一种高压缩率的图像压缩及解压缩方法技术

本发明专利技术公开了一种高压缩率的图像压缩及解压缩方法，包括压缩过程和解压缩过程。本方法利用边缘同侧的相似性进行压缩和解压缩，在压缩时存储边缘信息和采样值，在解压缩时，对不含边缘的图像块进行一般的线性插值，对含有边缘的图像块则对边缘两侧分别根据采样点取值，以保证边缘被正确还原而不产生失真。本方法通过引入边缘检测，将局部相似性扩展为联通图像块的相似性，节省存储资源的同时减少了采样导致的边缘失真，能够对图像信息可以较好地保留，信息损失较小，且能够实现较高压缩率。且能够实现较高压缩率。且能够实现较高压缩率。

【技术实现步骤摘要】
一种高压缩率的图像压缩及解压缩方法


[0001]本专利技术涉及一种图像处理方法，具体涉及一种图像压缩和解压缩方法。

技术介绍

[0002]数字图像采集是利用摄像头等传感器将光信号转化成电信号并用数字形式进行存储、传输和显示，数字图像处理是将采集的数字图像针对使用目的和场景进行处理优化，其中常见的方法包括：图像增强和复原、图像编码压缩、图像描述等。
[0003]在数字图像处理的过程中，通常需要对图像进行压缩并存储，以用于帧间处理或回放。在使用时则需要通过解压缩还原图像信息。目前主流的压缩方法通常将图像转换到频域，对频域信息进行量化并编码存储，在解压缩时再转换到空域进行还原。这些压缩方法具有压缩率高，损失小的优点，但缺点在于压缩与解压缩需要消耗大量空间和计算资源，不利于视频的实时处理。同时，压缩一般适用于RGB或YUV格式的图片，对于bayer格式的图像不能很好地利用空间信息。
[0004]如今，图像处理在智能汽车，智能家居，智能监控等诸多领域发挥着越来越重要的作用，也对图像的质量提出了更高的要求。3D降噪、宽动态等图像处理模块和影像回放等需求都需要对图像进行高压缩率、低损失、实时的压缩处理，因此一种高效的、高压缩率的、低损失的图像压缩方法具有实用价值。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种高压缩率的图像压缩及解压缩方法，满足图像高压缩率和低损失要求。
[0006]技术方案：一种高压缩率的图像压缩及解压缩方法，包括压缩过程和解压缩过程；所述压缩过程包括：A1：对图像进行边缘检测并形成边缘图像；A2：对边缘图像进行边缘补全；A3：通过模板对图像进行滑动采样；所述模板为bayer格式的4
×
4像素块，其中每个2
×
2单元采样一个通道，所述4
×
4像素块中对R,B,G1,G2四个通道分别进行采样；A4：形成压缩图像并进行存储，所述压缩图像与原图像大小相同；其中，对于步骤A3中的采样值，在压缩图像的相同位置存储各采样值；对于非采样点，根据是否为边缘图像点进行信息存储，边缘点存储为1，非边缘点存储为0；所述解压缩过程采用基于边缘的双线性插值，对于所述压缩图像的每个像素点，对其R,G,B三个通道分别进行插值，以此直接解压得到RGB格式的图像。
[0007]进一步的，步骤A2中，对边缘图像进行边缘补全包括如下步骤：A2
‑
1：边缘间断点检测；A2
‑
2：边缘间断点连接，包括如下步骤：A2
‑2‑
1：边缘方向判定；
在边缘图像中，对于一个边缘间断点，记为P，取以其为中心的n
×
n像素块，记为I，边缘方向判定包括如下步骤：A2
‑2‑1‑
1：确定边缘间断点P在像素块I中所在的连通域L；A2
‑2‑1‑
2：记边缘间断点P的坐标为(x
p
,y
p
)，根据连通域L，计算边缘方向向量；A2
‑2‑
2：边缘间断点连接；以点P为起点，沿向量方向进行延长，若延长线中与其他边缘点交集非空则将边缘间断点P到第一个交点之间的线段补全为边缘点。
[0008]进一步的，步骤A2
‑2‑
2采取水平或竖直方向搜索的方式进行实现，包括如下步骤：A2
‑2‑2‑
1：根据边缘方向向量中x
d
,y
d
的大小关系，确定搜索方向；当时，沿水平方向向右搜索；当时，沿水平方向向左搜索；当时，沿竖直方向向右搜索；当时，沿竖直方向向右搜索；A2
‑2‑2‑
2：连接点搜索；在进行水平方向搜索时，首先将向量以水平方向归一化为，其中根据定义的取值为
±
1，表示方向；从点P(x
p
,y
p
)出发，对于i=1,2...m，m为搜索范围大小，依次检测点和点是否为边缘点，其中[x]表示对x向下取整；当搜索过程中出现边缘点时，记录为交点Q(x
q
,y
q
)，并结束搜索将修正为，然后对于，依次将边缘图像中的点改为边缘点，其中round(
·
)为四舍五入函数；若i遍历1到m后未搜索到边缘点，则停止搜索，即此处边缘无法补全，直接进行步骤A3；在进行竖直方向搜索时，首先，将向量以竖直方向归一化为，其中根据定义的取值为
±
1，表示方向；从点P(x
p
,y
p
)出发，对于i=1,2...m，m为搜索范围大小，依次检测点和点是否为边缘点，其中[x]表示对x向下取整；当搜索过程中出现边缘点时，记录为交点Q(x
q
,y
q
)，并结束搜索将修正为，然后对于，依次将边缘图像中的点改为边缘点，其中round(
·
)为四舍五入函数；若i遍历1到m后未搜索到边缘点，则停止搜索，即此处边缘无法补全，直接进行步骤A3。
[0009]进一步的，所述解压缩过程中，对于处于整幅压缩图像的上、下、左、右边缘位置的像素点，其待插值的通道值分别取为与其最近的一个对应通道采样点的像素值；对于所有
不处于整幅压缩图像的上、下、左、右边缘位置的像素点，则按从上至下，从左至右依次选取各像素点作为当前待插值点，包括如下步骤：B1：确定用于对应通道插值的采样点；对于当前待插值点，对于待插值的各通道，分别选取与该点距离最近的对应通道的四个采样点，用于当前待插值点对应通道插值；B2：分别以同通道的四个采样点为顶点的5
×
5像素块作为基本单位，对该基本单位中各像素进行各通道的插值；B3：通过步骤B1和B2已分别获得了各像素点的R通道、B通道、G1通道和G2通道的像素值，对G1和G2通道取平均得到G通道像素值，即得到了还原后的RGB图像。
[0010]进一步的，步骤B2中，对于任一通道的插值计算，记该5
×
5像素块中第i行第j列的像素坐标为(i,j)，记像素点为P
ij
，其待插值像素值为p
ij
，各像素点在压缩图像中对应的存储值为q
ij
；该5
×
5像素块中P
11
,P
15
,P
51
,P
55
为存储的采样点，这四个点对应通道的插值像素值直接采用原存储值，由于该基本单位中其余点的存储值q
ij
值为0或1，因此其对应的p
ij
值通过插值进行还原；插值计算时依次进行水平和垂直方向的线性插值。
[0011]进一步的，步骤B2中，依次进行水平和垂直方向的线性插值包括如下步骤：进行水平方向插值：当水平连线上不存在边缘点时，直接使用线性插值；当水平连线上存在边缘点时，则边缘点左侧取左侧采样点像素值，边缘点右侧取右侧采样点像素值；在水平方向插值完成后，在此基础上进行竖直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高压缩率的图像压缩及解压缩方法，其特征在于，包括压缩过程和解压缩过程；所述压缩过程包括：A1：对图像进行边缘检测并形成边缘图像；A2：对边缘图像进行边缘补全；A3：通过模板对图像进行滑动采样；所述模板为bayer格式的4
×
4像素块，其中每个2
×
2单元采样一个通道，所述4
×
4像素块中对R,B,G1,G2四个通道分别进行采样；A4：形成压缩图像并进行存储，所述压缩图像与原图像大小相同；其中，对于步骤A3中的采样值，在压缩图像的相同位置存储各采样值；对于非采样点，根据是否为边缘图像点进行信息存储，边缘点存储为1，非边缘点存储为0；所述解压缩过程采用基于边缘的双线性插值，对于所述压缩图像的每个像素点，对其R,G,B三个通道分别进行插值，以此直接解压得到RGB格式的图像。2.根据权利要求1所述的高压缩率的图像压缩及解压缩方法，其特征在于，步骤A2中，对边缘图像进行边缘补全包括如下步骤：A2
‑
1：边缘间断点检测；A2
‑
2：边缘间断点连接，包括如下步骤：A2
‑2‑
1：边缘方向判定；在边缘图像中，对于一个边缘间断点，记为P，取以其为中心的n
×
n像素块，记为I，边缘方向判定包括如下步骤：A2
‑2‑1‑
1：确定边缘间断点P在像素块I中所在的连通域L；A2
‑2‑1‑
2：记边缘间断点P的坐标为(x
p
,y
p
)，根据连通域L，计算边缘方向向量；A2
‑2‑
2：边缘间断点连接；以点P为起点，沿向量方向进行延长，若延长线中与其他边缘点交集非空则将边缘间断点P到第一个交点之间的线段补全为边缘点。3.根据权利要求2所述的高压缩率的图像压缩及解压缩方法，其特征在于，步骤A2
‑2‑
2采取水平或竖直方向搜索的方式进行实现，包括如下步骤：A2
‑2‑2‑
1：根据边缘方向向量中x
d
,y
d
的大小关系，确定搜索方向；当时，沿水平方向向右搜索；当时，沿水平方向向左搜索；当时，沿竖直方向向右搜索；当时，沿竖直方向向右搜索；A2
‑2‑2‑
2：连接点搜索；在进行水平方向搜索时，首先将向量以水平方向归一化为，其中根据定义的取值为
±
1，表示方向；从点P(x
p
,y
p
)出发，对于i=1,2...m，m为搜索范围大小，依次检测点和点是否为边缘点，其中[x]表示对x向下取整；当搜索过程中出现边
缘点时，记录为交点Q(x
q
,y
q
)，并结束搜索将修正为，然后对于，依次将边缘图像中的点改为边缘点，其中round(
·
)为四舍五入函数；若i遍历1到m后未搜索到边缘点，则停止搜索，即此处边缘无法补全，直接进行步骤A3；在进行竖直方向搜索时，首先，将向量以竖直方向归一化为，其中根据定义的取值为

【专利技术属性】
技术研发人员：季北辰，王彬，周康，胡泽松，田维原，聂玮成，
申请(专利权)人：江苏游隼微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：