[发明专利]一种图像分层编码方法

说明书

本发明属于图像压缩领域，提供一种新型图像分层编码方法，用以克服传统两层图像编码方法中基础层的一些区域叠加残差层后图像质量提高不明显甚至出现下降的问题。本发明将图像分层编码方法和图像压缩的客观评价准则相结合，以传统的分层图像编码方法为基础，通过判断编码压缩后图像块均方误差的大小，对残差层的图像块进行编码修正。在分层编码结构下，对于加入残差层后图像质量提高明显的区域，进行基础层和残差层的联合重建；对于质量提高不明显的区域，不再进行基础层和残差层的联合重建。通过对残差层的合理修正，达到提高分层编码整体编码效率的目的。

技术领域

本发明属于图像压缩领域，主要涉及一种图像分层编码方法。

背景技术

随着高速网络传输技术的广泛应用，人们可以享受各种各样的多媒体信息服务，与图像和视频有关的服务已成为多媒体信息服务中的主体；高效的图像处理和视频传输技术已被应用于数字视频广播、游戏动漫、内容检索、媒体储存、媒体娱乐等相关产业中，以提供高质量的图像和视频服务。在绝大多数实际应用中，图像与视频信号经过编码压缩后，会先存储于中心服务器中，再由服务器发送给终端用户；信息由服务器传输至用户，常常遇到传输异质的问题：(1)服务器到每个终端用户的传输信道各不相同而且会随时改变；(2)终端用户会使用不同种类的设备接收信息。为了解决这种传输异质的问题，图像和视频数据常采用分层编码的方式。分层编码方法的最初想法来源于于Burt和Adelson所提出的高斯-拉普拉斯金字塔模型；之后，基于不同的分层方法和残差层上的编码方法发展出多种编码方法，最终在1993年在JPEG图像编码标准中被正式定义为分层编码模式。

传统图像分层编码方法的性能受限于基础层和残差层的编码效率，即使基础层的编码质量较高，残差层编码实现高质量的编码仍十分困难，从而影响整体编码效率。本发明以均方误差准则为指导，对残差层进行编码修正，对基础层和残差层叠加后反而质量下降的区域，不再进行两层的合并重建，以充分保障这些区域的编码质量，从而有效提高整个分层编码的效率。

发明内容

本发明的目的在于针对传统两层图像编码方法中基础层的一些区域叠加残差层后图像质量提高不明显甚至出现下降的问题，提出一种图像分层编码方法，该方法将图像分层编码方法和图像压缩的客观评价准则相结合，以传统的分层图像编码方法为基础，通过判断编码压缩后图像块均方误差的大小，对残差层的图像块进行编码修正。在分层编码结构下，对于加入残差层后图像质量提高明显的区域，进行基础层和残差层的联合重建；对于质量提高不明显的区域，不再进行基础层和残差层的联合重建。通过对残差层的合理修正，达到提高分层编码整体编码效率的目的。

一种图像分层编码方法，包括以下步骤：

步骤1、图像预处理

首先，将大小为W×H的输入图像记为I，其中，W代表输入图像的宽度，H代表输入图像的高度；

其次，用卷积核h₁按照一维低通滤波方法对图像I进行水平方向的滤波，得到滤波后的图像，记为I′；

接着，用卷积核h₂＝h₁^T按照一维低通滤波方法对图像I′进行垂直方向的滤波，得到滤波后的图像，记为其中，·^T表示向量的转置运算；

步骤2、图像降采样

按照隔行隔列降采样方法对进行空间采样，得到大小为W/2×H/2的图像，记为J；

步骤3、基础层图像编码

按照JPEG图像压缩方法对图像J进行压缩，将压缩后得到图像记为

步骤4、残差层图像编码

首先，按照双三次插值方法对图像进行插值重建，得到大小为W×H的图像，记为

其次，用输入图像I与相减，得到残差图像，记为R；