專利名稱：智能交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)jpeg圖片尺寸上限可配的自適應(yīng)壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及智能交通以及安防領(lǐng)域，特別涉及智能交通以及安防中治安卡口綜合監(jiān)管系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法。
背景技術(shù)：
在智能交通以及安防系統(tǒng)中，前端的卡口設(shè)備是系統(tǒng)的基礎(chǔ)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)對經(jīng)過車輛的抓拍識別，對車輛圖像的獲取、編碼、存儲和傳輸。卡口設(shè)備的圖像采集均采用工業(yè)級的彩色CCD攝像機(jī)，并隨著安防要求的提高，對拍攝場景高清晰畫面的要求，各安防設(shè)備生產(chǎn)商都推出了高清卡口設(shè)備，比如上海寶康電子控制工程有限公司推出的GBS350 200萬高清卡口，GBS150 500萬高清電警兼卡口設(shè)備。這些設(shè)備都能夠提供高分辨率過車場景圖片，以GBS150為例，其拍攝圖像分辨率不少于3744X2814。但這些高清圖像，在滿足用戶對高清晰畫面要求的同時，也帶來諸多的問題。最突出的就是數(shù)據(jù)量巨大，給傳輸和存儲帶來很大問題。以分辨率3744X2814為例，未經(jīng)壓縮的24位真彩色原始位圖大小可達(dá)31M。這么大的圖像數(shù)據(jù)量，給后期處理提出嚴(yán)峻的考驗(yàn)，高效的壓縮方法勢在必然。JPEG是Joint Photographic Experts Group (聯(lián)合圖像專家組)的縮寫，文件后輟名為“.jpg”或“.jpeg”，是一種支持8位和24位色彩空間的位圖壓縮格式。JPEG壓縮技術(shù)十分先進(jìn)，它用有損壓縮方式去除冗余的圖像數(shù)據(jù)，在獲得極高的壓縮率的同時能展現(xiàn)十分豐富生動的圖像，換句話說，就是可以用最少的數(shù)據(jù)量得到較好的圖像品質(zhì)。而且JPEG是一種很靈活的格式，具有調(diào)節(jié)圖像質(zhì)量的功能，允許用不同的壓縮比例對文件進(jìn)行壓縮，支持多種壓縮級別，壓縮比通常在10: I到40: I之間，壓縮比越大，品質(zhì)就越低；這可通過設(shè)置量化的質(zhì)量因子達(dá)到。比如按`JPEG標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范第K.1小節(jié)推薦的量化表(具體請參閱:IS0/IEC10918-1-1994.nformation techno1gy-Digtal compression and coding ofcontinuous-tone still images-Part I !Requirements and guidelines.)可以把上述3744X2814分辨率30多Mb的BMP位圖文件壓縮至400多KB。另外也可以在圖像質(zhì)量和文件尺寸之間找到平衡點(diǎn)。JPEG格式壓縮的主要是高頻信息，對色彩的信息保留較好，可減少圖像的傳輸時間和存儲空間，可以支持24bit真彩色，也普遍應(yīng)用于需要連續(xù)色調(diào)的圖像?；贘PEG優(yōu)秀的性能和卡口設(shè)備圖像的特點(diǎn)，我國公安部推薦卡口電警設(shè)備產(chǎn)生的圖像都以JPEG作為編碼格式。各地交警、公安部門在建設(shè)智能交通和安防系統(tǒng)時，也都明確要求圖像編碼格式為JPEG。于是JPEG基本已成為卡口設(shè)備圖像編碼的標(biāo)準(zhǔn)格式。但智能交通和安防領(lǐng)域，各種業(yè)務(wù)比圖像的品質(zhì)以及大小的需求是不一樣的。比如刑偵需要圖像盡量清晰，能夠查看事故和事件現(xiàn)場的每個細(xì)節(jié)；違法處罰錄入系統(tǒng)，需要圖像畫面清楚，看得清楚車牌號碼和違法場景，能提供充分的處罰取證；而安防類需要，是圖像的長時間可追溯性，數(shù)據(jù)小可大量存儲，畫面要求不高。為了能夠兼顧這些需求，前端卡口設(shè)備采集原始圖像后，只能是按照低壓縮比、高質(zhì)量因子的方式存儲、傳輸，然后各業(yè)務(wù)系統(tǒng)按照自身的特殊需要，進(jìn)行二次壓縮處理。首次壓縮只要按照J(rèn)PEG標(biāo)準(zhǔn)提供的方法，對原始位圖數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，能夠容易達(dá)至|J。但二次壓縮處理，即針對JPEG圖片的壓縮，卻需要根據(jù)每個系統(tǒng)的業(yè)務(wù)需求而定，質(zhì)量要求、大小要求五花八門。但大致的要求可歸結(jié)為:在滿足一定數(shù)據(jù)量大小上限的情況下，提供盡量好的圖像質(zhì)量。比如公安部交通管理科學(xué)研究所研制的違法錄入處罰系統(tǒng)要求車輛違章圖片不能大于300k(具體請參閱:公安部交通管理科學(xué)研究所，綜合平臺-外掛系統(tǒng)接口使用手冊)。中山市智能交通管理系統(tǒng)項(xiàng)目招標(biāo)書則要求上傳圖片大小不能超過800k(具體請參閱:廣東省機(jī)電設(shè)備招標(biāo)中心，中山市智能交通管理系統(tǒng)二期工程一階段項(xiàng)目技術(shù)文檔及評分標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目編號:GMTC103Z263ZHG263J0)。這些實(shí)際的業(yè)務(wù)系統(tǒng)都要求針對JPEG圖片進(jìn)行壓縮處理，并且對質(zhì)量和大小都有不同要求。但普通的JPEG圖片壓縮方法，只能在主觀上指定壓縮的質(zhì)量因子，使得壓縮后實(shí)際輸出的圖像經(jīng)常大于業(yè)務(wù)系統(tǒng)規(guī)定的嚴(yán)格上限，或經(jīng)常壓縮得過于厲害遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于業(yè)務(wù)系統(tǒng)可接納的大小上限而導(dǎo)致圖像品質(zhì)太差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種可靈活設(shè)置圖片尺寸上限的自適應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮參數(shù)、使用靈活方便、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法如下:該智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法，其主要特點(diǎn)是，所述的方法包括以下步驟:(I)系統(tǒng)讀入源JPEG圖像數(shù)據(jù)信息；(2)系統(tǒng)根據(jù)所述的源JPEG圖像數(shù)據(jù)信息獲取相應(yīng)的源圖像參數(shù)信息；(3)系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的目標(biāo)圖像的質(zhì)量要求和尺寸上限要求信息，計算綜合壓縮質(zhì)量因子；(4)系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)建的自學(xué)習(xí)參數(shù)庫計算壓縮參數(shù)的加權(quán)因子；(5)系統(tǒng)根據(jù)壓縮比和用戶輸入的指定優(yōu)先選項(xiàng)，計算是否需要改變源圖像分辨率；(6)如果需要改變源圖像分辨率，則進(jìn)行源圖像重采樣；(7)系統(tǒng)通過綜合壓縮質(zhì)量因子和加權(quán)因子計算綜合量化步長因數(shù)，并將標(biāo)準(zhǔn)量化表修改為專用量化表；(8)系統(tǒng)通過綜合壓縮質(zhì)量因子和加權(quán)因子以及用戶輸入的指定優(yōu)先選項(xiàng)劃分等級，并設(shè)置不同的JPEG編碼選項(xiàng)；(9)系統(tǒng)對源圖像信息進(jìn)行離散余弦變換，并根據(jù)所述的專用量化表進(jìn)行標(biāo)量量化處理；(10)系統(tǒng)根據(jù)所述的JPEG編碼選項(xiàng)進(jìn)行源圖像信息進(jìn)行霍夫曼編碼，得到實(shí)際輸出的JPEG圖像信息；
(11)將該實(shí)際輸出的JPEG圖像信息保存進(jìn)入所述的自學(xué)習(xí)參數(shù)庫中。該智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法中的源圖像參數(shù)信息包括圖像數(shù)據(jù)大小、圖像高寬度、圖像亮度色度量化表、圖像位深、圖像顏色類型。該智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法中的計算綜合壓縮質(zhì)量因子，具體為:根據(jù)以下公式計算綜合壓縮質(zhì)量因子Q:
權(quán)利要求
1.一種智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: (1)系統(tǒng)讀入源JPEG圖像數(shù)據(jù)信息； (2)系統(tǒng)根據(jù)所述的源JPEG圖像數(shù)據(jù)信息獲取相應(yīng)的源圖像參數(shù)信息； (3)系統(tǒng)根據(jù)用戶輸入的目標(biāo)圖像的質(zhì)量要求和尺寸上限要求信息，計算綜合壓縮質(zhì)量因子； (4)系統(tǒng)根據(jù)內(nèi)建的自學(xué)習(xí)參數(shù)庫計算壓縮參數(shù)的加權(quán)因子； (5)系統(tǒng)根據(jù)壓縮比和用戶輸入的指定優(yōu)先選項(xiàng)，計算是否需要改變源圖像分辨率； (6)如果需要改變源圖像分辨率，則進(jìn)行源圖像重采樣； (7)系統(tǒng)通過綜合壓縮質(zhì)量因子和加權(quán)因子計算綜合量化步長因數(shù)，并將標(biāo)準(zhǔn)量化表修改為專用量化表； (8)系統(tǒng)通過綜合壓縮質(zhì)量因子和加權(quán)因子以及用戶輸入的指定優(yōu)先選項(xiàng)劃分等級，并設(shè)置不同的JPEG編碼選項(xiàng)； (9)系統(tǒng)對源圖像信息進(jìn)行離散余弦變換，并根據(jù)所述的專用量化表進(jìn)行標(biāo)量量化處理； (10)系統(tǒng)根據(jù)所述的JPEG編碼選項(xiàng)進(jìn)行源圖像信息進(jìn)行霍夫曼編碼，得到實(shí)際輸出的JPEG圖像信息； (11)將該實(shí)際輸出的JPEG圖像信息保存進(jìn)入所述的自學(xué)習(xí)參數(shù)庫中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法，其特征在于，所述的源圖像參數(shù)信息包括圖像數(shù)據(jù)大小、圖像高寬度、圖像亮度色度量化表、圖像位深、圖像顏色類型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法，其特征在于，所述的計算綜合壓縮質(zhì)量因子，具體為: 根據(jù)以下公式計算綜合壓縮質(zhì)量因子Q:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法，其特征在于，所述的計算壓縮參數(shù)的加權(quán)因子，具體為: 根據(jù)以下公式計算壓縮參數(shù)的加權(quán)因子K:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理方法，其特征在于，所述的計算是否需要改變源圖像分辨率，包括以下步驟: (51)根據(jù)以下公式計算分辨率改變參數(shù)S:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能交通及安防業(yè)務(wù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)JPEG圖片文件尺寸上限可配置的自適應(yīng)壓縮處理 方法，其特征在于，所述的計算綜合量化步長因數(shù)并將標(biāo)準(zhǔn)量化表修改為專用量化表，包括以下步驟: (71)根據(jù)以下公式計算步長因數(shù)Ft:Ft = QXK ； 其中，Q為綜合壓縮質(zhì)量因子，K為壓縮參數(shù)的加權(quán)因子； (72)根據(jù)以下公式計算綜合量化步長因數(shù)F:
全文摘要
本發(fā)明涉及一種智能交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)JPEG圖片尺寸上限可配的自適應(yīng)壓縮方法，其中包括獲取源圖像參數(shù)信息、計算綜合壓縮質(zhì)量因子、計算壓縮參數(shù)的加權(quán)因子、根據(jù)需要進(jìn)行源圖像重采樣、計算綜合量化步長因數(shù)并將標(biāo)準(zhǔn)量化表修改為專用量化表、劃分等級并設(shè)置不同的JPEG編碼選項(xiàng)、進(jìn)行離散余弦變換、標(biāo)量量化處理、霍夫曼編碼得到實(shí)際輸出的JPEG圖像信息、保存進(jìn)入自學(xué)習(xí)參數(shù)庫中。采用該種智能交通系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)JPEG圖片尺寸上限可配的自適應(yīng)壓縮方法，實(shí)現(xiàn)了對高清JPEG車輛圖片進(jìn)行可配上限的自動壓縮處理，以便進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和傳輸，并達(dá)到了按需求有效控制圖像大小和質(zhì)量的目標(biāo)，使用靈活方便、工作性能穩(wěn)定可靠、適用范圍較為廣泛。
文檔編號H04N7/26GK103108179SQ201110362130
公開日2013年5月15日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者余永桂, 趙昕, 陳宏 申請人:上海寶康電子控制工程有限公司