申请/专利权人：电子科技大学

申请日：2024-01-15

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117579839B

主分类号：H04N19/48

分类号：H04N19/48;H04N19/117;H04N19/147;H04N19/186;H04N19/149;H04N19/126

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2024.03.08#实质审查的生效;2024.02.20#公开

摘要：本发明属于色彩滤波阵列（CFA）图像压缩领域，具体提供一种基于率失真优化色彩空间转换矩阵的图像压缩方法，用以有效地压缩CFA图像。本发明中，首先通过图像传感器获取原始色彩滤波阵列图像，并转换为RG1G2B四通道数据；然后采用JPEG‑XR作为编解码器，引入色彩空间转换矩阵的权值矩阵并联合率失真优化获得最优色彩空间转换矩阵；最后基于最优色彩空间转换矩阵对RG1G2B四通道数据完成编解码。本发明在YDgCoCg色彩转换模型和JPEG‑XR图像压缩方法的基础上，引入基于色彩变换的率失真优化方法，优化得到最优色彩空间转换矩阵，实现对CFA图像的有效压缩，并提升压缩质量和效率，同时兼顾计算复杂度与计算成本。

主权项：1.一种基于率失真优化色彩空间转换矩阵的图像压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.通过图像传感器获取原始色彩滤波阵列图像，并转换为RG1G2B四通道数据，其中，R通道表示红色分量，G1通道表示奇数行奇数列的绿色分量，G2通道表示偶数行偶数列的绿色分量，B通道表示蓝色分量；步骤2.采用JPEG-XR作为编解码器，引入色彩空间转换矩阵的权值矩阵并联合率失真优化获得最优色彩空间转换矩阵，基于最优色彩空间转换矩阵对RG1G2B四通道数据完成编解码；率失真优化过程为：步骤2.1.构建色彩空间转换矩阵的权值矩阵S及率失真优化的率失真代价函数J，权值矩阵S中包含权值项α与β，率失真代价函数J中包含权值项λ；在设定压缩量化步长下进行初始化，将α、β与λ初始化为初始值α0、β0与λ0，计算得到失真量D与码率Ra的初始值D0与码率Ra0，再计算得到率失真代价函数J的初始值J0；并设置权值项α的最优值αbest=α0，率失真代价函数J的最优值Jbest=J0；失真量D与码率Ra的计算过程为：首先，对RG1G2B四通道数据执行色彩空间转换，得到YDgCoCg分量；色彩空间转换表示为： ，，其中，S表示权值矩阵，表示色彩空间转换矩阵；Y表示亮度分量，Dg、Co、Cg表示色度分量；α与β表示权值项，且满足：α×β=1；然后，将YDgCoCg分量在设定压缩量化步长下进行压缩编码，得到Y′Dg′Co′Cg′分量，其中，Y′表示压缩亮度分量，Dg′、Co′、Cg′表示压缩色度分量；根据Y′Dg′Co′Cg′分量计算失真量D与码率Ra，具体表示为： ，，， ，其中，DY表示Y分量的失真量，DDg表示Dg分量的失真量，RaY表示Y分量的码率，RaDg表示Dg分量的码率，表示矩阵二范数；率失真代价函数J表示为： ，其中，λ表示权值项；步骤2.2.调节αi=2×αi-1，i表示循环迭代次数，αi表示当前迭代的权值项α，αi-1表示上一次迭代的权值项α；计算得到当前迭代的失真量Di和码率Rai，并更新权值项λi；权值项λi的更新过程为： ，其中，Di-1和Rai-1表示上一次迭代的失真量和码率；步骤2.3.计算当前迭代的率失真代价函数Ji，判断Ji是否小于Jbest，若是，则令αbest=αi、Jbest=Ji；否则，执行下一步骤；步骤2.4.判定当前迭代的权值项λi是否满足迭代循环条件，若满足迭代循环条件，则跳转至步骤2.2进行下一次循环迭代；否则，输出全局最优αbest，计算得到最优色彩空间转换矩阵；迭代循环条件具体为满足以下任一条件： ， ， ，其中，λi-1表示上一次迭代的权值项λ，Di-1和Rai-1表示上一次迭代的失真量和码率。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 电子科技大学 一种基于率失真优化色彩空间转换矩阵的图像压缩方法

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