[发明专利]基于JPEG2000标准的贝尔图像压缩方法

摘要

本发明公开了一种基于JPEG2000标准的贝尔Bayer图像压缩方法，本发明的具体实现步骤如下：(1)输入待压缩贝尔Bayer图像；(2)计算目标码率；(3)分离颜色分量；(4)离散余弦变换；(5)小波变换；(6)量化；(7)T1编码；(8)计算率失真斜率门限；(9)联合截取码率；(10)计算总的截断码率；(11)判断截断码率和目标码率大小(12)组织码流；(13)输出压缩文件。本发明利用1×4整型离散余弦变换和联合截取码率有效克服了现有技术中压缩性能较低的问题，利用T1编码克服了现有技术中抗误码性较差的问题，可用于遥感卫星中对贝尔Bayer图像进行压缩编码。

主权项

1.一种基于JPEG2000标准的贝尔Bayer图像压缩方法，其特征在于，利用1×4整型离散余弦变换，减少贝尔Bayer图像中的4个颜色分量间的信息冗余，联合截取4个子图像的编码数据流，该方法的具体步骤包括如下：(1)将待压缩贝尔Bayer图像输入到计算机内存中；(2)计算目标码率T：根据用户设定的压缩比r和待压缩贝尔Bayer图像的宽W、高H、像素位宽P，计算目标码率T；(3)分离待压缩贝尔Bayer图像的颜色分量：利用结构分离法，从待压缩贝尔Bayer图像中分离出4个子图像；(4)对4个子图像进行1×4整型离散余弦变换：(4a)从每个子图像中的相同位置各抽取一个像素点，将抽取的4个像素点组成一个1×4的像素块；(4b)利用离散余弦变换公式，对1×4的像素块进行离散余弦变换，得到4个变换系数；(4c)将4个变换系数放回对应像素点抽取时的原位置；(4d)判断子图像中是否还有未抽取的像素点，若是，则执行步骤(4a)；否则，得到4个离散余弦变换后的子图像，执行步骤(5)；(5)对离散余弦变换后的子图像进行小波变换：任意选取一个离散余弦变换后的子图像，对所选子图像进行4级9/7提升小波变换，得到13个小波子带；(6)对小波变换后的子图像中的每个小波系数进行量化：对小波变换后的子图像中的每个小波系数，按小波系数所在的小波子带进行量化，将量化后的所有小波系数组成量化后的子图像；(7)对量化后的子图像进行T1编码：(7a)任选量化后的子图像中的一个小波子带，将所选小波子带分成含有多个量化系数的且大小相等的多个编码块；(7b)任选一个编码块，将所选编码块中的量化系数按二进制位分成若干个位平面，从最高位平面开始，依次按照重要性传播通道、幅度细化通道、标志清除通道的3个编码通道顺序，对所选编码块中的量化系数进行位平面编码，得到上下文信息和判决位；(7c)对上下文信息和判决位进行算术编码，得到所选编码块的各编码通道的率失真斜率、码流长度等信息和编码后的数据流；(7d)判断是否选取完所有编码块，若是，则执行步骤(7e)；否则，执行步骤(7b)；(7e)判断是否选取完所有小波子带，若是，则执行步骤(7f)；否则，执行步骤(7a)；(7f)将该子图像所有小波子带的所有编码块的所有编码通道编码后的数据流，组成所选子图像的编码数据流；(7g)判断是否还有离散余弦变换后的子图像没有进行小波变换，若是，则执行步骤(5)；否则，得到4个量化后子图像的编码数据流，执行步骤(8)；(8)利用下述的斜率门限公式，计算当前率失真斜率门限；S＝(S0+S1)/2其中，S表示当前截取时的率失真斜率门限，S0表示当前截取时的率失真斜率下限，初始值为0，S1表示当前截取时的率失真斜率上限，初始值为4个量化后子图像在T1编码中得到的最大的编码通道的率失真斜率；(9)联合截取4个量化后子图像的编码数据流：(9a)从4个量化后子图像中选取一个子图像，截取所选图像中所有率失真斜率大于当前率失真斜率门限的编码通道的数据流，记录每个截取数据流的长度和截取数据流所在编码通道的信息；(9b)将所有截取数据流长度累加，得到所选子图像截断数据流长度R1'；(9c)根据截取数据流所在编码通道的信息，对所选子图像进行Tag Tree编码，得到所选子图像包头估计数据流长度R1"；(9d)将所选子图像的截断数据码流长度和包头估计数据流长度相加，得到所选子图像的截断码率R1；(9e)判断4个量化后子图像是否都被选取完，若是，则执行步骤(10)；否则，执行步骤(9a)；(10)将4个量化后子图像的截断码率相加，得到总的截断码率R；(11)判断总的截断码率R与目标码率T之间的误差是否大于100，若是，则执行步骤(12)；否则，得到4个量化后子图像的截取数据流，执行步骤(14)；(12)判断总的截断码率R是否大于目标码率T，若是，用当前率失真斜率门限更新率失真斜率下限后执行步骤(8)；否则，执行步骤(13)；(13)用当前率失真斜率门限更新率失真斜率上限后执行步骤(8)；(14)组织每个量化后子图像的截取数据流：利用JPEG2000图像压缩系统中标准的码流组织模块，组织联合截取后的每个子图像的编码数据流，并依次写入压缩文件中；(15)输出压缩文件。