边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法
【专利摘要】本发明公开一种边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法，首先根据边缘强度和颜色方差将图像子块分为结构块、结构模版块、梯度块、梯度模版块和非特征块，由于非特征块的像素值无法用典型模型来刻画，同时为了有效地恢复结构子块和梯度子块，必须保留主要的结构和梯度参数，因此，本发明采用传统的JPEG方法编码结构模版块、梯度模版块和非特征块，而且采用线性插值方法修复梯度块。最后，采用边界插值和曲率驱动的扩散模型修复结构块，进而获得解码后的图像，可克服现有方法中结构边断裂和纹理模糊的不足。
【专利说明】边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法【技术领域】
[0001]本发明涉及一种数字图像压缩方法，尤其是一种高效率、更加符合人眼视觉特点的边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法。
【背景技术】
[0002]人类感知系统所获取的信息中大约有80%~85%是视觉信息，因此图像与视频是人类接受信息的最主要途径。尤其是互联网、无线通信和移动计算等技术的稳步发展，使得多种不同类型的多媒体服务向社会经济的各个应用领域不断拓展，人们对图像与视频产品的消费数量和消费期望比以往任何时期都大得多。高效率的编码技术是上述诸多应用能够成功推广的一个重要保证，一方面，虽然JPEG和JPEG 2000标准已经将图像压缩效率提升到一个相当的高度，但是随着高清和超高清采集设备的推广、消费主体由固定式终端向移动终端的转变，人们对图像质量需求的提高速度依然快于网络带宽的增长速度，它们在可以预见的时间内仍旧是多媒体通信的主要矛盾之一。另一方面，现有编码标准大多追求信号意义下的保真度，如峰值信噪比、均方误差等，而这些函数并不能很好地度量解码图像的主观质量，比如关于结构相似度SSIM (Structural Similarity)指标的研究就表明人眼视觉系统对于图像中的结构差异较之亮度差异敏感得多。
[0003]目前，有研究者将 纹理合成和修复引入到图像编码中，其基本思想是在编码时将边界、轮廓和纹理等结构特征提取出来再简化其描述，而在解码端则根据结构和参数信息利用纹理合成或修复的方法将其重构出来，即最大限度地去除人类视觉所无法感知到的信息、利用有限的信息生成符合人眼主观要求的图像，期望在高压缩比的情况下获得视觉上足够好的重构质量。但是，现有方法尚不成熟，虽然它们可用于有效解码图像的结构信息，但是对纹理部分的重构结果却有着明显的人工痕迹，以致影响了解码图像的总体主观质量。
【发明内容】
[0004]本发明为了解决现有方法的上述技术问题，提供一种高效率、更加符合人眼视觉特点的边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法。
[0005]本发明的技术解决方案是:一种边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法，其特征在于:
所述编码方法按如下步骤进行:
a.将源图像分成尺寸为SXS像素的、不重叠的子块；
b.将所有子块分成结构块、结构块模版、梯度块、梯度块模版和非特征块，并建立标志块类型的块类型表；
b.1将源图像转换为灰度图，采用Canny算子进行边缘检测并建立标志边缘位置的边缘表；
b.2初始化块类型表；b.3对于源图像的每个子块，若当前子块中包含边缘，则将其归为结构块类型，并在块类型表中将相应位置的值设置为I ;否则，转入b.4 ;
b.3.1如果在当前的结构块中边缘像素的个数大于S或者小于S / A则把它归为结构块模版类型，并在块类型表中将相应位置的值设置为2 ；
b.3.2如果在当前结构块的8邻域内存在至少2个结构块，则把它归为结构块模版类型，并在块类型表中将相应位置的值设置为2 ；
b.4对于源图像中每个尚未确定类型的子块，计算其颜色方差F:
【权利要求】
1.一种边界和曲率驱动修复的图像编码和解码方法，其特征在于: 所述编码方法按如下步骤进行: a.将源图像分成尺寸为SXS像素的、不重叠的子块； b.将所有子块分成结构块、结构块模版、梯度块、梯度块模版和非特征块，并建立标志块类型的块类型表； b.1将源图像转换为灰度图，采用Canny算子进行边缘检测并建立标志边缘位置的边缘表； b.2初始化块类型表； b.3对于源图像的每个子块，若当前子块中包含边缘，则将其归为结构块类型，并在块类型表中将相应位置的值设置为I ;否则，转入b.4 ; b.3.1如果在当前的结构块中边缘像素的个数大于S或者小于S / A则把它归为结构块模版类型，并在块类型表中将相应位置的值设置为2 ； b.3.2如果在当前结构块的8邻域内存在至少2个结构块，则把它归为结构块模版类型，并在块类型表中将相应位置的值设置为2 ； b.4对于源图像中每个尚未确定类型的子块，计算其颜色方差V:
【文档编号】H04N19/176GK103856776SQ201310729814
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】宋传鸣, 王相海, 傅博, 汲海巍 申请人:辽宁师范大学