[发明专利]一种JPEG编码方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种JPEG编码方法和设备。

背景技术

JPEG(Joint Photographic Experts Group，联合图像专家组)编码标准自问世以来，迅速成为各种数字相机、手机、摄像头等图像获取装置首选的图像编码标准格式，现已被业界广泛接受。通常，JPEG编码一般都会基于离散余弦变换(DCT，Discrete Cosine Transform)。

DCT是一种空间变换，其最大的特点是对于一般的图像都能够将图像块的能量集中于少数低频DCT系数上。这样，就可能只编码和传输少数系数而不严重影响图像质量。DCT不能直接对图像产生压缩作用，但对图像的能量具有很好的集中效果，为压缩打下了基础。例如：一帧图像的内容以不同的亮度和色度像素分布体现出来，而这些像素的分布依图像内容而变，毫无规律可言。通过离散余弦变换(DCT)，像素分布就有了规律。代表低频成份的量分布于左上角，而越高频率成份越向右下角分布。然后根据人眼对高频分量的失真不敏感的视觉特性，去掉一些不影响图像基本内容的细节(高频分量)，从而达到压缩码率的目的。离散余弦变换与其他方式结合进行压缩编码，已广泛应用于各种图像压缩编码标准中。

例如，基于DCT的JPEG编码可以采用这样的步骤：将图像分为8x8像素大小的块；对每个图像块进行DCT变换，得到每个像素的DCT系数；对DCT系数进行量化；对量化后的DCT系数进行“之”字形扫描，再进行熵编码。然而，现有技术中的JPEG编码过程，对每个DCT系数都需要计算，共计8x8＝64个。而且在量化之后，其中一些相应于图像的高频分量的DCT系数会变为零。例如，尤其对于图像中细节比较少的平坦区域，例如天空等，量化后变为零的DCT系数占的比例非常高。上述这类量化后为零的DCT系数在DCT变换阶段及量化阶段占用了很多运算单元，例如乘法器等，以及运算时间，并且增加了JPEG编码器的功耗。

发明内容

本发明提供了一种能解决以上问题的JPEG编码方法和设备。

在第一方面，提供了一种JPEG编码方法，包括下列步骤：提取包含数个图像块的待编码图像中的边缘信号；将各个图像块中所述边缘信号与阈值进行比较，根据比较结果将所述图像块划分成多个类型；根据与所述多个类型相对应的DCT转换模板，对所述图像块中的一部分像素块进行DCT转换以得出其DCT系数，并且直接将所述图像块中的其他像素块的DCT系数置为零；以及对得出的DCT系数进行量化。

优选地，所述边缘信号包括水平边缘信号和竖直边缘信号，所述阈值包括第一阈值T、第二阈值T0和第三阈值T1，图像块类型划分包括下列一个或多个判断：如果S小于或等于第一阈值T，则将所述图像块划分到图像平坦的类型；如果S大于第一阈值T并且S0小于或等于第二阈值T0，则将所述图像块划分到水平边较弱的类型；如果S大于第一阈值T并且S1小于或等于第三阈值T1，则将所述图像块划分到竖直边较弱的类型；其中，S0是所述图像块中水平边缘信号的绝对值之和，S1是所述图像块中竖直边缘信号的绝对值之和，S是S0和S1之和。

优选地，如果S大于第一阈值T并且S0大于第二阈值T0并且S1大于第三阈值T1，则将所述图像块划分到细节丰富的类型，并对其中所有的像素块进行DCT转换。

优选地，所述图像块是8×8像素大小。

优选地，通过对大量JPEG图像进行统计而得到所述阈值。

优选地，采用Sobel算子来提取JPEG图像中的边缘信号。

在第二方面，提供了一种JPEG编码设备，包括：用于提取包含数个图像块的待编码图像中的边缘信号的模块；用于将各个图像块中所述边缘信号与阈值进行比较，根据比较结果将所述图像块划分成多个类型的模块；用于根据与所述多个类型相对应的DCT转换模板，对所述图像块中的一部分像素块进行DCT转换以得出其DCT系数，并且直接将所述图像块中的其他像素块的DCT系数置为零的模块；以及用于对得出的DCT系数进行量化的模块。

本发明通过边缘统计信息来判断取样图像块是处于细节较多的区域还是细节较少的区域，从而在对当前图像进行JPEG编码的时候，选择适当位置、适当数量的像素进行DCT系数计算，避免了不必要的DCT的计算和量化，降低了JPEG编码器的复杂度和功耗。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的DCT转换量化的流程图；

图2示出了常用的两种Sobel算子的示意图；