专利名称：图像压缩的方法及装置、终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及图像压缩技术，尤其涉及一种图像压缩的方法及装置、终端。
背景技术：
随着智能手机的流行，移动视觉搜索的潜力逐渐显现出来。现有技术中基于移动设备的图像检索方法为在移动客户端提取图像的局部描述子；对提取到的局部描述子进行压缩；再通过无线网络将压缩后的局部描述子传输给服务器端，以使服务器端根据局部描述子在服务器的数据库中进行查找，并将查找的结果发送至客户端。上述图像检索方法的计算量较高，对低性能的移动设备而言，提取局部描述子的过程会非常耗时，进而严重影响服务器端的响应时间，降低了检索效率。现在移动设备大多支持JPEG压缩技术，并且按照JPEG标准压缩图片可以在极短的时间内完成。为此，业内人士提出了直接传输按照JPEG标准压缩的图像的检索方法。具体地，采用JPEG标准压缩图片是采用JPEG标准的量化表量化图片，并将量化后的图片的特征量发送至服务器端。然而，由于JPEG标准的量化表主要是从人类视觉的角度保持图像的逼真度，而不是保护视觉检索所需要的重要信息，如频谱信息。由此，采用JPEG标准的量化表量化后的图片在视觉检索中并没有体现出很好的压缩性能和检索性能。由此，上述检索方法出现的问题是采用JPEG标准的量化表量化后的图片的比特数仍旧无法满足低性能的移动设备的传输性能，进一步地，服务器端采用量化后的图片检索的结果准确率非常低。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种图像压缩的方法及装置、终端。本发明的第一个方面是提供一种图像压缩的方法，其包括获取目标图像的DCT变换系数；采用第二量化表量化所述DCT变换系数，经所述第二量化表量化后得到的图像为所述目标图像的特征量，用于表示压缩后的目标图像；所述第二量化表为采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG 标准的第一量化表中的量化值之后得到的优化目标函数值最小的量化表。本发明的另一个方面是提供一种图像压缩的装置，其包括变换系数获取单元，用于获取目标图像的DCT变换系数；量化单元，用于采用第二量化表量化所述DCT变换系数，经所述第二量化表量化后得到的图像为所述目标图像的特征量，用于表示压缩后的目标图像；其中，所述第二量化表为采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定 JPEG标准的第一量化表中的量化值之后得到的优化目标函数值最小的量化表。由上述技术方案可知，本发明提供的图像压缩的方法及装置，通过采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG标准的第一量化表中的量化值得到的优化目标函数值最小的第二量化表，进而采用第二量化表量化目标图像的DCT变换系数，使得量化后的目标图像的特征量能够较好的保留了原目标图像的视觉检索特征，同时该目标图像的特征量的比特数远远小于目标图像的比特数，进而较好的满足低性能的移动设备的传输需求。本发明的又一个方面是提供一种图像检索方法，其包括采用上述任一所述的方法获取目标图像的特征量；将所述目标图像的特征量传输至服务器端，以使所述服务器端将所述目标图像的特征量进行逆变换，以获取还原的目标图像，根据所述还原的目标图像在预置的数据库中获取检索结果；接收所述服务器端发送的检索结果。由上述技术方案可知，本发明提供的图像检索方法，通过采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG标准的第一量化表中的量化值得到优化目标函数值最小的第二量化表，进而采用第二量化表量化目标图像的DCT变换系数，使得量化后的目标图像的特征量较好的保留了原目标图像的视觉检索特征，进而在服务器端采用该目标图像特征量逆变换后的图像进行检索，可保证检索结果的准确率。另外，上述目标图像的特征量的比特数远远小于目标图像的比特数，进而解决了现有技术中传输至服务器端的压缩图片的比特数无法满足低性能的移动设备的传输性能的问题。本发明的再一个方面是提供一种终端，其包括数据传输单元和本发明中任一所述的图像压缩的装置；所述数据传输单元用于在所述装置获取到目标图像的特征量之后，将所述目标图像的特征量传输至服务器端，以使所述服务器端将所述目标图像的特征量进行逆变换，以获取还原的目标图像，根据所述还原的目标图像在预置的数据库中获取检索结果；所述接收单元用于接收所述服务器端发送的检索结果。由上述技术方案可知，本发明提供的终端采用图像压缩的装置能够获取到比特数非常小的表示目标图像的特征量，进而可较好的降低终端的传输延时效应。
图I为本发明一实施例提供的图像压缩的方法的步骤流程图；图2A为本发明一实施例提供的获取第二量化表的步骤流程图；图2B为本发明一实施例所使用的JPEG标准的量化表的示意图；图3A为本发明一实施例为获取第二量化表的过程不意图；图3B为本发明一实施例所使用的第二量化表的示意图；图3C为图3B中的区域A的放大示意图；图4为本发明一实施例所使用的两个第三量化表交叉的示意图；图5为本发明一实施例图像检索方法的步骤流程图；图6为本发明一实施例提供的图像压缩的装置的结构示意图；图7为本发明一实施例提供的终端的结构示意图。
具体实施例方式图I示出了本发明一实施例提供的图像压缩的方法的步骤流程图，如图I所示，本实施例中的图像压缩的方法如下文所述。101、获取目标图像的离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,简称DCT变换)系数。可以理解的是，DCT变换就把目标图像中的像素和像素间的规律呈现出来，更方便压缩目标图像。例如，目标图像经过DCT变换后从空间域变换到频率域，其频谱信息中的低频分量对应了目标图像中灰度值变化比较缓慢的区域，而频谱信息中的高频分量对应了图像中灰度值变化比较剧烈的区域(如表征目标图像中建筑/人物的边缘和随机噪声等信息)。通常，需要查看目标图像的行、列的像素个数是否均是8 (该处的8为经验值)的倍数，若是，则将目标图像直接进行DCT变换，获取目标图像的DCT变换系数，否则，将目标图像的行、列的像素个数均补成8的倍数，再进行DCT变换。102、采用第二量化表量化前述的DCT变换系数，经所述第二量化表量化后得到的图像为所述目标图像的特征量，用于表示压缩后的目标图片；第二量化表为采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG标准的第一量化表中的量化值之后得到的优化目标函数值最小的量化表。本实施例中，JPEG标准的第一量化表为8*8的块，其中每一小块可理解为一个像素大小的范围。采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则设定8*8块中的量化值，进而通过优化目标函数的算法获取的优化目标函数值最小的第二量化表，采用该第二量化表量化前述的DCT变换系数，能够使压缩后的目标图像的比特数较小，有利于图像的传输。通常，目标图像特征量的比特数小于等于目标图像的比特数的十分之一。由上述技术方案可知，本实施例提供的图像压缩的方法，通过采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG标准的第一量化表中的量化值得到的优化目标函数值最小的第二量化表，进而采用第二量化表量化目标图像的DCT变换系数，使得量化后的目标图像的特征量能够较好的保留了原目标图像的视觉检索特征，同时该目标图像的特征量的比特数远远小于目标图像的比特数，有效压缩了目标图像，进而较好的满足低性能的移动设备的传输需求。结合图2A至图4所示，图2A示出了本发明一实施例提供的获取第二量化表的步骤流程图，图2B示出了本发明一实施例所使用的JPEG标准的量化表的示意图；图3A示出了本发明一实施例为获取第二量化表的过程示意图；图38示出了本发明一实施例所使用的第二量化表的示意图；图3(示出了图3B中区域A的放大示意图；图4示出了本发明一实施例所使用的两个第三量化表交叉的示意图。本实施例中举例说明第二量化表的获取方式，其获取方式如下文所述。201、根据预设的公式设定所述第一量化表中的量化值，得到N个第三量化表，每一第三量化表唯一，N为正整数，且大于等于3。具体地，根据预置的图像的频谱信息将第一量化表划分为频率依次递增的P个区域，P取正整数，且大于等于2 ;选取N个划分有P个区域的第一量化表，根据所述预设的公式分别设定N个第一量化表中各区域的量化值，得到N个第三量化表，以使每个第三量化表中各区域的取值范围不重叠且各区域的取值范围的中间值随着所述频率的递增依次递增。举例来说，在P等于2时，根据预置的图像的频谱信息将第一量化表划分为两个区域，如与预置的图像的频谱信息中的低频分量对应的区域和频谱信息中高频分量对应的区域；其中，高频分量的频率大于低频分量的频率。此时，根据预设公式设定与预置的图像的频谱信息中的低频分量对应的区域中任一量化值的取值范围为1-254，与预置的图像的频谱信息中的高频分量对应的区域中任一量化值为255。 本实施例中预置的图像可为任意的一幅图像。图2B示出了现有的符合JPEG标准的第一量化表，在图3A中，根据频谱信息将图 2A所示出的第一量化表分成四个区域,如图3A中的第一区域abcda,第二区域bcdgfeb,第三区域efgjihe,第四区域hijplkh。根据现有技术中的JPEG量化表分布区域的含义，如量化表的左上角区域通常表示目标图像的低频分量，右下角区域通常表示目标图像的高频分量，本实施例中，可按照如下的公式Q(x，y)进行设定第三量化表中的量化值。图3A中低频分量的区域为ahija，高频分量的区域为hijplkh。图3A中所示的量化表的每一个量化值用Q(x,y)表示，其中x, y = O, I,. . . , 7,按如下公式设置图3A所示的量化表中的量化值
权利要求
1.一种图像压缩的方法，其特征在于，包括获取目标图像的DCT变换系数；采用第二量化表量化所述DCT变换系数，经所述第二量化表量化后得到的图像为所述目标图像的特征量，用于表示压缩后的目标图像；所述第二量化表为采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG标准的第一量化表中的量化值之后得到的优化目标函数值最小的量化表。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第二量化表的获取方式为根据预设的公式设定所述第一量化表中的量化值，得到N个第三量化表，每一第三量化表唯一，N为正整数，且大于等于3 ；采用所述第三量化表量化预置的图像的DCT变换系数，获取与每一第三量化表对应的优化目标函数值；当N个第三量化表对应的优化目标函数值的方差小于预置的第一阈值时，将与N个优化目标函数值中最小的优化目标函数值对应的第三量化表作为第二量化表。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，若N个第三量化表对应的优化目标函数值的方差大于等于所述第一阈值，则选取所有的优化目标函数值的排序中的前M个优化目标函数值对应的第三量化表，所述排序为数值从小到大的排序，M取正整数，且小于等于N ；将选取的M个第三量化表进行变换，得到M个第四量化表；采用所述第四量化表量化所述预置的图像的DCT变换系数，以获取与所述第四量化表对应的优化目标函数值；将分别与M个第四量化表、N个第三量化表对应的优化目标函数值进行从小到大的排序，选取排在前面的N个优化目标函数值；当选取的N个优化目标函数值的方差小于所述预置的第一阈值时，将与选取的N个优化目标函数值中最小的优化目标函数值对应的量化表作为第二量化表；否则，从选取的N个优化目标函数值中选取排在前面的M个优化目标函数值，并使与选取的M个优化目标函数值对应的量化表重复上述变换的步骤，以使选取的N个优化目标函数值的方差小于所述预置的第一阈值、并将与选取的N个优化目标函数值中最小的优化目标函数值对应的量化表作为第二量化表。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据预设的公式设定所述第一量化表中的量化值，得到N个第三量化表的步骤包括根据所述预置的图像的频谱信息将所述第一量化表划分为频率依次递增的P个区域， P取正整数，且大于等于2 ;根据所述预设的公式分别设定N个第一量化表中各区域的量化值，得到N个第三量化表，以使每个第三量化表中各区域的取值范围不重叠且各区域的取值范围的中间值随着所述频率的递增依次递增。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，采用所述第三量化表量化预置的图像的 DCT变换系数，获取与每一第三量化表对应的优化目标函数值的步骤包括获取所述预置的图像的图像压缩率、以及结合图像检索方法获取采用第三量化表量化预置的图像后得到的图像特征量的匹配失真率；根据所述图像压缩率、匹配失真率获取所述第三量化表的优化目标函数值。
6.一种图像检索方法，其特征在于，包括采用权利要求I至5任一所述的方法获取目标图像的特征量；将所述目标图像的特征量传输至服务器端，以使所述服务器端将所述目标图像的特征量进行逆变换，以获取还原的目标图像，根据所述还原的目标图像在预置的数据库中获取检索结果；接收所述服务器端发送的检索结果。
7.一种图像压缩的装置，其特征在于，包括变换系数获取单元，用于获取目标图像的DCT变换系数；量化单元，用于采用第二量化表量化所述DCT变换系数，经所述第二量化表量化后得到的图像为所述目标图像的特征量，用于表示压缩后的目标图像；其中，所述第二量化表为采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG 标准的第一量化表中的量化值之后得到的优化目标函数值最小的量化表。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括第二量化表的获取单元，所述第二量化表的获取单元具体用于，根据预设的公式设定所述第一量化表中的量化值，得到N个第三量化表，每一量化表唯一，N为正整数，且大于等于3 ；采用所述第三量化表量化预置的图像的DCT变换系数，获取与每一第三量化表对应的优化目标函数值；当N个第三量化表对应的优化目标函数值的方差小于所述预置的第一阈值时，将与N 个优化目标函数值中最小的优化目标函数值对应的第三量化表作为第二量化表。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第二量化表的获取单元还用于，若N个第三量化表对应的优化目标函数值的方差大于等于所述第一阈值，则选取所有的优化目标函数值的排序中的前M个优化目标函数值对应的第三量化表，所述排序为数值从小到大的排序，M取正整数，且小于等于N ；将选取的M个第三量化表进行变换，得到M个第四量化表；采用所述第四量化表量化所述预置的图像的DCT变换系数，以获取与所述第四量化表对应的优化目标函数值；将分别与M个第四量化表、N个第三量化表对应的优化目标函数值进行从小到大的排序，选取排在前面的N个优化目标函数值；当选取的N个优化目标函数值的方差小于所述预置的第一阈值时，将与选取的N个优化目标函数值中最小的优化目标函数值对应的量化表作为第二量化表；否则，在于选取的N个优化目标函数值中选取排在前面的M个优化目标函数值，并使与选取的M个优化目标函数值对应的量化表重复所述第二量化表的获取单元中的变换的功能，以使所述第二量化表的获取单元选取的N个优化目标函数值的方差小于所述预置的第一阈值、并将与选取的N个优化目标函数值中最小的优化目标函数值对应的量化表作为第二量化表。
10.一种终端，包括数据传输单元、接收单元，其特征在于，还包括如上权利要求7至9 任一所述的装置；所述数据传输单元用于在所述装置获取到目标图像的特征量之后，将所述目标图像的特征量传输至服务器端，以使所述服务器端将所述目标图像的特征量进行逆变换，以获取还原的目标图像，根据所述还原的目标图像在预置的数据库中获取检索结果；所述接收单元用于接收所述服务器端发送的检索结果。
全文摘要
本发明提供一种图像压缩的方法及装置、终端，其中，所述方法包括获取目标图像的DCT变换系数；采用第二量化表量化所述DCT变换系数，经所述第二量化表量化后得到的图像为目标图像的特征量，用于表示压缩后的目标图像，特征量的比特数小于等于目标图像的比特数的十分之一；第二量化表为采用基于图像检索性能获取的量化表优化规则重新设定JPEG标准的第一量化表中的量化值之后得到的优化目标函数值最小的量化表。上述方法能够将图像压缩至较低的比特数，以满足低性能的移动设备的传输需求，进一步地，能够解决现有技术中由于受无线网络带宽的限制，传输至服务器端的压缩图像的比特数和失真率较高而导致的传输延迟和检索准确率不高的问题。
文档编号H04N7/26GK102595138SQ20121005065
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者刘祥凯, 李冰, 杨爽, 段凌宇, 王仿坤, 高文, 黄铁军 申请人:北京大学