[发明专利]一种图像分层编码方法

摘要

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。

主权项

1.一种新型图像分层编码方法，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；接着，按照JPEG图像压缩方法对残差图像R进行压缩，将压缩后得到图像记为步骤5、图像合成将步骤3得到的图像与步骤4得到的图像相加，得到合成后的图像，记为步骤6、计算基础层的图像块均方误差首先，按照JPEG图像压缩标准中图像分块的方法将输入图像I划分为N＝(W×H)/8²个大小为8×8的正方形图像块，分别记为x₁，x₂，…，x_i，…，x_N，其中，i代表图像块的索引，i∈{1，2,…，N}；其次，按照JPEG图像压缩标准中图像分块的方法将步骤4得到的图像划分为N个大小为8×8的正方形图像块，分别记为y₁，y₂，…，y_i，…，y_N；接着，用计算均方误差的方法计算分别计算x₁和y₁，x₂和y₂，…，x_N和y_N之间的均方误差，分别记为p₁，p₂，…，p_N；步骤7、计算合成后的图像块均方误差首先，按照JPEG图像压缩标准中图像分块的方法将步骤5得到的图像划分为N个大小为8×8的正方形图像块，记为z₁，z₂，…，z_i，…，z_N；接着，用计算均方误差的方法计算分别计算x₁和z₁，x₂和z₂，…，x_N和z_N之间的均方误差，分别记为q₁，q₂，…，q_N；步骤8、产生均方误差阈值首先，用步骤6得到均方误差值p₁，p₂，…，p_N与步骤7得到的均方误差值q₁，q₂，…，q_N对应相减，得到均方误差偏离值，分别记为n₁，n₂，…，n_N，其中，n₁＝p₁‑q₁，n₂＝p₂‑q₂，…，n_N＝p_N‑q_N；其次，对均方误差值p₁，p₂，…，p_N按照从小到大的顺序进行排序，将排序后的均方误差值分别记为p′₁，p′₂，…，p′_N；接着，将p′₁，p′₂，…，p′_N中的第个均方误差值记为T₁，这里，表示基于四舍五入的取整运算；然后，对n₁，n₂，…，n_N按照从小到大的顺序进行排序，将排序后的值分别记为n′₁，n′₂，…，n′_N；最后，将n′₁，n′₂，…，n′_N中的第个值记为T₂；步骤9、残差层修正首先，按照JPEG图像压缩标准中图像分块的方法将步骤4得到的图像划分为N个大小为8×8的正方形图像块，分别记为r₁，r₂，…，r_i，…，r_N；其次，将步骤6得到的均方误差值p₁，p₂，…，p_N逐一与T₁进行比较，将步骤8得到的n₁，n₂，…，n_N逐一与T₂进行比较，如果p_i＜T₁且n_i＜T₂，则将中的图像块r_i内的全部像素值都设置为0，将修改后的记为步骤10、重建图像将步骤4得到的图像与步骤9得到的图像相加，得到重建后的图像。