一种图像压缩、解压的方法、装置及图像系统制造方法及图纸

本发明专利技术适用于图像压缩技术领域，提供了一种图像压缩、解压方法、压缩、解压装置以及系统，该方法包括：S1，获取待压缩图像，并对该待压缩图像进行预处理，生成该压缩图像的多个不相互重叠的待压缩图像块;S2，输入图像块，在预先建立的压缩模型的第i层的字典中，根据最近邻策略，获取第i层字典中与输入的图像块最相似的代表图像块；S3，获取该代表图像块的索引值，加入该待压缩图像经压缩后的码流；S4，将输入图像块和代表图像块进行差分，生成残差图像块；S5，重复执行S2至S4，直至到达最后一层压缩字典；S6，重复执行S2至S5，执行完毕后，输出待压缩图像经压缩后的码流。本发明专利技术可提高压缩率，并使得图像在重建时可以渐进地增加图像的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种图像压缩、解压的方法、装置及图像系统
本专利技术属于图像压缩
，尤其涉及一种图像压缩、解压方法、压缩、解压装置以及系统。
技术介绍
当前，对于静态有损图像压缩方法，主要分为两大类方式：分形压缩与基于变换的压缩，而在两者中，基于变换的静态有损图像压缩方法占主流地位。在基于变换的压缩方法中，图像压缩的主流算法为JPEG与JPEG2000，两者都是基于变换的方法，将图像相邻像素解耦和，把图像从空间域变换到频率域，再通过量化的方式保留低频部分的系数，去除高频部分的系数，在损失最少图像质量的状态下取得大幅度压缩的目的。通常基于变换方式的图像压缩方法，如JPEG，JPEG2000，有以下主要的缺点：1、压缩率较低，由于两个算法在压缩时都是每一个独立的图像块，压缩方法利用到的信息只有图像块中的像素值，因此，这局限了两个压缩方法可以取得的压缩效果。此外，两个算法在压缩时都利用单层次结构进行压缩，因此，这进一步局限了两个压缩方法可以取得的更高的压缩率。2、缺乏分辨率渐进的传输机制，由于两个算法在压缩时都利用单层次结构进行压缩，因此，在后续解压时，其不根据接收到的数据码流渐进式的增加图片的质量，而渐进式的增加图片的质量在许多应用中是非常需要的，例如在Web中显示图片。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种图像压缩、解压方法、压缩、解压装置以及系统，旨在解决图像压缩方法利用单层次结构的独立的图像块进行压缩，导致压缩率较低且缺乏分辨率渐进的传输机制的问题。本专利技术实施例是这样实现的，一种图像压缩方法，包括：S1，获取待压缩图像，并对所述待压缩图像进行预处理，生成所述压缩图像的多个不相互重叠的待压缩图像块；S2，输入图像块，在预先建立的压缩模型的第i层的字典中，根据最近邻策略，获取第i层字典中与输入的图像块最相似的代表图像块，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；S3，获取所述代表图像块的索引值，加入所述待压缩图像经压缩后的码流；S4，将输入图像块和代表图像块进行差分，生成残差图像块；S5，对于所述残差图像块，将所述残差图像块作为压缩模型字典的下一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S4，直至到达最后一层压缩字典；S6，对于多个所述待压缩图像块,将所述待压缩图像块作为压缩模型字典的第一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S5，执行完毕后，输出所述待压缩图像经压缩后的码流。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种图像解压方法，包括：S1，在压缩图像的码流中提取S位的数据，在所述数据中依次提取长度为B的数据Si,其中，S为压缩图像中的一个压缩图像块的索引值的码流位数，S位的数据为压缩图像中的一个压缩图像块的索引值，B为压缩图像块中一个代表图像块的索引值的码流位数，Si为压缩图像块第i个代表图像块的索引值，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；S2，在压缩模型中，查找与索引值Si对应的代表图像块；S3，将所述代表图像块进行线性加和，重建出一个待压缩图像块；S4，跳转至步骤S1，重复步骤S1至S3，直到在所述码流中提取完所有的数据，S5，重建出多个待压缩图像块，形成所述待压缩图像块的集合，重建出压缩前的待压缩图像。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种图像压缩装置，包括：第一获取单元，用于获取待压缩图像，并对所述待压缩图像进行预处理，生成所述压缩图像的多个不相互重叠的待压缩图像块；第一输入单元，用于输入图像块，在预先建立的压缩模型的第i层的字典中，根据最近邻策略，获取第i层字典中与输入的图像块最相似的代表图像块，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；第二获取单元，用于获取所述代表图像块的索引值，加入所述待压缩图像经压缩后的码流；生成单元，用于将输入图像块和代表图像块进行差分，生成残差图像块；第一重复执行单元，用于对于所述残差图像块，将所述残差图像块作为压缩模型字典的下一层输入的图像块，跳转至所述第一输入单元，重复执行所述第一输入单元至所述生成单元的执行步骤，直至到达最后一层压缩字典；第二重复执行单元，对于多个所述待压缩图像块,将所述待压缩图像块作为压缩模型字典的第一层输入的图像块，跳转至所述第一输入单元，重复执行第一输入单元至第一重复执行单元的执行步骤，执行完毕后，输出所述待压缩图像经压缩后的码流。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种图像解压装置，包括：第一提取单元，用于在压缩图像的码流中提取S位的数据，在所述数据中依次提取长度为B的数据Si,其中，S为压缩图像中的一个压缩图像块的索引值的码流位数，S位的数据为压缩图像中的一个压缩图像块的索引值，B为压缩图像块中一个代表图像块的索引值的码流位数，Si为压缩图像块第i个代表图像块的索引值，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；查找单元，用于在压缩模型中，查找与索引值Si对应的代表图像块；第一重建单元，用于将所述代表图像块进行线性加和，重建出一个待压缩图像块；第二提取单元，用于跳转至所述第一提取单元，重复执行所述第一提取单元至所述重建单元的步骤，直到在所述码流中提取完所有的数据，第二重建单元，用于重建出多个待压缩图像块，形成所述待压缩图像块的集合，重建出压缩前的待压缩图像。本专利技术实施例的另一目的在于提供一种图像系统，包括上述图像压缩装置以及上述图像解压装置。在本专利技术实施例中，对于多个所述待压缩图像块,将所述待压缩图像块作为压缩模型字典的第一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S5，执行完毕后，输出所述待压缩图像经压缩后的码流。本专利技术采用多层次结构并直接使用图像块为基本单位进行压缩，解决了JPEG，JPEG2000算法中存在的压缩率较低且缺乏分辨率渐进的传输机制的问题，从而提高了压缩率，并使得图像在重建时可以根据接收到数据码流，渐进地增加图像的质量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的图像压缩方法的实现流程图；图2是本专利技术实施例提供的压缩方法框架的较佳实施流程图；图3是建立压缩模型的较佳实施流程图；图4是本专利技术实施例提供的图像解压方法的实施流程图；图5是本专利技术实施例提供的一种图像压缩装置的结构框图；图6是本专利技术实施例提供的一种图像解压装置的结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1是本专利技术实施例提供的一种图像压缩方法的实现流程图，详述如下：在步骤S101中，获取待压缩图像，并对所述待压缩图像进行预处理，生成所述压缩图像的多个不相互重叠的待压缩图像块；在本实施例中，待压缩图像表示需要进行压缩的图像，所述待压缩图像包括但不限于未压缩的图像以及已经过压缩的图像。其中，获取待压缩图像，可采用现有技术的任一种方式获取，如通过上网的方式获取，或通过本地数据库导入的方式获取。其中，对待压缩图像进行预处理，也就是生成待压缩图像的标准化矩阵，将压缩图像分成大小为N*N或M*N不相互重叠的待压缩图像块X1,X2,…,Xm，M、N为像素点个数。m为待压缩图像块个数。在步骤S102中，输入图像块，在预先建立的压缩模型的第i层的字典中，根据最近邻策本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像压缩方法，其特征在于，包括：S1，获取待压缩图像，并对所述待压缩图像进行预处理，生成所述压缩图像的多个不相互重叠的待压缩图像块;S2，输入图像块，在预先建立的压缩模型的第i层的字典中，根据最近邻策略，获取第i层字典中与输入的图像块最相似的代表图像块，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；S3，获取所述代表图像块的索引值，加入所述待压缩图像经压缩后的码流；S4，将输入图像块和代表图像块进行差分，生成残差图像块；S5，对于所述残差图像块，将所述残差图像块作为压缩模型字典的下一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S4，直至到达最后一层压缩字典；S6，对于多个所述待压缩图像块,将所述待压缩图像块作为压缩模型字典的第一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S5，执行完毕后，输出所述待压缩图像经压缩后的码流。

【技术特征摘要】
1.一种图像压缩的方法，其特征在于，包括：S1，获取待压缩图像，并对所述待压缩图像进行预处理，生成所述压缩图像的多个不相互重叠的待压缩图像块；S2，输入图像块，在预先建立的压缩模型的第i层的字典中，根据最近邻策略，获取第i层字典中与输入的图像块最相似的代表图像块，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；S3，获取所述代表图像块的索引值，加入所述待压缩图像经压缩后的码流；S4，将输入图像块和代表图像块进行差分，生成残差图像块；S5，对于所述残差图像块，将所述残差图像块作为压缩模型字典的下一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S4，直至到达最后一层压缩字典；S6，对于多个所述待压缩图像块,将所述待压缩图像块作为压缩模型字典的第一层输入的图像块，跳转至S2，重复执行S2至S5，执行完毕后，输出所述待压缩图像经压缩后的码流。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据最近邻策略，获取第i层字典中与所述图像块最相似的代表图像块，包括：根据最近邻策略，获取第i层字典中找到与图像块在欧式空间中距离最近的代表图像块，距离最近的代表图像块即为与所述图像块最相似的代表图像块。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述输入图像块，在压缩模型的第i层的字典之前，包括：建立压缩模型，其中，建立压缩模型的步骤，包括：S1、采集多个图像，将所述图像分成预设大小的多个图像块，对多个图像块进行均匀采样，获取预设数量的图像块；S2、将所述预设数量的图像块进行K-means聚类，从而获得K个代表图像块作为此层的字典；S3、输入图像块，根据最近邻策略，获取与输入的图像块在欧式空间中距离最近的代表图像块，输入的图像块和最近的代表图像块进行差值，也从而获得此层的残差图像块；S4、仅将上一层所有输出的残差图像块作为下一层字典学习使用的全部输入数据块，跳转至S2，重复S2中的步骤，直到建立L层的字典为止，L为压缩模型中字典的层数。4.一种图像解压的方法，其特征在于，包括：S1，在压缩图像的码流中提取S位的数据，在所述数据中依次提取长度为B的数据Si,其中，S为压缩图像中的一个压缩图像块的索引值的码流位数，S位的数据为压缩图像中的一个压缩图像块的索引值，B为压缩图像块中一个代表图像块的索引值的码流位数，Si为压缩图像块第i个代表图像块的索引值，i∈[1,L]，L为压缩模型中字典的层数,i为所述层数的序号；S2，在压缩模型中，查找与索引值Si对应的代表图像块；S3，将所述代表图像块进行线性加和，重建出一个待压缩图像块；S4，跳转至步骤S1，重复步骤S1至S3，直到在所述码流中提取完所有的数据，S5，重建出多个待压缩图像块，形成所述待压缩图像块的集合，重建出压缩前的待压缩图像。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述将所述代表图像块进行线性加和，重建出一个待压缩图像块，包括：根据所述S位的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世峰，卢毅，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44