[发明专利]一种图像编码方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机图像处理领域，提出了一种图像编码方法。 

背景技术

数字图像处理过程中经常要产生包含图像数据的大型文件，而这些文件经常需要在用户和系统之间相互交换，这就要有一种有效的方法来存储和传递这些数字图像文件。因此，图像编解码的主要目的是在保证图像质量的同时，尽可能的减少图像占用的空间，从而方便存储或网络传输。 

具体来说，图像压缩(编码)可以分为无损压缩和有损压缩。无损压缩一般采用基于统计的方法，如哈夫曼编码等，它可以完整的重构原始图像，但是压缩率较低，往往不能达到人们的要求。有损压缩不能完整的重构原始图像，但它可以提供很高的压缩比率，而且能很好的保证图像的主观质量。它主要是利用了人的心理视觉冗余特性。研究表明，人眼感觉到的区域亮度不仅仅取决于该区域的反射光，还取决于其他一些因素。例如，在亮度不变的区域中同样可以感觉到亮度的变化(马赫带)。产生这种现象的原因是出于眼睛所有视觉信息感受到的灵敏度不同。在正常的视觉处理过程中各种信息的相对重要程度不同。那些不十分重要的信息称作心理视觉冗余。这些心理视觉冗余在不会削弱图像感知质量的情况下可以消除。变换编码是一种比较常见的有损编码方式，其中最重要也应用最广的是小波变换。所述的小波变换不直接在图像的空间域对图像进行处理，而是首先将该图像变换到频率域，利用高频系数和原始图像细节信息的对应关系，可以对不太重要的系数进行量化，这也是实现高压缩比的基本原理。 

有损压缩方法都会导致一定数量的视觉信息的丢失，可能会因此失去重要的信息，所以迫切需要一种可重复或可再生的对于丢失信息的性质和范围定量的方法。作为这种评估基础的两类准则分别是客观准则和主观准则，客观准则用恢复图像与原始图像的均方根误差来表示，而主观准则则是靠人主观判定恢复图像与原始图像的差别大小。传统的有损压缩方法没有考虑图像内容，如JPEG2000是一种通用的压缩方法，对图像的内容不进行分析，在实现高压缩比的情况下可能会丢失重要的视觉信息。 

在压缩率较高的情况下，图像的内容失真会很严重，这样用户就无法分辨图像的内容究竟是什么，这也是传统通用压缩方法都有的一个缺点。但如果把一部分相对不重要的背景系数所占的空间用来更好的记录感兴趣区域的系数，用户在整体压缩率很高的情况下依然能分辨出图像中最重要的区域，这也是本发明的出发点。 

发明内容

本发明针对传统SPIHT方法没有考虑图像内容的局限性，对其进行了改进，提出了一种支持感兴趣区域编码的图像编码方法。 

本发明的图像编码方法，具体包括以下步骤： 

步骤1：标定图片中的感兴趣区域，可以人工标记，也可以通过一些自动检测方法，如人脸识别Adaboost算法。 

步骤2：对原图像进行小波变换，得到小波系数矩阵。 

步骤3：计算感兴趣区域掩码，即找到感兴趣区域像素在变换后对应的小波系数。 

步骤4：对背景区域和感兴趣区域采用不同的量化标准进行量化，具体是通过对背景区域的系数进行右移位操作实现，使的感兴趣区域的系数处于更高的位平面上。 

步骤5：采用阈值法对小波系数矩阵进行量化。 

步骤6：对量化后的小波系数矩阵用改进的SPIHT方法进行编码。 

本发明的优点和积极效果在于： 

(1)在本发明方法中加入了图像内容分析的步骤，具体是计算感兴趣区域掩码、设置不同的量化机制，使得对用户感兴趣的区域和背景区域达到不一样的压缩效果，既保证了高压缩率，又可以保证用户感兴趣区域的显示质量。 

(2)本发明方法中最终产生的编码位流自动按重要性进行排列，从区域性的角度看，感兴趣区域的码流在前面，背景区域的码流相对靠后。从整体位流来看，由于本发明方法是按照位平面进行编码，前面的码流代表较高的系数平面，后面的代表相对较低的系数平面，这样，码流按照系数的重要程度进行排序。此外，由于本发明方法从SPIHT继承来的渐进传输型，用户可以在任意点截断编码位流，在速率比较低的无线网传输或浏览图片时，这种方法会有很大的优势，因为最先解码的是图像中最重要的信息，这样用户可以很快得知整幅图像的内容，以决定是否需要继续图片的传输过程。 

(3)可以灵活控制感兴趣区域和背景区域的质量比，使显示质量和压缩比都能达到一种比较好的平衡，满足各种用户的需求。 

附图说明

图1为本发明的图像编码方法的整体步骤流程图； 

图2为本发明步骤六的流程图；