罗建书.一种基于SPIHT的ROI图像编码[J].中国空间科学技术，2003，2.

发明内容

针对矩形感兴趣区域不符合人类视觉特征这一不足，本发明提出了另一种规则形状——圆形感兴趣区域的图像压缩算法。使用圆形区域不仅更加符合人类的视觉特征，而且选择信息更灵活。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：对提出的圆形感兴趣区域，推导出相应的掩码计算公式，将SPIHT(Set Partitioning in Hierarchical Trees)算法加以改进，得到适用于圆形感兴趣区域的图像压缩算法。

圆形ROI掩码计算公式的具体实现：可设原始图像的感兴趣区域圆心和圆上任一点的坐标表示分别为(x₁，y₁)和(x₂，y₂)，这时要判断任意一个点是否在感兴趣区域内就需要计算这个点到圆心的距离了，如果距离小于圆的半径，则说明这个点也在感兴趣区域内，如果大于，则该点位于背景区域。设要进行压缩的图像宽为Width，高为Height，这里我们先计算出最低频子带的宽和高，分别记为：nLLWidth，nLLHeight。由小波变换次数m可得：

nLLWidth = Width / 2 m nLLHeight = Height / 2 m ]]>