[发明专利]用于编码的数据中的压缩增益的压缩域系统和方法

说明书

优先权要求

本申请根据35 USC 120要求于2006年11月28日提交的题目为“Efficient Content Compression and Decompression System and Method”的序号为11/605,892的美国专利申请的优先权，该序号为11/605,892的美国专利申请根据35 USC 119(e)要求于2006年4月28日提交的序号为60/795,822的美国临时专利申请和于2006年6月22日提交的序号为60/816,115的美国临时专利申请的利益，其全都通过引用而并入本文。

技术领域

描述了一种用于提高编码的图像中的压缩增益而不对编码的图像完全解码和再编码的压缩域方法论的系统和方法。

背景技术

内容（例如，数字数据）由信息字节组成，其中每个字节在某种意义上表示时间和/或空间中的特定点处的源数据的样本。在这种数据中通常具有某种类型的冗余。众所周知，这个事实用于压缩数据以使得其对于数据传输和存储更高效。

除了数据冗余以外，数据重要性是在这种数据中存在的另一个因素。换言之，从人对数据的察觉的观点来看，数据的一些部分比其它部分更重要。

一种类型的内容是数字图像。数字图像由像素组成，其中每个像素由一个或多个信息字节表示。对于典型的彩色图像，需要3色成分（通常为红、绿和蓝），其中每个成分典型地由一个信息字节表示。因此，对于图像中的每个像素，彩色图像可以由3个信息字节充分地表示。

由图像的分辨率确定图像中的像素的数目。1兆像素图像包含一百万个像素。因此，由1兆像素彩色图像携带的信息量约为3兆字节。当今的数字相机产生分辨率更高得多的图像。6兆像素彩色图像可以转换成大约18兆字节（MB）的数据。由于数字图像携带如此多信息并且占据大量空间，所以自然的是开发对大量的图像数据进行压缩的技术。

JPEG（联合摄影专家组）标准是在1992年标准化的图像压缩标准并且是对摄影图像进行压缩的最常用方法。它是由数字相机和其它摄影图像获取装置（包括移动电话）使用的最常见图像格式，并且是用于在万维网上存储和传输摄影图像的最常见格式。估计超过90%的世界数字图像以JPEG格式进行存储。

JPEG典型地获得摄影图像的10比1压缩且几乎没有可察觉的图像质量损失。后来开发了与JPEG相比提供额外压缩增益的其它图像压缩算法。它们当中著名的是在2000年由联合摄影专家组标准化的JPEG 2000静止图像压缩标准。然而，数字图像世界仍围绕JPEG并且尚未（has yet to）迁移到新图像编解码器。这种对JPEG的忠诚的部分原因在于JPEG提供的简单、快速但高效的算法。

图像压缩的研究的挑战之一在于提出提供快速但高效的图像压缩实施方式（提供比JPEG更高的压缩增益但以简单JPEG算法的速度和复杂度）的简单图像编解码器。

因此，希望的是提供一种提升JPEG的压缩增益而不给系统复杂度的成本增加很多的技术并且为此指示下文所述的系统和方法。

附图说明

图1示出了在空间域中对JPEG图像应用‘最低有效位平面移除’系统和方法的过程；

图2a和2b示出了操作操作                                                和的表现形式（manifestation）；以及

图3示出了在压缩域中对JPEG图像应用‘最低有效位平面移除’技术的部分解码/编码方法。

具体实施方式

该系统和方法特别地可应用于JPEG图像和压缩JPEG图像并且在本上下文中将描述该系统和方法。然而，将会明白，该系统和方法具有较大实用性，因为它可以用于提高其它图像压缩算法、视频/运动图像算法等等的压缩并且该系统和方法不限于下文所述的JPEG例子。例如，下文所述的压缩域系统和方法可以应用于运动jpeg视频。

在所示的例子中，该系统和方法可以用于进一步压缩JPEG图像。可以在压缩域中实施该系统和方法，使得不需要对JPEG图像的完全解码和再编码。就复杂度而言，实施该系统和方法仅仅需要JPEG解码和编码复杂度的大约20%或更小。

通过使用恰当的数学变换（例如，离散余弦变换、离散小波变换和离散Haar变换）对图像数据进行去相关（de-correlate）而获得图像压缩。通过查看用于图像数据压缩中的两个重要参数—1）数据率和2）数据失真，可以分析图像数据的特性。在下文的描述中，通过将图像分解成它的组成图像数据平面，关于这两个参数来分析图像数据。