[发明专利]用于JPEG-LS无损压缩算法防码流溢出的图像预处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于JPEG‑LS无损压缩算法防码流溢出的图像预处理方法及装置。其中，该方法包括以下步骤：划分步骤、判断步骤、图像预处理步骤、第一无损压缩编码步骤和第二无损压缩编码步骤。本发明不但能够较好的解决JPEG‑LS无损压缩算法在应用时可能出现的码流溢出问题，而且还能保留JPEG‑LS无损压缩编码模块的相对独立性，易于模块化设计。

技术领域

本发明属于数字图像压缩领域，尤其涉及一种用于JPEG-LS无损压缩算法防码流溢出的图像预处理方法及装置。

背景技术

随着卫星遥感成像技术的发展和用户对地面分辨率和幅宽要求的不断提高，遥感卫星获取的图像分辨率越来越高，由此引起待存储和传输的图像数据量急剧增加，给实时数据传输系统带来巨大的压力，为了解决海量高速数据传输和有限的传输带宽之间的矛盾，必须采用数据压缩技术。目前的星上数据压缩技术主要分为两大类，无损压缩和有损压缩。无损压缩是对压缩后的图像进行编码，能够精确地获得压缩前的图像数据。无损压缩提供了不丢失信息的压缩技术，主要基于信息熵原理进行编码，目前常用的有预测编码、变换编码、和混合编码等。无损压缩可从压缩数据无误地恢复原始图像,但压缩比不高，一般为2:1～5:1。近年来由于用户对图像质量需求的日益提高，国内卫星陆续采用了性能良好的无损数据压缩算法JPEG-LS，如ZY-3、KZ-1等卫星。但在某些特定的情况下，卫星遥感系统的数据即便采用JPEG-LS无损压缩仍可能超过信道容量的上限,发生码流溢出的现象，这时由于码流数据的丢失必将导致后续的图像数据无法解出，图像信息丢失，严重影响了后续对卫星数据的解析工作。因此，研究一种图像处理的方法以解决JPEG-LS无损压缩的码流溢出问题具有非常重要的现实意义。

码流溢出问题在图像压缩领域并不陌生，但是，以前的码率可控的压缩编码算法，如JPEG2000，CCSDS，SPITE等压缩算法在发生码流溢出时，只会损失图像的细节信息，但不丢失图像的主要信息，对后续卫星数据的解析工作不会造成严重影响。而JPEG-LS无损压缩算法是一种质量可控的压缩编码算法，码率不可控，并不支持码流的渐近传输，在实际应用时，一旦发生码流溢出现象，从码流溢出的位置开始，后续的图像信息会全部丢失，在视觉上会表现为重建图像的末尾出现缺省像素信息的图像坏块，严重影响后续对卫星遥感图像的判读。目前由于JPEG-LS无损压缩算法在卫星遥感系统上并未广泛使用，且码流溢出现象仅在个别特定条件下才会发生，因此关于JPEG-LS无损压缩编码的防码流溢出问题的研究还未得到有关设计人员的关注，相关的研究文献也寥寥无几。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于JPEG-LS无损压缩算法防码流溢出的图像预处理方法及装置，不但能够较好的解决JPEG-LS无损压缩算法在应用时可能出现的码流溢出问题，而且还能保留JPEG-LS无损压缩编码模块的相对独立性，易于模块化设计。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：根据本发明的一个方面，提供了一种用于JPEG-LS无损压缩算法防码流溢出的图像预处理方法，所述方法包括以下步骤：划分步骤：对图像进行划分得到若个子图；判断步骤：判断图像预处理模块变换参数的值是否大于1；图像预处理步骤：若图像预处理模块变换参数的值大于1，对每个子图进行图像预处理，得到相应的变换后的图像；第一无损压缩编码步骤：对每个变换后的图像依此进行无损压缩处理并判断当前子图所对应的变换后的图像的码流是否有溢出情况，若有溢出情况，则对当前子图所对应的变换后的图像的变换参数进行调整；第二无损压缩编码步骤：若图像预处理模块变换参数的值等于1，对每个子图依此进行无损压缩处理并判断当前子图的码流是否有溢出情况，若有溢出情况，则对当前子图所对应的变换参数进行调整。

上述用于JPEG-LS无损压缩算法防码流溢出的图像预处理方法中，在所述划分步骤中，子图划分大小由相机输入图像的幅宽、压缩编码硬件部分的存储处理能力，以及采用的压缩算法因素决定。