高码率下JPEG_LS码率控制方法

摘要

本发明公开了一种高码率下JPEG_LS码率控制方法，其实现步骤为：(1)分为多个条带；(2)对所有的条带，采用JPEG_LS无损压缩方式，得到无损压缩后的码流和无损压缩的码率；(3)判断是否达到总目标码率；(4)码率控制的JPEG_LS有损压缩方式；(5)输出压缩码流和辅助信息组合在一起的最终码流。本发明利用JPEG_LS算法中高码率下各个条带中残差的率失真特性，找到了各个条带中最优量化步长之间的关系和目标码率之间的关系，利用这两组关系，大大简化了码率控制算法中寻找最优量化步长的时间，非常适合于遥感图像高码率压缩。

主权项

1.一种高码率下JPEG_LS码率控制方法，包括如下步骤：(1)分为多个条带将输入的原始图像分为N个条带，每个条带的宽度与原始图像的宽度相同，高度可以取相同值也可以取不同值，N为大于等于1的正整数。；(2)对所有的条带，采用JPEG_LS无损压缩方式，得到无损压缩后的码流和无损压缩的码率；(3)判断是否达到总目标码率判断无损压缩后的码率是否达到用户设定的总目标码率，当无损压缩的码率小于等于总目标码率时，将无损压缩后的码流作为最终的压缩码流，则选择无损压缩方式做为最终的压缩方式，转到步骤(5)；否则，转到步骤(4)；(4)码率控制的JPEG_LS有损压缩方式4a)提取步骤(2)中的预测残差系数；4b)计算每个条带的预测残差系数的方差；4c)通过峰度值计算公式，获得第一个条带的预测残差系数的峰度值；4d)查询峰度值与α的关系表，确定广义高斯分布模型中参数α的值；4e)通过下式目标码率计算公式，获得第一个条带的目标码率；$r_1=r-\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\frac{{\beta }_i}{H}{\log }_{10}\left({\left(\frac{{\sigma }_1^2}{{\sigma }_i^2}\right)}^{m_R}\right)$其中，r₁是第一个条带的目标码率，r是原始图像总目标码率，β_i是第i个条带的系数占原始图像系数的百分比，是第i个条带的预测残差系数的方差，H是原始图像的高度，N是用户选取的图像分割后的条带个数，m_R是与广义高斯分布模型相关的系数，其值与α满足一一对应关系，∑是数学中的连加符号；4f)获得第一个条带的最优量化步长：第一个条带的目标码率控制拉格朗日乘数法，得到第一个条带的最优量化步长；4g)获得各个条带的最优量化步长：在高码率下，将第一个条带的最优量化步长作为各个条带的最优量化步长；4h)有损压缩：使用各个条带的最优量化步长，对各个条带进行JPEG_LS有损压缩；(5)输出压缩码流和辅助信息组合在一起的最终码流。