专利名称：一种基于多边形裁剪dct的jpeg图像压缩方法
技术领域：
本发明涉及JPEG图像压缩方法，尤其涉及一种基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法。
背景技术：
随着无线通信技术、嵌入式计算技术、传感技术快速发展与日益成熟，无线视频传感器网络(Wireless Video Sensor Network, WVSN)得到飞速发展，该网络能采集、处理网络覆盖区域内环境或监测对象视频数据，并发送给远程监测中心，已广泛应用于军事、エ农业控制、视频监控、环境监测等领域。
由于无线视频节点计算能力、存储空间、能量等方面受限且图像数据具有较大空间冗余性，为节约资源与传输带宽，节点在传输数据前须对图像进行编码。传统压缩方法如JPEG2000、SPIHT方法等对计算能力、存储空间具有较大要求不适用于WVSN，而JPEG具有算法简单、计算、存储空间要求较小等更适用于资源受限的WVSNJS 2维DCT变换涉及大量浮点乘法、加法运算，对于无线视频节点而言其计算量仍较大，因此如何进ー步減少JPEG压缩计算复杂度是ー个重要的研究问题。目前针对减少DCT计算量的方法主要包括快速DCT算法、DCT系数矩阵裁剪优化。快速DCT算法主要有LLM(Loeffler Ligtenberg Moschytz)、AAN等，通过优化DCT运算减少乘法运算个数，但未考虑DCT系数矩阵各频率分量对图像压缩质量的作用，仍计算全部DCT系数。而DCT系数裁剪方法主要包括矩形裁剪(Square JPEG, S-JPEG)、三角形裁剪(Triangular JPEG，T_JPEG)等。该类方法根据DCT系数矩阵频率分量分布特点，只计算选取区域DCT系数而将其它系数直接置零，进而減少DCT计算量，但裁剪模式较少且未能与快速DCT算法有效结合。
发明内容
为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了ー种计算量较小、裁剪模式较多的，与快速DCT算法有效结合的基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法。所述技术方案如下本发明所涉及的一种基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法，包括读取未压缩图像并转换为亮度、色差图像，将图像分割成行列图像块；采用AAN快速DCT算法与多边形裁剪DCT相结合方法，根据裁剪系数对所述行列图像块进行DCT计算并得到变换系数；根据AAN量化表将DCT系数进行量化；根据JPEG标准编码表对量化后数据进行编码得到压缩数据。本发明提供的技术方案的有益效果是通过多边形裁剪DCT方法减少了 2维DCT系数计算个数，降低了 DCT计算复杂度，同时将该方法与AAN快速DCT算法有效结合。通过选取合适裁剪系数则可在保证图像压缩质量条件下进ー步減少2维DCT计算量，同时也可減少JPEG量化、“Z”字形排列计算复杂度，节省无线视频节点能耗，提高WVSN生命周期。
图I是本发明所述基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法流程图；图2是本发明所涉及多边形裁剪DCT (裁剪系数P = 10)示意图；图3是本发明所涉及ー维AAN与多边形裁剪DCT(裁剪系数P = 4)相结合方法流程图；图4是本发明所述基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法原理框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进ー步地详细描述參见图I，该方法包括以下步骤步骤101读取未压缩源图像并转换为亮度、色差图像，再将图像分割成行列图像块；上述述亮度、色差图像分别为Y、Cr, Cb图像，所述C；、Cb图像与RGB颜色空间图像转换关系式为Y = O. 299R+0. 587G+0. 114B ；Cr = (0. 500R-0. 4187G-0. 0813B)+128 ；Cb = (-0. 1687R-0. 3313G+0. 500B)+128 ；步骤102采用AAN (Arai Agui Nakajima)快速DCT算法与多边形裁剪DCT相结合方法，按裁剪系数对所述行列图像块进行DCT计算并得到变换系统；步骤103根据AAN量化表将DCT系数进行量化；步骤104根据JPEG标准编码表对量化后数据进行编码并得到压缩数据。上述行列分别为八行八列。參见图2，该图为多边形裁剪DCT方法(P = 10)示意图，该方法共有15种裁剪模式，DCT计算系数个数随裁剪系数增大而增加，当P = 15时则选取全部64个DCT系数，此时与无裁剪DCT计算个数相同，多边形裁剪DCT系数个数计算式为
权利要求
1.一种基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法，其特征在于，该方法包括 读取未压缩图像并转换为亮度、色差图像，将图像分割成行列图像块； 采用AAN快速DCT算法与多边形裁剪DCT相结合方法，根据裁剪系数对所述行列图像块进行DCT计算并得到变换系数； 根据AAN量化表将DCT系数进行量化； 根据JPEG标准编码表对量化后数据进行编码得到压缩数据。
2.根据权利要求I所述的基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法，其特征在于，所述行列分别为八行八列。
3.根据权利要求I所述的基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法，其特征在于，所述亮度、色差图像分别为Y、(；、Cb图像，所述(；、Cb图像与RGB顔色空间图像转换关系式为Y = O. 299R+0. 587G+0. 114B ；Cr = (0. 500R-0. 4187G-0. 0813B)+128 ；Cb = (-0. 1687R-0. 3313G+0. 500B)+128。
4.根据权利要求I所述的基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法，其特征在于，通过所述DCT算法采用AAN快速算法与多边形裁剪DCT相结合计算裁剪选取区域DCT系数。
5.根据权利要求I所述的基于多边形裁剪DCT的JPEG图像压缩方法，其特征在于，所述AAN量化表为标准量化表与ニ维AAN缩放因子矩阵相结合量化表。
全文摘要
本发明公开了一种基于多边形裁剪DCT(离散余弦变换)的JPEG图像压缩方法，包括读取原始未压缩图像并转换为亮度、色差图像，再将图像分割成8行8列图像块；采用AAN(Arai Agui Nakajima )快速DCT算法与多边形裁剪DCT相结合方法，并按裁剪系数计算并得到8行8列图像块DCT系数；根据AAN量化表、JPEG标准编码表对DCT系数分别进行量化、编码得到JPEG压缩图像数据。本方法根据裁剪系数灵活调整DCT系数计算个数，而不需对8行8列图像块进行完整的DCT变换，同时与AAN快速DCT算法有效结合，使图像压缩质量在满足应用场合要求条件下DCT、量化阶段计算量得到较大减少。
文档编号H04N7/26GK102647597SQ201210131458
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月2日 优先权日2012年5月2日
发明者刘桂雄, 吴国光, 谭勇 申请人:华南理工大学