CN102007772A - 用于分离图像压缩的***和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于分离图像压缩的方法和***。根据一个实施例，计算机实现的方法包括：启动屏幕图像的传送；准备屏幕图像以供分离；将屏幕图像分离成图像块；将图像块压缩成图像分组；以及传输图像分组。

Description

用于分离图像压缩的***和方法
技术领域
本发明总体上涉及计算机应用领域，并且更具体地涉及分离图像压缩。
背景技术
计算机和网络技术的迅速发展给生活和工作带来了很大的便利。虚拟空间继续增长。技术的进步改进了远程终端和控制台的可访问性。例如，使用VNC、PCAnywhere以及NetMeeting，人们可以如同访问本地机器一样容易地访问远程计算机。在这样的应用中，基于图像压缩和传输的远程屏幕同步是关键的。远程桌面屏幕的频繁改变使得要通过计算机网络传送大量的图像数据，从而消耗了大量的网络带宽。
现有方法试图减少对网络带宽的较大消耗。早些年，一些简单的算法在不压缩数据的情况下处理远程屏幕数据，诸如Raw、RRE和Hextile。尽管此类算法有所发展，但是用于通过网络传送数据的带宽的大量消耗仍然存在。随后，Tridia VNC提出了被称为“Zlib”和“ZlibHex”的两种算法。这两种算法使用标准“zlib”库对Raw和Hextile数据进行编码和压缩，以进一步减小数据大小。然而，所得到的无损压缩并未解决较大带宽消耗的问题。
诸如JPEG的有损图像压缩对屏幕图像进行压缩。该压缩在没有显著影响最终图像质量的情况下大大减小了数据大小。有损压缩技术的局限在于其压缩不同于桌面屏幕图像的自然图像。由JPEG压缩的桌面屏幕图像无法产生同时具有高压缩率的高图像质量。
远程桌面图像是图形图像并且包含大量具有极其锐利的轮廓的文本和线条。JPEG编码器需要产生更多输出以保持原始图像质量。即便如此，还是导致轮廓区域周围的模糊输出。
远程桌面应用中的传统图像压缩方法无法同时产生高质量图像和高压缩率。
本申请要求于2008年4月16日提交的、题为“Separated Graph/Text Image Compression for Improving Application  Sharing and Desktop Sharing Performance(用于提高应用共享和桌面共享性能的分离图形/文本图像压缩)”的美国临时专利申请61/045,545号的权益和优先权，并且通过引用将其合并于此。
发明内容
公开了一种用于分离图像压缩的方法和***。根据一个实施例，计算机实现的方法包括：启动屏幕图像的传送；准备屏幕图像以供分离；将屏幕图像分离成图像块；将图像块压缩成图像分组；以及传输图像分组。
附图说明
包括的作为本说明书的一部分的附图示出了当前优选的实施例，并且连同以上给出的总体描述和以下给出的优选实施例的详细描述一起用来解释和传授本发明的原理。
图1是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性图像编码和压缩处理的流程图。
图2是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性编码数据结构的框图。
图3是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性图像传输处理的处理流程图。
图4是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性解码处理的流程图。
图5是根据一个实施例的、用于在分离图像压缩***内建立用户***与提供方之间的关系的流程图。
图6是根据一个实施例的、示例性分离图像压缩***中的用户和提供方的***级图。
图7示出了根据一个实施例的、本***使用的示例性计算机体系结构。
具体实施方式
公开了用于分离图像压缩的方法和***。根据一个实施例，计算机实现的方法包括：启动屏幕图像的传送；准备屏幕图像以供分离；将屏幕图像分离成图像块；将图像块压缩成图像分组；以及传输图像分组。
用于分离图像压缩的***从屏幕图像中分离出文本和线条。然后可以基于数据特性分别对文本和图像进行压缩。在对文本和线条的颜色和区域进行分析之后，将文本和线条转换成二值纹理图像(textural image)，并且通过诸如JBIG的二值无损图像压缩工具对其进行压缩。
在以下的描述中，出于解释的目的，提出了特定命名以提供对这里所公开的各个发明概念的透彻理解。然而，本领域的技术人员将清楚的是：并不要求这些具体细节来实践这里所公开的各个发明概念。
以下详细描述的一些部分是按照对计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示来阐述的。这些算法描述和表示是数据处理领域内的技术人员使用的、将他们工作的实质最有效地传递给本领域的其它技术人员的手段。这里的方法总体上被认为是产生期望结果的前后一致的处理。该处理包括对物理量的物理操作。通常(而非必须地)，这些量采用能够被存储、传送、组合、比较以及另外地操作的电信号或磁信号的形式。主要是出于通用使用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字等有时已证明了便利性。
然而，应该记住，所有这些和类似术语将与适当的物理量相关联并且仅是应用于这些量的方便的标记。除非具体声明，否则根据以下讨论显然应理解：在本说明书中，利用诸如“处理”或“计算”或“算出”或“确定”或“显示”等的术语的讨论指的是计算机***或类似电子计算设备的动作和处理，该计算机***或类似电子计算设备将计算机***的寄存器和存储器内被表示为物理(电子)量的数据操作和转换为被类似表示为计算机***存储器或寄存器或者其它这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其它数据。
本方法和***还涉及用于执行这里的操作的装置。该装置可以是针对所要求的目的特别构建的，或者它可包括通用计算机，该通用计算机由存储在该通用计算机中的计算机程序选择性地激活或者重新配置。这种计算机程序可存储在计算机可读存储介质中，计算机可读存储介质诸如但不限于：包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘的任何类型的盘，只读存储器(“ROM”)，随机存取存储器(“RAM”)，EPROM，EEPROM，磁卡或光卡，或者适合于存储电子指令的任何类型的介质，并且各自耦合到计算机***总线。
这里提出的算法和显示不固有地与任何特定计算机或其它装置有关。各种通用***可根据这里的传授内容利用程序来使用，或者它可证明便于构建更专用的装置来执行所要求的方法步骤。将从以下的描述中呈现用于多种这些***的所要求的结构。另外，本发明不是参考任何特定的编程语言描述的。将理解，可使用多种编程语言来实施这里所描述的发明的传授内容。
图1是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性图像编码和压缩处理的流程图。示例性处理包括：对屏幕图像进行预处理；分离屏幕图像的前景和背景；处理前景图像；处理背景图像；以及对二者进行压缩。
输入RGB(红绿蓝)屏幕图像101，并且使用线性函数将彩色图像从RGB变换到YUV色彩空间102。Y分量信号更适合用于图形分离，这是因为人眼时Y分量信号更加敏感。另外，与使用RGB分量相比，使用Y分量减小了处理数据的量。在其它实施例中，将色彩空间的其它选择(诸如HIS)用于图形分离。
通过对纹理信号进行预处理增强分离效率103，其中针对纹理信号计算像素梯度。该图像预处理是有帮助的，这是因为纹理信号和背景图像信号具有不同的特性。由于纹理块中的前景与背景之间相对强的对比，当进行梯度计算时，可以增强纹理信号，同时可以削弱背景信号。
将图像分成小块104，并且每块被单独处理并且被分成类别。计算像素梯度，从而每个块具有发光度转变参数。通过搜索块中的显著亮度改变来计算转变数，并且稍后在确定块是否是纹理块时使用该数。背景图像块中的像素通常采用高色度，因此块色度统计还可以有助于确定块类型。通过计算块中的像素的颜色和亮度，可以将块分类成低色度、中色度或者高色度。
计算峰密度105，以根据预定阈值确定该块属于文本块还是背景图像块。阈值与块的水平和垂直方向上的峰和谷的数目有关。
根据发光度转变参数和颜色统计，对块分类106进行修改。在块分类106之后，将前景颜色和背景颜色分离成纹理块。根据一个实施例，分离图像压缩算法评估是否已经设置相邻块的前景和背景颜色，并首先处理相邻块。对纹理块应用适应性阈值计算107，并且基于算出的阈值对分离进行处理。计算阈值两侧的像素的MSD(均方差)，较小的阈值为前景像素。
通过使用前景像素的颜色的均值来设置前景颜色108，并且将前景图像转换成二进制图像109。在文本提取之后，移除留在背景图像中的纹理信号并用其周围的非前景像素的均值将其替换110。对分离的纹理块进行平滑111。
设置背景图像的背景颜色112。背景图像现在包含还没有移除的明显噪声和锐利边缘。噪声和锐利边缘二者的存在对图像压缩具有负面影响。为了补救该问题，对背景图像进行平滑113以改进压缩效果。在平滑113之后，通过JPEG以高比率压缩背景图像。当所有块的分类和提取完成时114，合并具有相同前景颜色的纹理块的二进制图像115。对包含前景颜色和合并的二进制图像数据的数据流进行无损压缩116，并且将前景数据流和背景数据流打包成结构，图2中示出了这种结构的示例。
图2是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性编码数据结构的框图。图像数据结构具有前景图像数据部分201和背景图像数据部分204。前景图像数据部分201具有前景颜色列表202和合并纹理块数据203。前景颜色列表202包含前景颜色的数目和每种颜色的RGB值。合并纹理块数据203按照颜色列表202的顺序存储每个合并纹理块数据。根据一个实施例，压缩背景图像数据部分204包含压缩的JPEG数据。
图3是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性图像传输处理的流程图。用户A通过启动图像传送来触发图像编码和压缩301。根据分离图像压缩方法来进行图像编码和压缩302，图1中描绘了示例性分离图像压缩方法。
将压缩的图像分组从用户A传输到用户B 303，并且当用户B接收到分组时触发解压缩304。使用压缩中使用的相反处理将压缩的分组解压缩成图像块305。然后，将图像绘制在用户B的屏幕上306。图3中示出的示例性实施例描绘了两个用户之间的传输，然而，本领域的技术人员应理解：在其它实施例中，图像的传送和接收可以发生在多个用户之间。
图4是根据一个实施例的、分离图像压缩***内的示例性解码处理的流程图。远程客户端接收包含编码和压缩的图像数据的分组401，并且启动解码。从分组数据流中提取前景图像块和压缩的背景图像数据402。对提取的纹理块进行解压缩403，并且对背景图像数据进行解压缩404。通过逆转压缩处理来实现解压缩。使用背景图像数据、纹理块(textural block)和前景颜色数据，将图像呈现在接收者的屏幕上405。
图5是根据一个实施例的、用于在分离图像压缩***内建立用户***与提供方之间的关系的流程图。用户从提供方请求分离图像压缩软件501。提供方向用户提供(经由弹出显示或电子邮件或其它形式的通信)许可协议502，并且用户同意许可条款503。提供方向用户提供(经由任何形式的通信)分离图像压缩软件504，并且在用户***上安装该分离图像压缩软件505。在成功安装之后，用户可以参与到分离图像压缩共享场景中506。
图6是根据一个实施例的、示例性分离图像压缩***中的用户和提供方的***级图。用户A 601从提供方603请求分离图像压缩软件，并且提供方向用户A 601提供分离图像压缩软件。类似地，用户B 602从提供方603请求分离图像压缩软件，并且提供方向用户B 602提供分离图像压缩软件。用户A 601和用户B 602都将分离图像压缩软件安装在其***上，并且能够使用用于分离图像压缩的***来共享图像。图6中示出的示例性实施例描绘了两个用户之间的传输，然而，本领域的技术人员应理解：在其它实施例中，图像的传送和接收可以在多个用户之间发生。
图7示出了根据一个实施例的、本***使用的示例性计算机体系结构。体系结构700的一个实施例包括用于传输信息的***总线720以及用于处理信息的耦合到总线720的处理器710。体系结构700还包括用于存储处理器710要执行的指令和信息的耦合到总线720的随机存取存储器(RAM)或者其它动态存储设备725(这里称为主存储器)。主存储器725还可用于在处理器710执行指令期间存储临时变量或其它中间信息。体系结构700还可包括用于存储处理器710所使用的指令和静态信息的耦合到总线720的只读存储器(ROM)和/或其它静态存储设备726。
数据存储设备727(诸如磁盘或光盘)及其相应的驱动器也可耦合到计算机***700，以存储信息和指令。体系结构700也可以经由I/O接口730耦合到第二I/O总线750。多个I/O设备可耦合到I/O总线750，包括显示设备743、输入设备(例如，字母数字输入设备742和/或光标控制设备741)。
通信设备740允许经由网络访问其它计算机(服务器或客户端)。通信设备740可包括一个或更多个调制解调器、网络接口卡、无线网络接口或其它公知的接口设备，诸如用于耦合到以太网、令牌环或者其它类型网络的设备。
公开了用于分离图像压缩的方法和***。应理解：这里描述的实施例是为了说明的目的，并且不应认为是限制本实施例的主题内容。对本领域的技术人员来说，在不背离本发明的范围或精神的情况下，产品的各种修改、使用、替代、重组、改进、方法将是明显的。

Claims (22)

1.一种计算机实现的方法，包括：
启动屏幕图像的传送；
准备所述屏幕图像以供分离；
将所述屏幕图像分离成图像块；
将所述图像块压缩成图像分组；以及
传输所述图像分组。
2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，准备所述屏幕图像以供分离包括变换图像色彩空间、计算像素梯度以及计算峰密度中的一个或更多个。
3.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，图像块包括前景图像块。
4.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，图像块包括背景图像块。
5.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，图像分组包括前景颜色列表。
6.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，图像分组包括合并纹理块数据。
7.一种计算机实现的方法，包括：
接收图像分组；
从所述图像分组中提取图像块；
将所述图像块解压缩成屏幕图像；以及
显示所述屏幕图像。
8.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，图像块包括前景图像块。
9.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，图像块包括背景图像块。
10.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，图像分组包括前景颜色列表。
11.根据权利要求7所述的计算机实现的方法，其中，图像分组包括合并纹理块数据。
12.一种存储有多条指令的计算机可读介质，所述多条指令在由计算机执行时使所述计算机执行下述操作：
启动屏幕图像的传送；
准备所述屏幕图像以供分离；
将所述屏幕图像分离成图像块；
将所述图像块压缩成图像分组；以及
传输所述图像分组。
13.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中，准备所述屏幕图像以供分离包括变换图像色彩空间、计算像素梯度以及计算峰密度中的一个或更多个。
14.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中，图像块包括前景图像块。
15.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中，图像块包括背景图像块。
16.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中，图像分组包括前景颜色列表。
17.根据权利要求12所述的计算机可读介质，其中，图像分组包括合并纹理块数据。
18.一种存储有多条指令的计算机可读介质，所述多条指令在由计算机执行时使所述计算机执行下述操作：
接收图像分组；
从所述图像分组中提取图像块；
将所述图像块解压缩成屏幕图像；以及
显示所述屏幕图像。
19.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中，图像块包括前景图像块。
20.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中，图像块包括背景图像块。
21.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中，图像分组包括前景颜色列表。
22.根据权利要求18所述的计算机可读介质，其中，图像分组包括合并纹理块数据。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110406