一种JPEG图像压缩的方法、系统、设备和存储介质技术方案

本发明专利技术提供一种JPEG图像压缩的方法、系统、设备和存储介质，方法包括：响应于当前图像帧处于起始帧，使用标准量化系数表对所述当前图像进行编码；响应于当前图像帧不处于起始帧，计算邻近第一预定数量帧的加权平均图像数据长度，并根据所述加权平均图像数据长度计算编码因子；根据邻近第二预定数量帧的带宽的变化情况预测下一帧的带宽因子；以及根据所述编码因子和所述带宽因子之间的关系通过量化表确定当前图像帧的量化参数，并将所述量化参数更新到下一帧对应的量化表中。本发明专利技术针对系统带宽变化及图像特性发生变化时，逐帧的优化编码过程，使编码后的图像始终处于允许的最高图像质量。像质量。像质量。

A method, system, device and storage medium for JPEG image compression

【技术实现步骤摘要】
一种JPEG图像压缩的方法、系统、设备和存储介质


[0001]本专利技术涉及芯片设计领域，更具体地，特别是指一种JPEG图像压缩的方法、系统、设备和存储介质。

技术介绍

[0002]JPEG视频图像压缩是一种常用的视频图像压缩的国际标准，用于对连续色调静态图像进行压缩（包括灰度图像和彩色图像）。JPEG是联合图像专家组（Joint Photographic Experts Group）的缩写，这个标准目的在于支持各种基于连续色调静态图像压缩的应用。待压缩的图像可以是任何一个色彩空间，用户可以通过调整压缩比能让压缩效果达到或者接近行业领域中顶尖的压缩性能，且具有良好的解析还原质量。因此，当需要存储和传输大量的图像时，JPEG图像压缩是非常有必要的。
[0003]如图1所示，为经典的JPEG图像压缩流程图，主要包括色彩模式转换，DCT（离散余弦变换）、量化、Z字编排、行程编码、霍夫曼编码、数据打包。色彩模式转换是将RGB色彩模式转换为YCbCr色彩模式。DCT是将整个图像按照8X8的小块进行处理，每个小块的3个色彩通道分别进行DCT，在这个过程中需要将按照行列输入的图像数据分割为若干个8x8的小块，然后依次进行DCT。DCT过程资源消耗最多、延迟最大、技术实现难度最高，很大程度上决定整个算法的性能。
[0004]在实际的技术应用过程中，常遇到这样的情景，视频图像经过JPEG压缩后向后级或其他设备发送，但发送的实际物理通道的带宽是固定的，在这个带宽中还需要发送其他的数据（数据占用的带宽也是随时变化的），且这些数据的优先级可能还会高于视频图像，这就会导致实际分配给视频图像的带宽会变化，因此图像就容易出现卡顿或花屏现象。在现有的技术中，一般使用如下两种方法：1、按照视频图像可能分配到的最小带宽进行压缩处理；2、在带宽发生变化时固定提高每一帧的压缩率，保证帧率稳定。现有技术的缺点：1、此方法较为简单，实现难度小，但会极大的降低图像质量，同时平均带宽利用率也较低；2、此方法虽然可以保证帧率稳定，即视频图像不卡顿，但会严重降低图像质量。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种JPEG图像压缩的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本专利技术在外部带宽变化时，逐帧分析图像的编码特性，计算量化系数，进而逐帧优化量化系数表，在保证图像不卡顿的情况下尽可能的提高图像质量。
[0006]基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种JPEG图像压缩的方法，包括如下步骤：响应于当前图像帧处于起始帧，使用标准量化系数表对所述当前图像进行编码；响应于当前图像帧不处于起始帧，计算邻近第一预定数量帧的加权平均图像数据长度，并根据所述加权平均图像数据长度计算编码因子；根据邻近第二预定数量帧的带宽的变化情况预测下一帧的带宽因子；以及根据所述编码因子和所述带宽因子之间的关系通过量化表确定当前图像帧的量化参数，并将所述量化参数更新到下一帧对应的量化表中。
[0007]在一些实施方式中，所述计算邻近第一预定数量帧的加权平均图像数据长度包括：将所述邻近第一预定数量帧中的每一帧的编码后图像长度进行加权平均计算。
[0008]在一些实施方式中，所述根据所述加权平均图像数据长度计算编码因子包括：根据图像分辨率和像素深度确定标准编码后帧长度，并根据所述加权平均图像数据长度和所述标准编码后帧长度的比值确定编码因子。
[0009]在一些实施方式中，所述根据邻近第二预定数量帧的带宽的变化情况预测下一帧的带宽因子包括：分别计算所述邻近第二预定数量帧的平均带宽，并根据所述平均带宽计算梯度值；以及根据所述梯度值和最近一帧的平均带宽计算下一帧带宽的预测值，并根据所述预测值计算下一帧的带宽因子。
[0010]在一些实施方式中，所述根据所述预测值计算下一帧的带宽因子包括：根据图像分辨率、像素深度和帧率确定标准带宽，并根据所述预测值和所述标准带宽的比值确定下一帧的带宽因子。
[0011]在一些实施方式中，所述分别计算所述邻近第二预定数量帧的平均带宽包括：根据图像的原始帧率和帧起始位置计算每帧的时间标记点，根据所述时间标记点记录对应的带宽，并将所有带宽的平均值作为当前帧的平均带宽。
[0012]在一些实施方式中，所述根据所述编码因子和所述带宽因子之间的关系通过量化表确定当前图像帧的量化参数包括：响应于所述编码因子小于或等于所述带宽因子，按照所述量化表确定所述当前图像帧的亮度和色度；以及响应于所述编码因子大于所述带宽因子，根据所述编码因子和所述带宽因子的比值确定所述当前图像帧的亮度和色度。
[0013]本专利技术实施例的另一方面，提供了一种JPEG图像压缩的系统，包括：编码模块，配置用于响应于当前图像帧处于起始帧，使用标准量化系数表对所述当前图像进行编码；第一计算模块，配置用于响应于当前图像帧不处于起始帧，计算邻近第一预定数量帧的加权平均图像数据长度，并根据所述加权平均图像数据长度计算编码因子；第二计算模块，配置用于根据邻近第二预定数量帧的带宽的变化情况预测下一帧的带宽因子；以及执行模块，配置用于根据所述编码因子和所述带宽因子之间的关系通过量化表确定当前图像帧的量化参数，并将所述量化参数更新到下一帧对应的量化表中。
[0014]在一些实施方式中，所述第一计算模块配置用于：将所述邻近第一预定数量帧中的每一帧的编码后图像长度进行加权平均计算。
[0015]在一些实施方式中，所述第一计算模块配置用于：根据图像分辨率和像素深度确定标准编码后帧长度，并根据所述加权平均图像数据长度和所述标准编码后帧长度的比值确定编码因子。
[0016]在一些实施方式中，所述第二计算模块配置用于：分别计算所述邻近第二预定数量帧的平均带宽，并根据所述平均带宽计算梯度值；以及根据所述梯度值和最近一帧的平均带宽计算下一帧带宽的预测值，并根据所述预测值计算下一帧的带宽因子。
[0017]在一些实施方式中，所述第二计算模块配置用于：根据图像分辨率、像素深度和帧率确定标准带宽，并根据所述预测值和所述标准带宽的比值确定下一帧的带宽因子。
[0018]在一些实施方式中，所述第二计算模块配置用于：根据图像的原始帧率和帧起始位置计算每帧的时间标记点，根据所述时间标记点记录对应的带宽，并将所有带宽的平均值作为当前帧的平均带宽。
[0019]本专利技术实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。
[0020]本专利技术实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
[0021]本专利技术具有以下有益技术效果：在外部带宽变化时，逐帧分析图像的编码特性，计算量化系数，进而逐帧优化量化系数表，在保证图像不卡顿的情况下尽可能的提高图像质量。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种JPEG图像压缩的方法，其特征在于，包括如下步骤：响应于当前图像帧处于起始帧，使用标准量化系数表对所述当前图像进行编码；响应于当前图像帧不处于起始帧，计算邻近第一预定数量帧的加权平均图像数据长度，并根据所述加权平均图像数据长度计算编码因子；根据邻近第二预定数量帧的带宽的变化情况预测下一帧的带宽因子；以及根据所述编码因子和所述带宽因子之间的关系通过量化表确定当前图像帧的量化参数，并将所述量化参数更新到下一帧对应的量化表中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算邻近第一预定数量帧的加权平均图像数据长度包括：将所述邻近第一预定数量帧中的每一帧的编码后图像长度进行加权平均计算。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述加权平均图像数据长度计算编码因子包括：根据图像分辨率和像素深度确定标准编码后帧长度，并根据所述加权平均图像数据长度和所述标准编码后帧长度的比值确定编码因子。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据邻近第二预定数量帧的带宽的变化情况预测下一帧的带宽因子包括：分别计算所述邻近第二预定数量帧的平均带宽，并根据所述平均带宽计算梯度值；以及根据所述梯度值和最近一帧的平均带宽计算下一帧带宽的预测值，并根据所述预测值计算下一帧的带宽因子。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述预测值计算下一帧的带宽因子包括：根据图像分辨率、像素深度和帧率确定标准带宽，并根据所述预测值和所述标准带宽的比值确定下一帧的带宽因子。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分别计算所述邻近第二预定数量帧的平均带宽包括：根据图像的原始帧率和帧起始位置计算每帧的时间标记点，根据所述时间标记点记录对应的带宽，并将所有带宽的平均值作为当前帧的平均带宽。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述编码因子和所述带宽因子之间的关系通过量化表确定当前图像帧的量化参数包括：响应于所述编码因子小于或等于所述带宽因子，按照所述量化表确定所述当前图像帧的亮度和色度；以及响应于所述编码因子大于所述带宽因子，根据所述编码因子和所述带宽因子的比值确定所述当前图像帧的亮度和色度。8.一种JPEG图像压缩...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙旭，周玉龙，刘刚，李拓，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：