专利名称：一种jpeg-ls图像压缩的码率控制方法
技术领域：
本发明涉及一种JPEG-LS图像压缩的码率控制方法，属于数字图像压缩领域。
背景技术：
目前国际上公认性能优良的无损数据压缩标准是JPEG-LS算法，但是该算法的输 出码流具有较大的波动性，码率不可控制，这就限制了它在实际中的应用。尤其是在遥感卫 星应用中，信道带宽受到严格的限制，要求编码器的输出码率必须和信道码率相匹配，否则 输出码率过高，会造成数据溢出，导致信息丢失，输出码率过低，又会造成信道资源的浪费。 因此研究JPEG-LS图像压缩的码率控制算法具有非常重要的现实意义。码率控制课题在图像压缩领域并不陌生，在视频压缩领域，码率控制算法已经得 到了广泛的应用，最典型的就是基于率失真分析的码率控制算法，它不但可以很好的调节 压缩后的输出码率，而且可以尽可能高的保证视频图像的质量，现已应用于H. 264, MPEG4 等视频图像压缩标准中。在静止图像压缩标准中，根据控制参数的不同，可以将其分为两 大类，第一类就是控码率的压缩标准，比如JPEG2000，CCSDS，SPITE等压缩算法，这类算法 均是基于小波的压缩算法，具有自适应调整输出码率的功能，但是重建图像质量不可控；第 二类就是控质量的压缩标准，如JPEG-LS压缩标准，它可直接控制重建图像的恢复质量，但 是由于该算法采用基于上下文的预测编码方式，其输出码率不可控。根据不同的压缩标 准，常常需要采用不同的码率控制策略，目前，对于JPEG-LS压缩的码率控制算法研究并不 多，现有的徐燕凌的“jpeg-ls图像压缩动态码率控制策略”中提到的一阶码率控制方法 对NEAR采用部分调节数组值和固定门限值Th，因此控制效果较差，而提到的二阶码率控 制方法计算复杂，不利于硬件实现，国外J.Jiang and Μ. Reddy提出的"Open-loop rate controlfor JPEC-LS near lossless image compression"每行均要进行一次 NEAR 值的 调整，且调整过程较为复杂，虽然控制精度高，但是却较大的损失了图像的压缩性能。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，针对JPEG-LS图像压缩标准输 出码率不可控的缺陷，本发明提出了一种JPEG-LS图像压缩码率控制方法，不但能够较准 确的实现目标码率的控制，收敛速度快，易于实现，而且还能保证较好的压缩性能。本发明的技术方案如下一种JPEG-LS图像压缩的码率控制方法，步骤如下(1)将输入的JPEG-LS图像按照同样的大小进行子图划分，子图大小为r*c，即有 r行和c列的像素，且子图大小满足￡ ^ 4，每个子图对应一个动态调整因子NEAR，且每个子
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图均是一个独立的处理单元；所述动态调整因子NEAR为图像质量恢复所允许的最大误差；(2)根据目标压缩比和输入的JPEG-LS图像确定动态调整因子NEAR的初始值
initial_NEAR、最小值Min_NEAR和最大值Max_NEAR ；动态调整因子NEAR的最小值Min_
NEAR和最大值Max_NEAR确定下来之后，在输入的JPEG-LS图像进行压缩的过程中为固定常数；(3)根据得到的动态调整因子NEAR，对当前子图进行JPEG-LS压缩编码，计算目标 压缩比与当前压缩比的累积偏差量E(i)；(4)通过如下公式确定动态调整比较阈值tl和t2
权利要求
1. 一种JPEG-LS图像压缩的码率控制方法，其特征在于步骤如下(1)将输入的JPEG-LS图像按照同样的大小进行子图划分，子图大小为r*c，即有r行和c列的像素，且子图大小满足￡ ^ 4，每个子图对应一个动态调整因子NEAR，且每个子图均T是一个独立的处理单元；所述动态调整因子NEAR为图像质量恢复所允许的最大误差；(2)根据目标压缩比和输入的JPEG-LS图像确定动态调整因子NEAR的初始值 initial_NEAR、最小值Min_NEAR和最大值Max_NEAR ；动态调整因子NEAR的最小值Min_ NEAR和最大值Max_NEAR确定下来之后，在输入的JPEG-LS图像进行压缩的过程中为固定常 数；(3)根据得到的动态调整因子NEAR，对当前子图进行JPEG-LS压缩编码，计算目标压缩 比与当前压缩比的累积偏差量E(i)；(4)通过如下公式确定动态调整比较阈值tl和t2
2.根据权利要求1所述的一种JPEG-LS图像压缩的码率控制方法，其特征在于步骤⑶中所述计算目标压缩比与当前压缩比的累积偏差量E(i)通过如下公式进行
全文摘要
一种用于JPEG-LS图像压缩的码率控制方法，该方法通过实际码率和目标码率的累计偏差量，动态的调整参数NEAR值的大小，从而使不同的图像内容经过JPEG-LS压缩后，都能够以接近要求的码率进行输出。该方法不但收敛速度快，易于实现，可以较准确的控制JPEG-LS的输出码率，而且还能保证较好的压缩性能。根据该方法，设计了其对应的硬件实现方式，其中压缩编码模块和码率控制模块组成一个反馈环路，对分割后的子图自适应的调节参数NEAR值的大小，输出的压缩码流首先要经过缓存控制模块进行缓存后，再以恒定的码率输出，实验证明，该硬件实现不但简单有效，控制稳定，而且恢复图像质量较好。
文档编号H04N7/26GK102088602SQ20101061793
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月22日 优先权日2010年12月22日
发明者侯舒维, 孙文方, 蒙红英 申请人:西安空间无线电技术研究所