[发明专利]一种基于霍夫曼编码的图像压缩方法

说明书

本发明公开的一种基于霍夫曼编码的图像压缩方法，属于数字图像处理技术领域。本发明读取图像,解析获取图像信息；进行图像分块处理；对分块后的子图像进行图像处理，生成偏移量替换后的更新图像；遍历整幅图像，概率统计得到整幅图像除中心基准像素点以外的所有像素点的偏移量；建立霍夫曼二叉树，得到霍夫曼码并存入元胞数组；根据霍夫曼码表对偏移量替换后的更新图像进行查表，得到偏移量对应的不定长霍夫曼码，并将偏移量对应的霍夫曼码储存在与原始图像相同大小的元胞数组中；反查表生成R、G、B三个通道原始图像；将生成的R、G、B三个通道原始图像合成，恢复原始图像。本发明能减少图像空间冗余度，实现图像无损压缩与恢复。

技术领域

本发明属于数字图像处理技术领域，尤其涉及一种基于霍夫曼编码的图像压缩方法。

背景技术

随着消费者对高品质图像的追求，现在图像采集设备的像素越来越高，这对图像的存储、传输、处理都带来极大的挑战。所以图像压缩技术便成为热门研究领域。图像实现压缩的意义在于减少数据存储量，节省存储空间；降低数据率以减少传输时的使用带宽，节省传输时间；压缩图像的信息量，便于特征提取。

目前业内根据人眼视觉特性和图像空间、时间特性进行压缩编码，以减少图像数据量，但是常用的压缩方式均存在局限：

JPG、PNG等图像压缩方式，压缩效率高，但是由于采用空间频域变化，对低频信息的损失较大，对图像原始数据的信息保留较少，不适合对原始图像的恢复。

JPEG2000无损压缩方式，过程繁复，实现方法复杂。

常见的视频压缩编码(H264/MPEG)在空域和时域采用多种压缩算法实现实时视频图像的压缩，但是图像信息损失较大，不适合对原始图像的恢复。

发明内容

本发明公开的一种基于霍夫曼编码的图像压缩方法，要解决的问题是提供一种图像无损压缩的方法，并解压缩完全恢复原始图像，基于霍夫曼编码实现对图像的压缩，减少图像空间冗余度，使所述的图像压缩方法具有能很好地恢复原始图像、实现方法简单等优点。

本发明目的是通过下述技术方案实现的。

本发明公开的一种基于霍夫曼编码的图像压缩方法，读取图像,解析获取图像信息；进行图像分块处理；对分块后的每一块子图像进行图像处理，生成偏移量替换后的更新图像；遍历整幅图像除中心基准像素点以外的所有像素点，概率统计得到整幅图像除中心基准像素点以外的所有像素点的偏移量；建立霍夫曼二叉树，得到霍夫曼码并存入元胞数组；根据生成霍夫曼码表对偏移量替换后的更新图像进行查表，得到偏移量对应的不定长霍夫曼码，并将偏移量对应的霍夫曼码储存在与原始图像相同大小的元胞数组中；反查表生成R、G、B三个通道原始图像；将生成的R、G、B三个通道原始图像合成，恢复原始图像。

本发明公开的一种基于霍夫曼编码的图像压缩方法，包括以下步骤：

步骤一：读取图像,解析获取图像信息，所述的图像信息包括图像宽M、高N、像素位深d和R、G、B三个通道图像。

步骤二：对步骤一获取的R、G、B通道图像分别进行m×m分块处理，每一个通道图像得到n＝max(M,N)/m块子图像，每块子图像包含m²个像素点。当M、N都能够被m整除时n＝max(M,N)/m；当M、N其中一个不能被m整除或者两者都不能被m整除时n＝max(M,N)/m,对于剩余的行l＝N％m或列c＝M％m的每一个像素点与离得最近的子图像块进行处理。

为提高图像的压缩率，m×m分块处理中m优选奇数，进一步优选3×3分块处理。

步骤三：对步骤二分块后的每一块子图像进行图像处理，图像处理方法如下：保证每一块子图像中心基准像素不变，以图像中心像素点为基准，计算周围m²-1个像素点的像素偏移量，计算公式如(1)所示，其中(i,j)是中心基准像素点的像素值：