[发明专利]对标准肖像图像进行压缩和解压缩的方法

说明书

请参照构成本说明书一部分的缩微平片附件，此附件包括两张含有128帧面的缩微平片。

本申请涉及到：

Ray，Ellson和Gandhi 1993年10月29日提交的美国专利申请08/145,051，该申请题为“对磁性交易卡作图像压缩、存储和检索的方法与设备”并具有柯达摘要(Kodak Docket)第68290号。

Ray和Ellson1993年10月29日提交的美国专利申请08/145,284，该申请题为“对标准图像库进行压缩的方法”并具有柯达摘要第68291号。

Ray和Ellson 1993年10月29日提交的美国专利申请08/144,753，该申请题为“按保留值进行数据编码的方法与设备”并具有柯达摘要第68362号。

Ray.Ellson和Elbaz与本申请同日提交的柯达摘要第71412号，题为“形成标准图像模板的方法与设备”。

在允许的情况下本文以全文的方式引用了上述参考申请的内容。

本发明涉及到数字化图像压缩及解压缩这一领域。具体地说，本技术能以低于500个二进制位的方式压缩存储灰度肖像图像。

本专利文献缩微平片附件的公开内容包括了具有版权保护要求的材料。在本专利文献或专利公开刊载于美国专利和商标局的专利文件或记录中时，上述材料的版权拥有者并不反对本专利文献或专利公开的任何一部分进行复制，但在任何情况下都保留所有的其它权利。

一般地说，图像压缩力图降低图像的存储量要求。解压缩是对图像进行恢复。并非所有的压缩/解压缩过程都能将图像恢复成原本的形式。能做到完全恢复的称为“无损耗的”方法。一般地说，无损耗的方法不会象会改变图像且使图像质量降低的有损耗方法那样高度地压缩图像。在希望有高压缩率的应用中，最经常使用的是有损耗的方法。

在图像包括有空间上的相关性时，可以对这些图像进行压缩。上述相关性是指在大多数情况下相邻像素值之间的差异比图像的动态范围要小。基本的经验法则是：相关性越大意味着在不损失视频逼真性的情况下更有可能有较高的压缩率。大部分图像压缩法均有广泛的统计测度基础。某些方法更复杂并且使得压缩算法因局部统计法而异(见M.Rabbani和P.Jones的“数字图像压缩技术”VolT77，SPIE Press.Bellingham，Washington，1997)。但是，由于不存在有关图像特征和图像位置的预备知识，所以，上述所有技术均应用于整个的图像。上述统计工作计算出相邻像素之间的相关性，但这些统计并不计算不同图像相应位置处的像素组之间的相关性。

业已研制了多个算法以处理诸如电影顺序帧之类的图像运动序列(见Bernd Tahne的“数字图像处理：概念、算法及科学应用”，Springer-Verlag，Berlin，1991)。按很接近的时间所抓取的图像之间具有较高的相关程度，并且，随着图像片段的运动去测度图像之间的差异可以导致较大的压缩率。对具有递增失真的图像来说，上述类型的图像对图像的相关关系具有很好的效果。

其它类型的图像具有图像对图像的相关关系，但未达到运动序列所具有的程度而无法用运动算法很好地的压缩。以失踪儿童的照片库为例。对这类图像来说，由于脸部具有某些共同的特征，所以存在有基于像素位置的图像对图像的高度相关性。可以象利用给定图像中空间相关性那样利用不同图像间的这种相关性以改进压缩。

对某些图像库的分析可以认识到以图像位置为基础的图像逼真度的相对重要性。的确，保持儿童脸部的高度逼真要比保持儿童头发或肩膀的逼真性更重要，而头发或肩膀的逼真性又要比背景的逼真性重要得多。在视频图像逼真性不太重要的区域处可进行更大程度的图像压缩。

在许多应用中，保持原始图像的方向和量化不如保持该图像内所包含的视觉信息那么重要。具体地说，对失踪儿童库内的图像来说，如果能与原始图像或经过处理以利压缩的图像同样容易地确认肖像中儿童的身份，那么，在将处理过的图像放入照片库中时就不存在损失。可以利用这一原理通过将原始图像转成标准格式来建立经过处理的图像库。对失踪儿童的肖像来说，包括让每个儿童的头部定向以使眼睛处于水平方向并使头部相对图像的边界居中。这些标准图像一旦建立起来就能被充分地压缩，这是因为，对它们标准化的认识会增加图像对图像的相关性。