一种通过直接计算进行图像压缩的三次样条插值（ＣＳＩ）方法和装置。所述ＣＳＩ方法是与ＪＰＥＧ标准一同使用的，以便得到一种新的ＣＳＩ－ＪＰＥＧ编解码器（Ｃｏｄｅｃ）。在一个实施例中，本发明专利技术是对应于新的ＣＳＩ－ＪＰＥＧ编解码器的方法和装置，其能够使用流水线式压缩法，该流水线式压缩法的特性适合硬件或固件实施方案。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及数据压缩。更具体地说，本专利技术涉及一种针对1D和2D信号的新的三次样条插值法(CSI)，用于使信号和图像压缩数据成为子样本。
技术介绍
在T.K.Truong，L.J.Wang，I.S.Reed及W.S.Hsieh的论文“Imagedata compression using cubic convolution spline interpolation”，IEEETrans.on Image Processing，vol.9，no.11，pp.1988-1995，Nov.2000(文献)和L.J.Wang，W.S.Hsieh，T.K.Truong，I.S.Reed及T.C.Cheng的论文“A fast efficient computation of cubic-spline interpolation inimage codec”，IEEE Trans.On signal Processing，vol.49，no.6，pp.1189-1197，June 2001(文献)中——在此特引用其全部内容，开发了一种三次样条插值法(CSI)，为的是使图像数据成为子样本以实现压缩。CSI方案被与JPEG算法结合，从而开发出一种改进型JPEG编解码器，与标准JPEG相比，该改进型JPEG编解码器取得了重构图像的更高压缩比和更好的质量。文献中开发的CSI算法，即在所述改进型JPEG编码器中所使用的快速傅立叶变换(FFT)算法，被用来执行压缩和重构图像数据所需的圆周卷积。最近，文献的作者表示，若压缩图像的尺寸未被选择成为2的乘方，则通常的2D FFT便不是用以得到压缩图像值所需的最佳算法。为克服这一问题，这些作者提出了用具有交叠储存法(overlap-savemethod)的维诺格兰离散傅立叶变换(WDFT)取代FFT，来实施CSI方案。这种快速CSI算法的缺点是交叠储存法有其所需的边界条件。因此这种算法尽管快速，却不易作为实时处理程序来实施。因此，需要用于对图像信号实施更快和更有效CSI计算的方法和装置。
技术实现思路
在一个实施例中，本专利技术是一种由计算机执行用于编码信号的方法，包括用下式来定义1D三次样条滤子R(t)=(3/2)|t|3-(5/2)|t|2+1,0≤|t|<1-(1/2)|t|3+(5/2)|t|2-4|t|+2,1≤|t|<2;0,2≤|t|---(1);]]>用下式将所述滤子应用于输入信号x(t)以计算yjyj=Σt=-2τ+12τ+1r(t)x(t+jτ)--0≤j≤n-1,---(3):]]>计算B＝C，其中B表示一大小为n×n的循环矩阵，其中bk=Σt=-2τ+12τ+1r(t)r(t+kτ)--0≤k≤n-1---(4)]]>且其中b0＝α＝1.641，b1＝bn-1＝β＝0.246，b2＝bn-2＝γ＝-0.07，b3＝bn-3＝δ＝0.004，b4＝0，b5＝0，...，bn-4＝0；计算A＝B-1，其中A是一大小为n×n的循环矩阵，其中A＝C(6)且其中a0＝0.646，a1＝an-1＝-0.109，a2＝an-2＝0.0467，a3＝an-3＝-0.014，a4＝an-4＝0.0046，a5＝an-5＝-0.00148，及a6≌a7≌a8≌...an-6≌0；并且通过计算xj=Σk=0n-1yka(j-k)n---(8)]]>来计算X＝B-1Y＝AY。(7)附图说明参考以下详细描述及附图，本专利技术的特点将变得更加显而易见，在附图中图1所示为示例性的一维(1D)三次卷积插值函数；图2所示为根据本专利技术的一个实施例的示例性1D压缩滤子；图3所示为根据本专利技术的一个实施例的示例性JPEG编码器/解码器；而图4(a)至图4(d)所示为示例性重构图像。具体实施例方式用于2D信号的三次样条插值法(CSI)是通过直接计算来执行的，以便对图像代码的压缩进行编码及解码。可用电子系统或集成芯片(IC)中的流水线结构来实现这种新的CSI。这样一种新的CSI方法可与JPEG标准一同使用，从而得到新的CSI-JPEG编解码器(Codec)，同时仍然保持利用较高压缩比的重构图像的良好质量。在一个实施例中，本专利技术是新的CSI-JPEG编解码器的方法和装置，能够使用流水线式压缩法，该流水线式压缩法的特性适合用于硬件或固件实施方案。从一方面看，本专利技术是一种由计算机执行的方法，该方法对图像信号进行三次样条插值的直接计算。从另一方面看，本专利技术是一种集成芯片(IC)，该芯片被配置用于执行上述方法。从又一方面看，本专利技术是一种数字信号处理器(DSP)，该数字信号处理器被配置用于执行上述方法。因为CSI方案的滤子系数所占据的区间内存在大量的零(参看文献)，本说明书所展示的是开发直接计算，而不是使用FPT或WDFT算法，来为任何尺寸的图像计算所需的圆周卷积。这种新算法被用于辅助JPEG标准，从而得到一种新的JPEG编解码器。这种新CSI方法优越于所有其它CSI方法(参看文献和)的优点是，该方法可通过流水线结构来实施，且其特性适合于超大规模集成电路(VLSI)实施方案。比较这种新算法、CSI算法、及WDFT CSI算法的运算表明，WDFT CSI算法比新型CSI和传统CSI算法执行更少的乘法。然而，这种新型CSI算法比WDFT CSI和传统CSI算法都要执行更少的加法。最后，计算机的运行表明，例如对某些尺寸为640×480的图像来说，在重构图像的PSNR基本相同的条件下，与文献的典型CSI-JPEG编码器的1.52秒以及文献的WDFT CSI-JPEG编码器的1.11秒相比，上述通过直接计算来实现的新CSI-JPEG编码器的计算时间仅需要1.28秒。也就是说，新CSI-JPEG编码器比典型CSI-JPEG编码器要少0.24秒时间，比WDFT CSI-JPEG编码器要多0.17秒时间。在一个实施例中，可开发流水线结构来实现新的CSI-JPEG编码器。因此，本说明书所述的新CSI-JPEG编码器比过去的压缩算法更易于在硬件或固件中实现。2D图像信号的CSI编码器的直接计算文献表明，CSI方案的概念是借助于利用三次卷积插值(CCI)公式的最小二乘法，来重新计算图像数据的样本值。在说明书这一部分所要说明的是，可将直接计算用于2D图像数据。为说明文献和所开发的CSI方法的编码算法，令τ为一固定正整数。并且，令x(t)具有周期性，其周期为N＝nτ，其中n是正整数。根据S.Hou and H.C.Andrews的论文“Cubic splines for imagesinterpolation and digital filtering”，IEEE Trans.Acoust.，Speech，SignalProcessing，vol.ASSP-29，pp.1153-1160，Dec.1981(文献)——在此特引用其全部内容，图本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种由计算机执行用于编码信号的方法，包括：以下式定义１Ｄ三次样条滤子：＊＊＊ （１）；以下式将所述滤子应用于输入信号ｘ（ｔ），以计算ｙ↓［ｊ］：ｙ↓［ｊ］＝＊ｒ（ｔ）ｘ（ｔ＋ｊτ），０≤ｊ≤ｎ－１，（ ３）；计算Ｂ＝［ｂ↓［０］，ｂ↓［１］，…，ｂ↓［ｎ－１］］↓［Ｃ］，其中Ｂ表示一大小为ｎ×ｎ的循环矩阵，其中：ｂ↓［ｋ］＝＊ｒ（ｔ）ｒ（ｔ＋ｋτ）．０≤ｋ≤ｎ－１（４）且其中ｂ↓［０］＝ａ＝１．６４１，ｂ↓ ［１］＝ｂ↓［ｎ－１］＝β＝０．２４６，ｂ↓［２］＝ｂ↓［ｎ－２］＝γ＝－０．０７，ｂ↓［３］＝ｂ↓［ｎ－３］＝δ＝０．００４，ｂ↓［４］＝０，ｂ↓［５］＝０，…，ｂ↓［ｎ－４］＝０；计算Ａ＝Ｂ↑［－１］，其中Ａ是大小为ｎ×ｎ的循环 矩阵，其中：Ａ＝［ａ↓［０］，ａ↓［１］，ａ↓［２］，ａ↓［３］，ａ↓［４］，ａ↓［５］，ａ↓［６］，…，ａ↓［ｎ－６］，ａ↓［ｎ－５］，ａ↓［ｎ－４］，ａ↓［ｎ－３］，ａ↓［ｎ－２］，ａ↓［ｎ－１］］↓［Ｃ］（６）且其 中ａ↓［０］＝０．６４６，ａ↓［１］＝ａ↓［ｎ－１］＝－０．１０９，ａ↓［２］＝ａ↓［ｎ－２］＝０．０４６７，ａ↓［３］＝ａ↓［ｎ－３］＝－０．０１４，ａ↓［４］＝ａ↓［ｎ－４］＝０．００４６，ａ↓［５］＝ａ↓［ｎ－５］＝－０．００１４８，及ａ↓［６］≌ａ↓［７］≌ａ↓［８］≌…ａ↓［ｎ－６］≌０；并且通过计算ｘ↓［ｊ］＝＊ｙ↓［ｋ］ａ↓［（ｊ－ｋ）↓［ｎ］］（８）来计算Ｘ＝Ｂ↑［－１］Ｙ＝ＡＹ。（７）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：TK张，TC郑，
申请(专利权)人：TK张，TC郑，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]
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