[发明专利]一种基于光学方法的多彩色图像压缩及解压缩方法及装置

权利要求书

1.一种基于光学方法的多彩色图像压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对待存储的原始彩色图像进行统一量化，得到量化彩色图像；

所述统一量化是指依次对原始彩色图像的RGB三通道图像上各像素点的像素值除以51处理，并将得到的结果进行四舍五入获得N，将对应像素点的像素值更新为51×N；

步骤2：将量化彩色图像重新编码为灰度级为216的重组灰度图像；

步骤A：对216种颜色按照黑、灰、白、红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序进行排序，相邻的颜色两两相近，完成颜色的渐变；

将每个颜色的RGB值的行矩阵依次写入216×3的矩阵，得到矩阵即为颜色矩阵记为矩阵W；

步骤B：将各个颜色的对应RGB矩阵与颜色矩阵W的行标K相对应，行标就是各个颜色对应的灰度值；

步骤C：将量化彩色图像编码为灰度图像记为，具体过程如下；

提取量化彩色图像R(i,j)，G(i,j)，B(i,j)，将R(i,j)，G(i,j)，B(i,j)构成新的矩阵D，即D(R(i,j),G(i,j),B(i,j))；

在颜色矩阵W中寻找与D(R(i,j),G(i,j),B(i,j))相同的行矩阵，行标为K是颜色矩阵W的第K行，D矩阵为一个行向量，D(R(i,j),G(i,j),B(i,j))，R(i,j)，G(i,j)，B(i,j)各表示一个值，此时，I(i,j)灰度值即为K，重复此操作512×512次，即可得与彩色图像相对应的灰度图像；

步骤D：对多幅颜色量化的彩色图像重复步骤C，得到多幅灰度图像；

步骤3：对所有重组灰度图像利用闪耀光栅进行θ调制，对调制后的图像进行叠加，得到压缩图像；

其中，不同的重组灰度图像使用不同的闪耀光栅，θ表示光栅的刻槽的倾斜角度，即闪耀光栅的槽型角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，在θ调制阶段利用计算机仿真模拟生成槽型角不同的闪耀光栅，且通过对同一槽型角的光栅采用不同的旋转角度，从而生成多个槽形角和旋转方向不同的闪耀光栅，用于调制多幅输入图像；

其中，所述闪耀光栅的传输函数为：

式中，λ表示照射光的波长，θ表示光栅的刻槽的倾斜角度，即闪耀光栅的槽型角，取值范围为(5.73°，24.23°)，α为光束入射角，取值范围为[-90°,90°]，β为光束反射角，取值范围为[-90°,90°]；x为入射光束在x方向距离前一个入射光点的水平距离，g(x)的取值范围为(0，1)。

3.一种基于光学方法的多彩色图像解压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：获取利用权利要求1-权利要求2任一项所述方法获得的压缩图像；

步骤B：对压缩图像进行傅里叶变换得到压缩图像的衍射光斑，利用空间滤波器对衍射光斑滤波，将过滤得到的各个衍射光斑进行傅里叶逆变换，依次恢复出多幅重组灰度图像；

空间滤波器的透过率函数为：

式中，f_x，f_y为频谱空间的坐标，fcx_i，fcy_i为i第个圆斑滤波器的中心坐标，与对应的衍射光斑中心的坐标取值相同，R_i表示第i个圆斑滤波器的滤波孔径，取值为对应衍射光斑与相邻光斑之间的最小间距，T(f_x,f_y)的范围是(0，1)；

步骤C：按照权利要求1-权利要求2任一项中的编码顺序，对步骤B恢复的重组灰度图像进行彩色图像还原。