一种低复杂度和固定压缩比的静止图像压缩方法与流程

本公开实施例涉及图像处理，尤其涉及一种低复杂度和固定压缩比的静止图像压缩方法。

背景技术：

1、目前，静态图像普遍采用jpeg(联合图像专家组，一种静态图像的压缩编码算法)系列标准进行压缩编码。jpeg压缩技术总体上是采用离散余弦/小波变换+量化+游程编码+霍夫曼编码(或算术编码)的框架。由于量化等有损操作，图像编码后的视觉质量存在块效应等，并且难以实现分块级的固定压缩比。此外,智能手机、信息家电、智能手表等应用通常要求具有随机访问,即局部刷新/开窗的能力，并且对于视觉质量的要求高，对于硬件实现(含芯片实现或i p核)的成本很敏感。

2、可见，亟需一种适用于智能手机、信息家电和智能手表等应用的rgb888图像压缩方法，支持局部刷新/开窗操作，以分块为单位实现固定的压缩比，并且具有编码后视觉质量好、计算复杂度低的优势。

技术实现思路

1、有鉴于此，本公开实施例提供一种支持局部刷新的低复杂度和固定压缩比的静止图像压缩方法。它在rgb颜色空间以2x6的图像块为基本编码单元,每个分块之间没有依赖关系,不需要参考任何相邻相邻分块的像素值,按照5:1的固定压缩比进行纹理压缩。它的基本编码思路是利用块内邻近像素的相关性,采用“块平均值+残差”或者“构造参考像素+残差”的方法进行压缩。它的优势在于：可以实现以任意2x6图像块为单位的固定5:1压缩比的纹理图像压缩,即支持2x6块的/局部开窗刷新操作。此外,由于没有采用变换编码和量化等有损操作,图像编码后的质量好,并且计算复杂度较低。

2、本公开实施例提供了一种低复杂度和固定压缩比的静止图像压缩方法，包括：

3、步骤1，将静止图像从yuv空间转换到rgb空间并按照2×6的尺寸进行划分，得到多个基本块；

4、步骤2，对每个基本块进行预编码，计算每个基本块用不同的编码方法重建后与其对应的原始值的均方误差以及每个基本块的待编码语法元素，其中，所述编码方法包括etc方法、sp方法和多种ic方法；

5、步骤3，选取每个基本块均方误差最小的编码方法并根据其对应的待编码元素对其进行压缩编码，得到多个编码块；

6、步骤4，将全部编码块保存为压缩码流文件。

7、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述编码方法为etc方法时，所述步骤2具体包括：

8、计算基本块的rgb平均值，搜索第一残差表对每个像素遍历等级i下的每一个残差rij，利用量化-反量化的各分量平均值结合残差rij对当前像素进行重建,找到误差最小的残差rij作为等级i下该像素的最优残差并记录其索引列号j，遍历所有残差等级i，找到每个残差等级下每个像素的最优残差索引，选择重建值与原始像素块均方误差最小的残差等级作为当前块的最优残差等级，将量化块平均值、最优残差等级、及该等级下每个像素对应的最优残差索引号作为待编码语法元素，其中，所述第一残差表的行号i对应不同的残差等级，列号j对应该等级下的不同残差；或者，

9、以基本块的第一个像素为参考像素，遍历第二残差表，对剩余像素的每个像素遍历残差表中的残差rj，按“参考像素rgb分量值+残差”重建剩余像素，找到误差最小的残差rj作为当前像素的最优残差，记录其索引位置，将参考像素的rgb值、剩余像素的最优残差索引作为待编码语法元素。

10、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述编码方法为sp方法时，所述步骤2具体包括：

11、将基本块以预设的分组方式划分为多组，计算每组的平坦度信息并据此将分组标注为平坦或非平坦；

12、对于平坦的分组，组内像素都用该组的量化-反量化组平均值进行重建；

13、对于非平坦的分组，组内像素用该组的量化-反量化组平均值结合残差进行重建，将每个组平均值、平坦组的组号和非平坦组的残差索引号作为待编码的语法元素。

14、根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述i c方法包括i c1方法、i c2方法、ic3方法、ic4方法和ic5方法。

15、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述ic方法为ic1方法时，所述步骤2具体包括：

16、将每个基本块按预设的分布方式选取6个像素作为参考像素，从中选取2个基本原色进行插值得到色表；

17、对每个参考像素，遍历该色表，找到与该像素原始值最接近的像素作为其重建值，并记录其在色表中的索引；

18、遍历多种基本色的选取方式，选择最优的一种选取方式作为当前分布方下基本色的选取方式；

19、按此方法重建参考像素后，再根据预设的计算公式重建对应的预测像素并形成重建的基本块；

20、选择重建的基本块与初始的基本块块均方误差最小的分布方式最为最优分布方式，该分布方式下选择的2个基本色和参考像素在色表中的索引作为待编码的语法元素。

21、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述ic方法为ic2方法时，所述步骤2具体包括：

22、从基本块中选取3个参考像素直接进行编码，剩余预测像素根据与周围的参考像素的位置和距离插值得到。

23、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述ic方法为ic3方法时，所述步骤2具体包括：

24、以间隔列表方式选择基本块中2个像素作为基本色，按预设公式插值得到色表；

25、搜索基本色对应的像素之外的参考像素在色表中的最优索引，由此重建6个参考像素，再根据预设的计算公式重建对应的预测像素并形成重建的基本块。

26、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述ic方法为ic4方法时，所述步骤2具体包括：

27、从基本块中选取4个参考像素进行编码；

28、根据与水平方向上的参考像素的距离确定线性插值的权重后进行插值，得到预测像素。

29、根据本公开实施例的一种具体实现方式，当所述ic方法为ic5方法时，所述步骤2具体包括：

30、将每个基本块按预设的分布方式选取6个像素作为参考像素，从中选取rgb分量值之和最小和最大的像素作为基本原色进行插值得到色表；

31、遍历每种分布方式，按当前分布方式确定参考像素的位置和预测像素的计算公式，对每个参考像素，搜索色表找到与原始值最接近的像素，记录其在色表中的索引；

32、由此重建参考像素，按预设的计算公式计算预测像素并形成重建的基本块。

33、根据本公开实施例的一种具体实现方式，所述步骤3具体包括：

34、比较基本块在预编码阶段的每种编码方式下重建值与原始像素块的均方误差，选择均方误差最小的编码方式作为当前块的最优编码方式；

35、将其对应的标志字写入当前块压缩数据流的首部；

36、将该编码方式下待编码的语法元素写入到码流。

37、本公开实施例中的低复杂度和固定压缩比的静止图像压缩方案，包括：步骤1，将静止图像从yuv空间转换到rgb空间并按照2×6的尺寸进行划分，得到多个基本块；步骤2，对每个基本块进行预编码，计算每个基本块用不同的编码方法重建后与其对应的原始值的均方误差以及每个基本块的待编码语法元素，其中，所述编码方法包括etc方法、sp方法和多种ic方法；步骤3，选取每个基本块均方误差最小的编码方法并根据其对应的待编码元素对其进行压缩编码，得到多个编码块；步骤4，将全部编码块保存为压缩码流文件。

38、本公开实施例的有益效果为：通过本公开的方案，在rgb颜色空间以2x6的图像块为基本编码单元进行5:1压缩，不需要参考任何相邻的像素。因此，它可对静止图像的任意2x6图像块进行5:1压缩，实现2x6图像区域的开窗/局部刷新操作，预编码的目的是保证基本块的每个颜色分量都选择最优的编码方式，从而有效地保证图像压缩后的视觉质量，提高了压缩效率，降低了计算成本。