一种JPEG2000图像编码方法技术

本发明专利技术公开了一种JPEG2000编码方法，该方法在JPEG2000标准基础上，对Tier1编码进行改进，根据第一个编码块的最小率失真斜率作为门限的初始值和循环判断这两个特点，对设置为“1”状态的编码通道进行编码，而设置为“0”状态的编码通道丢弃。通过循环判断，可截断大量Tier1的冗余编码通道，同时也缩小了Tier2搜索最优率失真斜率门限值和最优截断点的范围，因此可显著地减少JPEG2000图像编码的存储量和计算时间，从而提高了编码效率。该方法包括以下步骤：步骤1、原始图像预处理；步骤2、离散小波变换；步骤3、量化处理；步骤4、Tier1编码；步骤5、Tier2编码。

【技术实现步骤摘要】

:本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种JPEG2000图像编码方法。
技术介绍
:JPEG2000是由联合图片专家组(JPEG)开发的国际标准的最新静态图像压缩标准，具有的各种出色特性，使得它的应用领域非常广泛，尤其在Internet传输、无线通信、数码相机、医疗图像等领域将具有诱人的应用前景。但是JPEG2000采用的带优化截断的嵌入式块编码(EBCOT)方法的复杂度很高，影响其在实际中的应用。EBCOT是由Tierl编码和Tier2编码两个部分组成。Tierl编码是将量化子带系数进行熵编码，其约占JPEG2000编码器45% 60%的计算时间，减少Tierl的计算量将大大减少编码系统的处理时间。Tier2编码是将输入的编码比特流进行码率控制，打包(packetization)，并按一定的渐进顺序和格式组织码流输出。Tier2部分采用压缩后率失真优化方法(PCRD)进行码率控制。但这种方法需要对Tierl的所有数据进行编码，并且储存所有编码码流。而在低码率时，有大量编码扫描过的通道是不会被包含进最终码流中。针对PCRD方法存在的不足，许多学者提出了新的方法。如文献[Aul1-LlinasF, Serra-Sagrista J, Monteagudo-Pereira J, etal.Efficient rate control forJPEG2000coder and decoder [J].Proc.1EEE DCC, Mar.2006，1:282-291.]和文献[秦成，陈志云，俞琨，周雁.基于JPEG2000的码率控制算法的研究[J].计算机应用与软件，2011，第28卷(第2期):76-80.]提出的方法是基于隔行扫描编码通道的码率控制方法，专利号为200410026016.6的实时截断的JPEG2000速率控制方法，专利号为200710018190.x的基于码率预分配的JPEG2000自适应率控制系统及方法等，这些论文和专利技术都显著地提高了 JPEG2000的编码效率，但是码率控制不够精确，恢复图像的PSNR有明显下降。文献[Kim T., Kim H.M., Tsai P.S.,et al.Memory efficient progressive rate-distortionalgorithm for JPEG2000 [J].IEEE Trans.0n Circuits and Systems for VideoTechnology.2005,15(1):181-187.]和文献[王超，王炯.一种有效的JPEG2000压缩率控制算法[J].东华大学学报(自然科学版)，2011，第37卷(第I期):76-80.]提出的方法减少了编码计算量和存储量，但是在高码率下编码冗余比较大，并且增加了最小斜率搜索运算
技术实现思路
:本专利技术的目的是针对JPEG2000图像Tierl存在大量的计算冗余和存储资源浪费的问题，提出了一种JPEG2000编码方法，该方法在JPEG2000标准基础上，对Tierl编码进行改进，根据第一个编码块的最小率失真斜率作为门限的初始值和循环判断这两个特点，对设置为“ I ”状态的编码通道进行编码，而设置为“O”状态的编码通道丢弃。通过循环判断，可截断大量Tierl的冗余编码通道，同时也缩小了 Tier2搜索最优率失真斜率门限值和最优截断点的范围，因此可显著地减少JPEG2000图像编码的存储量和计算时间，从而提高了编码效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种JPEG2000的编码方法，包括以下步骤:步骤1、原始图像预处理；步骤2、离散小波变换；步骤3、量化处理；步骤4、Tierl 编码；步骤5、Tier2 编码；其特征是:所述步骤4的Tierl编码具体包括以下步骤:a)、确定门限的初始值:对第一个编码块中的所有编码通道全部进行编码，计算相应的率失真斜率S」。率失真斜率门限λ的初始值是第一个编码块中大于零的最小率失真斜率值；其中编码通道的率失真斜率Sj的公式如下:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种JPEG2000图像编码方法，包括以下步骤：步骤1、原始图像预处理；步骤2、离散小波变换；步骤3、量化处理；步骤4、Tier1编码；步骤5、Tier2编码；其特征是：所述步骤4的Tier1编码具体包括以下步骤：a)、确定门限的初始值：对第一个编码块中的所有编码通道全部进行编码，计算相应的率失真斜率Sj；率失真斜率门限λ的初始值是第一个编码块中大于零的最小率失真斜率值；其中编码通道的率失真斜率Sj的公式如下： S j = D j - 1 - D j R j - R j - 1 其中，j是通道序号，Rj和Rj‑1分别表示累计到j和j‑1通道时的累计码率，Dj和Dj‑1分别表示j和j‑1通道时产生的失真；b)、筛选满足条件的编码通道：对剩余编码块进行初始化，把编码块中所有编码通道设置为“0”状态；对剩余编码块的第j个通道，计算其率失真斜率Sj和累积编码长度R；首先，比较R与Rmax，如果在第一次循环中就出现R≥2Rmax的情况，则停止编码，转到步骤d）；接着比较Sj与λ，如果Sj0，对此编码通道设置为“1”状态，同时停止对该编码块的编码，进行下一编码块的编码；如果Sj≥λ或Sj≤0，将该编码通道设置为“1”状态，继续编码下一个编码通道，直至编码完所有编码通道，继续下 一编码块中的编码通道；如果编码完所有编码通道时R≤Rmax，跳转到第c）步，否则转到步骤d）；c)、调整门限值：减小率失真斜率门限的值：λ′＝λ/β，再回到步骤b）并以λ′的值代替步骤b）中λ的值再次筛选编码通道，直至R＞Rmax时，转到步骤d）；其中β取为1.11；d)对筛选出来状态为“1”的编码通道送入Tier2编码。...

【技术特征摘要】
1.一种JPEG2000图像编码方法，包括以下步骤: 步骤1、原始图像预处理； 步骤2、离散小波变换； 步骤3、量化处理； 步骤4、Tierl编码； 步骤5、Tier2编码； 其特征是:所述步骤4的Tierl编码...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓，徐晓庆，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32