一种JPEG2000图像编码的实现系统及方法

1.一种JPEG2000图像编码的实现方法，其特征在于，是通过JPEG2000图像编码系统实现的，包括预处理模块、离散小波变换模块、量化模块和EBCOT模块；所述EBCOT模块包括Tier1模块和Tier2模块，其中Tier1模块包括比特平面编码模块、MQ编码模块和斜率计算模块，Tier2模块包括码流截取模块和码流组织模块，具体实现步骤为：(1)预处理模块对输入图像进行预处理：预处理模块对输入图像进行分割，得到一个或多个图像块，并对图像块的像素点进行电平移位，得到“0”对称的图像块，再对“0”对称的图像块进行颜色分量变换，得到预处理图像；(2)离散小波变换模块对预处理图像进行离散小波变换，得到小波子带系数；(3)量化模块对小波子带系数进行量化，得到量化码块；(4)Tier1模块获取所有码块每个有效通道的压缩码流、码率和斜率，对量化码块进行比特平面编码、MQ编码和斜率计算，具体包括以下步骤：(4a)比特平面编码模块对量化码块进行比特平面编码，并将得到的所有码块每个通道的二进制符号与上下文输入MQ编码模块；同时计算第n个码块第i个通道的失真 并将计算结果输入斜率计算模块；(4b)MQ编码模块对所有码块每个通道的二进制符号与上下文进行MQ编码，得到所有码块每个通道的压缩码流，并将统计出的第n个码块第i个通道的码率 输入斜率计算模块；(4c)斜率计算模块接收第n个码块第i个通道的失真 和码率 根据 和 计算第n个码块第i个通道的斜率 得到所有通道的斜率集合，并剔除所有通道中的奇异点，每个通道最多向前剔除三次，将剔除后的所有码块每个有效通道的压缩码流、码率和斜率输入码流截取模块；(5)码流截取模块根据所有码块每个有效通道的码率和斜率以及本次图像编码的目标码率R target ，对所有码块每个有效通道的压缩码流进行并行截取，得到截取码流：(5a)初始化所有有效通道斜率集合的上下限，令斜率下限S min 为0，斜率上限S max 为所有有效通道斜率集合中的最大值；(5b)计算当前次截取的斜率门限S thrs ＝(S min +S max )/2，以及下一次截取可能的两个斜率门限S next1 ＝(S min +S thrs )/2和S next2 ＝(S thrs +S max )/2；(5c)用三个斜率门限S thrs 、S next1 和S next2 对所有有效通道进行并行截取，得到三个截取出的有效通道集合和三个对应的截取码率：(i)用斜率门限S thrs 截取所有有效通道，即将第n个码块第i个有效通道的斜率 与S thrs 进行比较，若 则保留第n个码块第i个有效通道；否则，舍弃第n个码块第i个有效通道，并将保留的所有有效通道作为斜率门限S thrs 截取出的有效通道集合，再将该集合内有效通道的码率相加，得到斜率门限S thrs 对应的截取码率R thrs ；(ii)用斜率门限S next1 截取所有有效通道，即将第n个码块第i个有效通道的斜率 与S next1 进行比较，若 则保留第n个码块第i个有效通道；否则，舍弃第n个码块第i个有效通道，并将保留的所有有效通道作为斜率门限S next1 截取出的有效通道集合，再将该集合内有效通道的码率相加，得到斜率门限S next1 对应的截取码率R next1 ；(iii)用斜率门限S next2 截取所有有效通道，即将第n个码块第i个有效通道的斜率 与S next2 进行比较，若 则保留第n个码块第i个有效通道；否则，舍弃第n个码块第i个有效通道，并将保留的所有有效通道作为斜率门限S next2 截取出的有效通道集合，再将该集合内有效通道的码率相加，得到斜率门限S next2 对应的截取码率R next2 ；(5d)将步骤(5c)中斜率门限S thrs 对应的截取码率R thrs 与目标码率R target 进行比较，若R thrs ＝R target ，则令目标斜率门限为S thrs ，转到步骤(5g)；否则，若R thrs <R target ，则转到步骤(5e)，若R thrs >R target ，则转到步骤(5f)；(5e)若下一次截取可能的两个斜率门限的差值满足S next2 -S next1 ≤1，则令目标斜率门限为S next1 ，转到步骤(5g)；若不然，将步骤(5c)中斜率门限S next1 对应的截取码率R next1 与目标码率R target 进行比较，若R next1 ＝R target ，则令目标斜率门限为S next1 ，转到步骤(5g)；否则，若R next1 <R target ，则令S min 为0、S max 为S next1 ，转到步骤(5b)，若R next1 >R target ，则令S min 为S next1 、S max 为S thrs ，转到步骤(5b)；(5f)若下一次截取可能的两个斜率门限的差值满足S next2 -S next1 ≤1，则令目标斜率门限为S next2 ，转到步骤(5g)；若不然，将步骤(5c)中斜率门限S next2 对应的截取码率R next2 与目标码率R target 进行比较，若R next2 ＝R target ，则令目标斜率门限为S next2 ，转到步骤(5g)；否则，若R next2 <R target ，则令S min 为S thrs 、S max 为S next2 ，转到步骤(5b)，若R next2 >R target ，则令S min 为S next2 、S max 不变，转到步骤(5b)；(5g)将目标斜率门限截取出的有效通道的压缩码流合并，得到截取码流；(6)码流组织模块对截取码流进行码流组织，得到输出图像。 2.根据权利要求1所述的一种JPEG2000图像编码的实现方法，其特征在于，步骤(2)所述的离散小波变换模块对预处理图像进行离散小波变换，是指将预处理图像分解为低频带系数LL和多个高频带系数LH、HL和HH。 3.根据权利要求1所述的一种JPEG2000图像编码的实现方法，其特征在于，步骤(3)所述的量化模块对小波子带系数进行量化，是指将离散小波变换后得到的小波子带系数的精度进行调整，即通过调整量化步长的大小来改变表示一个小波子带系数所需的比特数。 4.根据权利要求1所述的一种JPEG2000图像编码的实现方法，其特征在于，步骤(4c)所述的计算第n个码块第i个通道的斜率 计算公式为：其中， 是通道失真， 是通道码率，n表示第n个码块，i表示第i个通道。 5.根据权利要求1所述的一种JPEG2000图像编码的实现方法，其特征在于，步骤(4c)所述的剔除所有通道中的奇异点，每个通道最多向前剔除三次，具体包括以下步骤：(4c1)将第n个码块的第i个通道的斜率 与第i-1个通道的斜率 比较，若 则第i-1个通道为奇异点，剔除第i-1个通道，并令第i个通道的失真 码率 根据 重新计算第i个通道的斜率 转到(4c2)；否则，第i个通道向前剔除奇异点结束；(4c2)将第n个码块的第i个通道的斜率 与第i-2个通道的斜率 比较，若 则第i-2个通道为奇异点，剔除第i-2个通道，并令第i个通道的失真 码率 根据 重新计算第i个通道的斜率 转到(4c3)；否则，第i个通道向前剔除奇异点结束；(4c3)将第n个码块的第i个通道的斜率 与第i-3个通道的斜率 比较，若 则第i-3个通道为奇异点，剔除第i-3个通道，并令第i个通道的失真 码率 根据 重新计算第i个通道的斜率 第i个通道向前剔除奇异点结束；否则，第i个通道向前剔除奇异点结束。