[发明专利]一种Bayer图像的无损编码与解码方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于图像压缩与解压缩的方法，属于图像处理技术领域。

背景技术

近几年来，数码相机应用越来越广泛，涉及到医学、科研、消费、国防、商业等领域。由于相机传感器的发展，其分辨率越来越高，随之对存储空间及传输带宽的要求也逐渐提高。因此，对于视频图像的压缩编码越来越重要。

图像的压缩编码，就是对要处理的图像信息源用一定的规则进行变换和组合，减少图像信息间的冗余及相关性，最终用尽可能少的符号来表示尽可能多的图像信息。图像的压缩编码可以分为有损压缩编码与无损压缩编码。

在相机采集图像的过程中，CCD阵列首先采集到最原始的Bayer格式图像(如图1)，然后采用插值算法以及各种前端处理，例如白平衡、伽玛校正等，最终生成RGB格式图像。传统的图像压缩编码算法通常针对相机最终输出的RGB格式图像，例如JPEG，JPEG2000等。

上述现有图像压缩技术的压缩率较低，相机中的前端处理芯片的内存开销较大，芯片的设计与制造成本较高。

发明内容

本发明针对现有图像压缩技术存在的不足，提出一种压缩率高、节省处理芯片内存开销以及降低芯片设计制造成本的Bayer图像的无损编码与解码方法。

本发明的Bayer图像的无损编码与解码方法，包括Bayer图像的无损编码与解码两个过程；编码过程是选取Bayer图片，对单个图片进行块划分，对每个块进行预测，对基于块得到的预测残差及预测模式进行熵编码，最终得到每个块的码流；解码过程是将每个块的码流进行熵解码，得到每个像素的预测残差，再根据编码时使用的预测模式进行反预测，将得到每个块的像素值进行重构，得到原Bayer图片。

所述编码过程，包括以下步骤：

(1)首先将输入的Bayer图像均匀划分成大小为M×M的图像块；M的数值可以是32、64、128或256等，以便于并行处理，提高处理速度。

(2)分别对每个图像块进行预测；令P_i,j表示图像块第i行，j列的像素灰度值，i≤M-1,j≤M-1；

预测方式包括以下4种：

①预测方式0：

对P_i,j，j≤1的像素不进行预测；

对P_i,j，j≥2的像素进行预测P_i,j＝P_i,j-2；

②预测方式1：

对P_i,j，j≤1的像素不进行预测；

对P_i,j，，i≤1,j＝2,3的像素进行预测P_i,j＝P_i,j-2；

对P_i,j，i≤1,j≥4的像素进行预测P_i,j＝0.5×P_i,j-2+0.5×P_i,j-4；

对P_i,j，i≥2,j≥2的像素进行预测P_i,j＝0.5×P_i-2,j+0.5×P_i,j-2；

③预测方式2：

对P_i,j，i＝0,j＝0的像素不进行预测；

对P_i,j，i＝0,j≥1的像素进行预测，P_i,j＝P_i,j-1；

对P_i,j，i≥1,j＝0的像素进行预测，P_i,j＝P_i-1,j；

对P_i,j，i≥1,j≥1的像素进行预测，P_i,j＝0.5×P_i-1,j+0.5×P_i,j-1；

④预测方式3：

对P_i,j，i≤1,j≤1的像素不进行预测；

对P_i,j，i≤1,j≥1的像素进行预测，P_i,j＝P_i,j-2；

对P_i,j，i≥1,j≤1的像素进行预测，P_i,j＝P_i-2,j；