[发明专利]一种JPEG图像的无损压缩与解压缩方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种数据的压缩和解压缩方法，具体涉及一种JPEG图像的无损压缩与解压缩方法。

(二)背景技术：

JPEG格式的图片具有图像质量高的特点，而在计算机存储及计算机网络传输图像中广泛使用，现有的普通数码相机的照片也大都采用JPEG格式。因JPEG图片的图像质量较高，因而其占用的空间相对也较大，以一部800万像素的数码相机来说，其产生的JPEG图像可高达5M字节。为了节省存储空间，并减少图像在传输过程中所耗费的时间，通常将原JPEG图像文件进行压缩后再保存或传输。现有的压缩方法有两类，一类为无损压缩，这种压缩方法把数据看作是信息和冗余度的结合，其工作的机理是去除或减少数据中的冗余度，因而不会导致原数据的丢失。另一类为有损压缩，这种压缩不但去掉或减少数据中的冗余度，而且还忽略一些不太重要的细节，因而拥有可观的压缩比，但这种压缩方法会丢失原文件的某些信息，导致解压后的文件和原文件存在一定的差别。现有的无论是无损压缩还是有损压缩的压缩方法，都是将原JPEG图像文件直接进行压缩，这样虽然可达到一定的压缩比，减少一定的存储空间和传输耗时，但其实原JPEG图像文件中由于其排放的序列的不同而存在一定的冗余度，这种冗余度在不对原JPEG图像文件作规整的前提下是不能去除的，如何对原JPEG图像文件作出更有效的规整便成为提高压缩比的又一手段。

(三)发明内容：

本发明为解决上述问题而提供一种在将JPEG图像文件进行压缩前对该文件进行有效规整，以去除原文件中本身存在的冗余的JPEG图像的无损压缩与解压缩方法；这种方法不但可以在原有压缩比的基础上再有效去除3-10％的冗余，同时不影响JPEG图像文件的压缩/解压缩效果，且易于实现。

本发明JPEG图像的无损压缩与解压缩方法中，所述JPEG图像无损压缩的方法，其步骤如下：

1)将JPEG图像文件按规整规则进行可逆变换，得到变换后的JPEG图像文件；

2)将变换后的JPEG图像文件用LZ77编码或其改进算法进行压缩，压缩处理结束。

上述步骤1)中对JPEG图像文件进行可逆变换的规整规则，包括以下步骤：

①以二进制方式读取JPEG图像文件，并对得到的二进制数序列进行分组；

所述分组是从二进制数的第一个比特位开始，一般按每8个比特位为一组，如果不够8位的，则在不够的这组二进制数的前面补0并补够8位；

②将每组二进制代码转换成无符号十进制数，并将第一组二进制代码转换成的无符号十进制数保存于新建数组H中；

由于第一个分组数据转换成的无符号十进制数在0-255之间，为了节省空间，可将该无符号十进制数设定为占用1个字节的空间；

③顺序建立256个数组E[i]，i＝0-255；用于存放与i对应的父数据之后的子数据；对于任意两个相邻分组而言，位于前面的分组数据设为父数据，位于后面的分组数据设为子数据；

④按由小到大的顺序遍历转换成的无符号十进制数，将每个父数据后面出现的子数据，存放在步骤③所建立的第i个数组E[i]中，其中i＝父数据，若不存在与i相同的父数据，则该数组E[i]为空；

⑤判断遍历是否结束，若是则统计完成遍历后每个数组的长度，并存放于新建数组G中；若否则继续步骤④；

所述数组G中记录每个数组的长度的元素一般占用4个字节的空间；

⑥将256个E[i]数组中的内容依次首尾相连保存于新建数组I中；

⑦将数组H、数组G和数组I中的内容依次首尾相连合并，保存于新建数组J中，数组J即为变换后的JPEG图像文件。

本发明所述的JPEG图像的解压缩方法，包括下列步骤：

1)用LZ77编码或其改进算法对压缩的JPEG图像文件进行解压，得到可逆变换后的JPEG图像文件；

2)将经可逆变换后的JPEG图像文件用规整规则进行反规整，得到原始JPEG图像文件。

上述步骤2)中，所述将可逆变换后的JPEG图像文件用规整规则进行反规整，包括以下步骤：

①以二进制方式读取该可逆变换后的JPEG图像文件到新建数组J中，并对数组J中的二进制数序列进行分组；

所述分组是从第一个比特位开始，前8个比特位作为第一组，第一组之后的256个组从第9个比特位开始以每32个比特位作为一组，除去上述比特位之后该数组中剩下的所有二进制代码的二进制代码以每8个比特位作为一组；