Обратимый способ преобразования файла, закодированного первым кодированием, в файл, закодированный вторым кодированием

Изобретение относится к кодированию изображений. Технический результат заключается в повышении качества кодирования изображения за счет уменьшения потерь при кодировании. В способе обратимое кодирование изображения осуществляют путем извлечения изображения, сжатого в первоначальном формате данных сжатия, частичного разжатия сжатого изображения в по меньшей мере частично разжатое промежуточное изображение, перекодирования упомянутого промежуточного изображения в перекодированное изображение и объединения упомянутого перекодированного изображения предпочтительно в один файл с данными сжатия. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к области кодирования изображения, в частности, с целью его сжатия.

Предшествующий уровень техники

Как правило, пользователь получает изображение двумя способами: либо посредством дистанционной загрузки этого изображения, либо путем съемки фотографии. Обычно изображение получают в сжатом виде. Формат кодирования задает либо сам съемочный аппарат, либо, в случае необходимости, провайдер дистанционно загружаемого изображения. Однако такой формат может не подходить для использования некоторыми программами, или изображение может быть в недостаточно сжатом формате; при этом высокая степень сжатия является важным фактором, когда число фотографий является большим или когда объем доступной памяти является недостаточным, что, в частности, происходит в случае мобильных устройств, таких как цифровые фотоаппараты, сотовые телефоны или цифровые планшеты. С другой стороны, иногда стараются сохранить фотографию в ее первоначальном формате, в частности, если этот формат широко распространен, например в формате jpeg (сокращение от Joint Photographic Experts Group), в котором она были загружена дистанционно или снята во время фотографирования; что противоречит, в частности, потребности в экономии объема памяти.

Краткое изложение существа изобретения

Согласно изобретению способ кодирования изображения отличается тем, что содержит:

- этап извлечения изображения, сжатого в первоначальном формате данных сжатия;

- этап по меньшей мере частичного разжатия сжатого изображения в по меньшей мере частично разжатое промежуточное изображение;

- этап перекодирования упомянутого промежуточного изображения в перекодированное изображение; и

- этап объединения упомянутого перекодированного изображения предпочтительно в один файл с данными сжатия.

Такой способ предпочтительно дополнительно содержит:

- этап восстановления промежуточного изображения из перекодированного изображения; и еще более предпочтительно

- этап восстановления изображения, повторно сжатого в первоначальном формате, из восстановленного промежуточного изображения и упомянутых данных сжатия.

Предпочтительно этот способ предназначен для начального формата сжатия, которым является формат jpeg. В частности, если первоначальным форматом является jpeg, то предпочтительно промежуточным изображением является изображение типа YCbCr.

Предпочтительно на этапе перекодирования промежуточного изображения используют кодирование, являющееся объектом международной заявки WO 2012/059124, поданной на имя заявителя, при котором для последовательности первоначальных цифровых значений промежуточного изображения и для первого начального значения последовательности сжатое значение первого значения равно первому значению, затем для каждого текущего начального значения осуществляют следующие этапы:

- вычисляют разность между текущим начальным значением и разжатым значением начального значения, которое непосредственно предшествует текущему значению; затем

- вычисляют сжатое значение упомянутой разности при помощи функции сжатия; затем

- вычисляют разжатое значение, соответствующее упомянутому текущему начальному значению; затем

- применяют три предыдущих этапа для непосредственно следующего значения, если такое существует; и

- формируют сжатую последовательность значений, каждое из которых соответствует соответствующему начальному значению.

Предпочтительно такое или другое кодирование позволяет существенно уменьшить весовой коэффициент изображения без ощущаемой потери качества. Если изображение должно быть использовано в его первоначальном формате сжатия, сохранение параметров сжатия позволяет восстановить повторно сжатое изображение в его первоначальном формате, очень близко к первоначальному одновременно по весовому коэффициенту и по качеству.

Объектом изобретения является также приложение для мобильного устройства, в частности для смартфона, отличающееся тем, что в нем применяют способ в соответствии с изобретением.

Краткое описание чертежей

Далее следует описание вариантов выполнения изобретения, представленных в качестве неограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых: фиг.1 иллюстрирует способ в соответствии с изобретением.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Заявленный способ описан в его применении для цифрового сжатия изображения. В этом примере первоначальным изображением является фотография 1 пейзажа 2, снятая при помощи мобильного телефона 3. Сначала фотографию преобразуют в матрицу 4 необработанного изображения с составляющими RGB (Red Green Blue: красный, зеленый, синий), затем телефон 3 автоматически преобразует его в сжатое изображение 6 в формате сжатия, в данном случае в формате jpeg (сокращение от Joint Photographic Experts Groups).

Приведение в формат jpeg содержит следующие этапы сжатия:

- разбивка 11 необработанного изображения на блоки 8 на 8 пикселей;

- преобразование 12 составляющих RGB изображения в одну составляющую яркости Y и две составляющие цветности Cb и Cr;

- преобразование 13 DCT (дискретное косинусное преобразование);

- квантование 14;

- кодирование 15 типа RLE (кодирование длины серий); затем

- двоичное кодирование 16, например, типа кодирования по Хаффману в случае формата jpeg;

таким образом, чтобы в реовиде в файле 7 в памяти телефона 3.

Изобретением предлагается приложение 20, которое позволяет, в частности, увеличить возможности памяти телефона 3. Приложение 20 можно загрузить дистанционно, например в онлайновом магазине, в частности типа магазинов, известных под названиями “apple store ^TM” или “play store ^TM”; в альтернативном варианте приложение может быть встроенным, то есть изначально поставленным вместе с телефоном; еще в одном альтернативном варианте приложение может находиться в микросхеме (например, в симкарте), предоставляемой телефонным оператором.

В представленном примере приложение 20 в соответствии с изобретением позволяет преобразовать сжатое изображение 6 в перекодированное изображение 8. В представленном примере степень сжатия перекодированного изображения 8 выше, чем в сжатом изображении 6, то есть весовой коэффициент перекодированного изображения 8, измеренный в битах, меньше весового коэффициента сжатого изображения 6. Не ограничительно приложение 20 может действовать:

- целенаправленно, то есть пользователь выбирает среди сжатых изображений, находящихся в его устройстве 3, в данном случае телефоне, изображение 6, которое он намеревается обработать при помощи приложения;

- по запросу, то есть пользователь по желанию запускает приложение, чтобы оно нашло в памяти устройства 3 файл 7, который может быть обработан приложением автоматически или не автоматически;

- автоматически, то есть приложение автоматически производит обработку каждой из фотографий 1, снятых устройством 3, без вмешательства пользователя и скрытно.

Приложение в соответствии с изобретением обеспечивает реверсивность обработки. Как показано, в частности, на фиг.1, приложение 20 автоматически исполняет следующие последовательные этапы:

- сначала этап 21 обнаружения и считывания файла 7, соответствующего сжатому изображению 6; затем

- приложение 20 извлекает из файла 7 данные 22, связанные с сжатием 11-16, позволившие получить сжатое изображение 6 из необработанного изображения 4 и обозначенные на фигуре “INFO”, и сохраняет в памяти упомянутые данные 22;

- приложение 20 производит разжатие 23-27; затем

- перекодирование 30 таким образом, чтобы получить перекодированное изображение 8; затем

- объединение в один файл 31 перекодированного таким образом изображения 8 и данных 22.

В представленном случае, то есть в случае изображения 6, сжатого в формате jpeg, данные 22 в основном содержат таблицы, используемые для квантования 14. Эти данные 22 содержатся в заголовке файла 7 и позволяют восстановить изображение в форме, очень близкой к первоначальному сжатому изображению 6, например, путем его выведения на экран, например на экран телефона 3.

Разжатие 23-26 является частичным и в представленном случае содержит:

- обратное двоичное кодирование 23, например, типа обратного кодирования по Хаффману в случае формата jpeg; затем

- обратное кодирование 24 типа RLE; затем

- обратное квантование 25; затем

- обратное преобразование DCT 26.

Обратные операции 23-26 обозначены на фигуре как прямые операции 13-26, но с показателем степени «-1».

Таким образом, получают промежуточное изображение 27, опять содержащее три составляющих изображения, то есть составляющую яркости Y и две составляющие цветности Cb и Cr, по существу идентичные составляющим, полученным на этапе сжатия 12, если не считать погрешности, свойственные процессу jpeg.

На последующем этапе 30 кодер С приложения 20 перекодирует три составляющие Y, Cb, Cr промежуточного изображения 27. В представленном примере кодер С выполнен таким образом, чтобы файл 31, содержащий перекодированное изображение 8 и данные 22 сжатия, имел весовой коэффициент, меньший весового коэффициента сжатого файла 7, содержащего сжатое изображение 6. Предпочтительно используют кодер типа описанного в международной патентной заявке WO 2012/059124, поданной на имя заявителя.

Формат кодирования С может быть запатентованным форматом, то есть он не может быть общим и, следовательно, несовместим с программами или приложениями, установленными в телефоне 3 или доступными с телефона 3, или установленными в другом устройстве, отличном от телефона 3.

Таким образом, приложение обеспечивает реверсивность кодирования С. Во время этой обратной операции извлекают 33 данные 22 из перекодированного файла 31 и производят 35 декодирование С^-1, которое позволяет восстановить изображение 36, образованное тремя составляющими Y, Cb и Cr, по существу идентичными составляющим, полученным на этапе сжатия 12, если не считать погрешностей, свойственных процессу jpeg, добавившихся к погрешностям кодирования/декодирования С/С^-1. Предпочтительно перекодированный файл 31, перекодированное изображение 8 и содержащиеся в файле данные 22 сохраняют с целью оптимизации использования памяти.

Процедуру повторного сжатия изображения 36 в формате jpeg производят на основании декодированного файла 37, содержащего декодированное изображение 36 в формате YCbCr, начиная непосредственно с этапа 13 преобразования DCT; затем, используя данные сжатия 22, ее продолжают квантованием 14, затем кодированием 15 типа RLE и кодированием 16 типа Хаффмана. Таким образом, получают повторно сжатое изображение 6В, близкое и в том же формате, что и ранее полученное сжатое изображение 6.

Разумеется, повторно сжатое изображение 6В не предназначено для перекодирования в соответствии с описанными ранее этапами 21, 23-26, 30, а для использования или передачи в другой прибор в универсальном формате, в данном случае в формате jpeg. После использования и/или передачи повторно сжатого изображения 6В его можно автоматически уничтожить, при этом перекодированный файл 31, перекодированное изображение 8 и содержащиеся в файле данные 22 сохраняют с целью оптимизации использования памяти. Таким образом, в оптимизированном случае только одно или несколько изображений, используемых в данный момент, находятся в повторно сжатом состоянии в первоначальном формате jpeg, тогда как другие остаются в перекодированном формате С, за счет чего происходит оптимизация весового коэффициента сжатых изображений.

Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше примерами.

Так, обратное перекодирование можно использовать для других целей, отличных от оптимизации весового коэффициента файлов.

1. Способ кодирования файла, содержащий этапы, на которых: извлекают информацию сжатия из файла, сжатого в исходном формате;

по меньшей мере частично разжимают сжатый файл в промежуточный по меньшей мере частично разжатый файл;

перекодируют промежуточный файл в перекодированный файл; и

объединяют перекодированный файл с информацией сжатия.

2. Способ по п. 1, который используют для кодирования изображения, при этом

указанный файл содержит изображение, а перекодированный файл является перекодированным изображением,

при этом шаг объединения перекодированного файла с информацией сжатия содержит объединение в том же файле перекодированного изображения с информацией сжатия.

3. Способ по п. 2, в котором дополнительно восстанавливают промежуточное изображение из перекодированного изображения.

4. Способ по п. 3, в котором дополнительно

восстанавливают сжатое изображение в исходном формате из восстановленного промежуточного изображения и упомянутой информации сжатия.

5. Способ по п. 2, в котором исходным форматом сжатия является JPEG формат.

6. Способ по п. 5, в котором промежуточным изображением является изображение типа YCbCr.

7. Способ по п. 1, в котором на этапе перекодирования промежуточного цифрового изображения используют кодирование, при котором для последовательности исходных цифровых значений промежуточного цифрового изображения и для первого исходного значения последовательности сжатое значение первого значения равно первому значению, и затем для каждого текущего исходного значения выполняют следующие этапы, на которых:

вычисляют разность между текущим исходным значением и разжатым значением исходного значения, которое непосредственно предшествует текущему значению; затем

вычисляют сжатое значение упомянутой разности при помощи функции сжатия; затем

вычисляют разжатое значение, соответствующее упомянутому исходному текущему значению; и

применяют три предыдущих этапа вычисления для непосредственно следующего значения, если такое имеется; и

формируют сжатую последовательность значений, каждое из которых соответствует соответствующему исходному значению.

8. Машиночитаемый носитель, содержащий исполняемые компьютером инструкции, для выполнения способа по п. 1.

9. Машиночитаемый носитель, содержащий исполняемые компьютером инструкции, для выполнения способа по п. 7.