CN112929669B - 图像编码及解码方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种图像编码及解码方法、装置。其中，该方法包括：获取待处理的目标图像；对于目标图像中各个像素点，获取各个像素点的每个分量的统计直方图，并分别确定统计直方图中的基本色和逃逸色，其中，分量为像素点的组成单位；依据基本色和逃逸色，为每个分量分配序号，得到每个分量的索引信息；对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色进行编码，得到目标图像的编码数据。本发明解决了由于现有技术采用像素随机置乱的方法，打乱了图像相邻像素间的相关性造成的压缩效率低，码流过大的技术问题。

Description

图像编码及解码方法、装置

技术领域

本发明涉及图像传输领域，具体而言，涉及一种图像编码及解码方法、装置。

背景技术

现有的针对图像的加密算法，一般采用像素随机置乱的方法来打乱原有的图像排列顺序。这种方法虽然能够较好的将图像变成一堆离散无规则的像素，使图像信息不可见，但也将图像相邻像素间的相关性给打乱了，从而极大的减小了压缩效率，增大了码流，使其在常用的传输条件中不可用。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种图像编码及解码方法、装置，以至少解决由于现有技术采用像素随机置乱的方法，打乱了图像相邻像素间的相关性造成的压缩效率低，码流过大的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种图像编码方法，包括：获取待处理的目标图像；对于目标图像中各个像素点，获取各个像素点的每个分量的统计直方图，并分别确定统计直方图中的基本色和逃逸色，其中，上述分量为像素点的组成单位；依据基本色和逃逸色，为每个分量分配序号，得到每个分量的索引信息；对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色进行编码，得到目标图像的编码数据。

可选地，获取目标图像在每个分量的统计直方图，包括：将目标图像在每个分量的值分别分成多个子取值区间，生成与每个分量对应的统计直方图。分别确定每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色，包括：根据统计直方图，确定每个子取值区间在目标图像中出现的次数；统计目标图像的每个分量中的子取值区间出现的次数，并分别对每个分量中各个子取值区间出现的次数按照从大到小的顺序进行排序；将排序靠前的预设数量的子取值区间作为基本色，将剩余的子取值区间作为逃逸色，其中，目标图像的每个分量对应一组基本色和逃逸色。

可选地，依据基本色和逃逸色，为目标图像中各个像素点的每个分量分配序号，得到每个分量的索引信息，包括：为每个分量的基本色和逃逸色进行编号，其中，对每个分量而言，每个基本色各自对应一个序号，全部逃逸色对应一个序号；依次将像素点的每个分量的值与每个分量各自的基本色进行比对，如果像素点的每个分量的值，在对该分量对应的任意基本色的取值区间的范围内，则对像素点在该分量上的值编号，其中，对像素点进行编号得到的编号与像素点的基本色的序号相同；如果像素点的每个分量的值，不在该分量对应的任意基本色的取值区间的范围内，则将像素点的编号设置为与逃逸色的序号相同，并将像素点编号作为索引信息；像素点在各个分量上的编号为像素点在该分量的索引信息。

可选地，对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色进行编码，包括：对每个分量的基本色和逃逸色量化，得到每个分量的量化基本色和量化逃逸色；对每个分量的量化基本色和量化逃逸色进行反量化；将每个分量的反量化后的量化基本色与该分量对应的基本色进行对比，得到第一对比结果；将每个分量的反量化后的量化逃逸色与该分量对应的逃逸色进行对比，得到第二对比结果；依据第一对比结果和第二对比结果确定每个分量的残差图，其中，每个分量的残差图用于显示每个分量的基本色和逃逸色量化后，再解码时出现的偏差；对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色，每个分量的残差图进行加密。

可选地，每个分量的索引信息、每个分量的基本色和逃逸色通过以下方式进行加密：使用第一置乱加密算法对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色进行加密。

可选地，使用第一置乱加密算法对每个分量的索引信息、每个分量的基本色和逃逸色进行加密，包括：对每个分量的索引信息分别进行分类，得到每个分量对应的预测索引图和第三标记符号对应的索引信息；为每个分量的量化基本色和量化逃逸色设置第一密钥，为预测索引图和第三标记符号对应的索引信息分别设置第二密钥和第三密钥；预测索引图为目标图像中的任意像素点，在每个分量上分别按照预设规则，用标记符号替代序号后，得到的任意像素点的坐标信息与对应的标记符号的汇总表格，其中，目标图像的每个分量分别有一个对应的预测索引图；依据第一密钥，第二密钥和第三密钥，使用第一映射置乱算法对量化基本色和量化逃逸色，预测索引图，第三标记符号对应的索引信息进行加密。

可选地，在每个分量上分别按照预设规则，用标记符号替代序号，包括：对任意像素点在每个分量上的序号，依据每个分量的索引信息，将任意像素点的序号与第一相对位置的像素点的序号进行比较，第一相对位置为任意像素点紧邻的左边或右边，如果任意像素点的序号与第一相对位置的像素点的序号相同，则为任意像素点设置第一标记符号；如果任意像素点的序号与第一相对位置的像素点的序号不相同，则将任意像素点的序号与第二相对位置的像素点的序号进行比较，第二相对位置为与任意像素点紧邻的上方或下方；如果任意像素点的序号与第二位置的像素点的序号相同，则为任意像素点设置第二标记符号；对任意未被设置为第一标记符号或第二标记符号的像素点，则为像素点设置第三标记符号。

可选地，对于设置为第三标记符号的像素点，还需要提取并记录像素点的坐标信息与对应的序号，得到第三标记符号对应的索引信息，每个分量均对应一个第三标记符号对应的索引信息。

根据本发明实施例的另一方面，还提供了一种解码方法，包括：对目标图像的编码数据进行解码，得到每个分量的索引信息，基本色和逃逸色；依据每个分量的索引信息，基本色和逃逸色，确定目标图像中各个像素点在每个分量上的值；依据各个像素点在每个分量上的值，得到目标图像。

根据本发明实施例的一个方面，提供了一种图像编码装置，适用于上述编码方法，包括：获取模块，用于获取待处理的目标图像；转换模块，用于对目标图像中各个像素点，获取每个分量的统计直方图，并分别确定每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色；第一确定模块，用于确定每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色；第二确定模块，用于依据每个分量的基本色和逃逸色为目标图像中的各个像素点每个分量上的值分配序号，得到每个分量各自对应的索引信息；第三确定模块，用于对每个分量的索引信息、基本色和逃逸色进行编码，得到目标图像的编码数据。

可选地，第二确定模块还用于得到每个分量的量化基本色和量化逃逸色，并计算每个分量的残差图。

可选地，第三确定模块还用于得到预测索引图和第三标记符号对应的索引信息。

根据本发明实施例的另一个方面，还提供了一种图像解码装置，适用于上述解码方法，包括：解码模块，用于对目标图像的编码数据进行解码，得到每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色；确定模块，用于依据每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色，确定目标图像中各个像素在每个分量上的值；转换模块，依据各个像素点在每个分量上的值，得到目标图像。

根据本发明实施例的又一方面，还提供了一种非易失性存储介质，非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制非易失性存储介质所在设备执行上述的图像编码及解码方法。

在本发明实施例中，采用获取待处理的目标图像；获取目标图像在每个分量的统计直方图，并分别确定每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色；依据基本色和逃逸色，为目标图像中的各个像素点在每个分量上分配序号，得到每个分量各自的索引信息；对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色进行编码，得到目标图像的编码数据的方式，通过文字编码的方法，达到了充分利用图像像素间的相关信息的目的，从而实现了在不增加额外码流的同时又对图像进行加密处理的技术效果，进而解决了由于现有技术采用像素随机置乱的方法，打乱了图像相邻像素间的相关性造成的压缩效率低，码流过大技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的一种图像编码方法的流程示意图；

图2是根据本发明实施例的一种解码方法的流程示意图；

图3是根据本发明实施例的一种统计直方图的示意图；

图4是根据本发明实施例的一种图像编码装置的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的一种图像解码装置的结构示意图；

图6是根据本发明实施例的一种置乱加密的结果示意图；

图7是根据本发明实施例的一种雷达态势图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本发明实施例，提供了一种图像编码的方法实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机***中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1是根据本发明实施例的一种图像编码方法，如图1所示，该方法包括如下步骤：

步骤S102，获取待处理的目标图像；

步骤S104，对于目标图像中各个像素点，获取各个像素点的每个分量的统计直方图，并分别确定统计直方图中的基本色和逃逸色；

在本申请的一些实施例中，获取目标图像在每个分量的统计直方图，并分别确定每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色，首先需要将目标图像在每个分量的值分别分成多个子取值区间，生成与所述每个分量一一对应的统计直方图；其次根据与每个分量一一对应的所述统计直方图，确定每个子取值区间在所述目标图像的中出现的次数；然后统计目标图像的每个分量中的子取值区间出现的次数，并分别对所述每个分量中各个子取值区间出现的次数按照从大到小的顺序进行排序；最后将排序靠前的预设数量的子取值区间作为所述基本色，将剩余的子取值区间作为所述逃逸色，其中，所述目标图像的每个分量对应一组基本色和逃逸色。

所述目标图像的编码方式可以是YUV格式或者RGB格式等常见的编码方式。当图像的编码方式为YUV格式时，所述目标图像中各个像素点的每个分量指的是各个像素点的Y分量，U分量，V分量或者RGB格式图像中各个像素点的颜色分量(R分量、G分量和B分量)。需要说明的是目标图像的编码方式并不限于YUV和RGB，也可以是其他编码格式的图像。

为了减轻在定位基本色和逃逸色时的工作量，对于一些色彩比较单一，且高频信息更多的图片，如图7所示的雷达态势图，该雷达态势图的底色和数据图形部分可以设置为不同的颜色，例如，底色设置为黑色，其余部分均为绿色，可以先对图像进行降阶处理，例如，可以将256级的雷达态势图转换为32级的，具体转化方法如下式：

式中，Img(x,y)表示原雷达态势图种任意一个像素点在三个分量上的数值，x,y为该像素点的横纵坐标，用于确定像素点在雷达态势图中的位置。newImg(x,y)表示降阶后的雷达态势图中任意像素在在三个分量上的数值。Level为可以表示为2ⁿ的正整数。floor为向下取整函数。

需要说明的是，上述高频信息更多的图片指的是图片中某一种或某几种图片出现的频率显著高于其他颜色的频率。

在得到降阶后的雷达态势图后，为了确定降阶雷达态势图每个分量上的基本色和逃逸色，需要分别对降阶雷达态势图每个分量的值进行直方图统计，统计间隔deta可以为2,4,8等可以表示为2ⁿ,n为自然数的正整数，例如，可以取deta＝2。即将降阶图像像素取值区间[0,31]分为num＝32/deta个子取值区间，deta取值为2，则像素取值区间被分为16份。确定每个子取值区间在目标图像的中出现的次数；然后统计目标图像的三个分量中各自的子取值区间出现的次数，并分别对三个分量中各个子取值区间出现的次数按照从大到小的顺序进行排序；最后将排序靠前的预设数量的子取值区间作为所述基本色，将剩余的子取值区间作为所述逃逸色，如图3所示。图3中的横坐标为目标图像的各个像素点在每个分量上的值，纵坐标为出现的次数。其中，雷达态势图的每个分量分别对应一组基本色和逃逸色。

在本申请的一些实施例中，在根据降阶后的雷达态势图确定了基本色和逃逸色后，还可以根据降阶后的雷达态势图基本色和逃逸色确定原雷达态势图的基本色和逃逸色，具体方法为对降阶雷达态势图的基本色和逃逸色进行升阶处理。例如，降阶雷达态势图中一个基本色为[2,3]，则对应的原雷达态势图中的基本色为[16,31]。需要说明的是，此处进行的升阶过程是降阶的逆过程，具体的实现过程如下：对原雷达态势图也划分为32/deta个子取值区间，这样可以在原雷达态势图的子取值区间和降阶雷达态势图的子取值区间之间建立对应关系，如降阶雷达态势图的子取值区间[0,1]对应原雷达态势图的子取值区间[0,15]，降阶雷达态势图的子取值区间[2,3]对应原雷达态势图的子取值区间[16,31]等。

步骤S106，依据基本色和逃逸色，为目标图像中的各个像素点的每个分量分配序号，得到每个分量的索引信息；

在本申请的一些实施例中，要得到每个分量各自的索引信息，首先需要为每个分量的所述基本色和所述逃逸色进行编号，其中，对每个分量而言，每个所述基本色各自对应一个序号，全部所述逃逸色对应一个序号；然后依次将所述像素点的每个分量的值与所述每个分量各自的基本色进行比对，如果所述像素点的每个分量的值，在对该分量对应的任意基本色的取值区间的范围内，则对所述像素点在该分量上的值编号，其中，对所述像素点进行编号得到的编号与所述像素点的基本色的序号相同；如果所述像素点的每个分量的值，不在该分量对应的任意基本色的取值区间的范围内，则将所述像素点的编号设置为与所述逃逸色的序号相同，并将所述像素点编号作为所述索引信息。所述像素点在各个分量上的编号为所述像素点在该分量的索引信息。

在为基本色和逃逸色进行编号时，需要注意的是，对每个分量而言，每个基本色对应的编号均与其它基本色以及逃逸色对应的序号不相同，同样地，逃逸色对应的序号也与任意一个基本色对应的序号不相同。

可以理解地，上述基本色和逃逸色的序号可以为任意数字，字母，汉字，特殊符号等可以用二进制表示的字符。

在本申请的一个实施例中，为了尽可能的压缩码流，对上述基本色和逃逸色进行编号时，将所述基本色的序号分别设置为0、1、2……7，将所述逃逸色的序号设为8。这样也便于图片接收方确定所述基本色的数量。

需要说明的是，因为每个分量各自对应一组基本色和逃逸色，所以上述为基本色和逃逸色设置序号的过程应当对每个分量执行一次。并且，虽然对每个分量而言，每个基本色对应的编号均与其它基本色以及逃逸色对应的序号不相同，逃逸色对应的序号也与任意一个基本色对应的序号不相同，但是对不同的分量而言，不同的分量各自对应的基本色序号可以是相同的，逃逸色序号也是如此。例如，在本申请的一个实施例中，对雷达态势图的Y,U,V三个分量上的基本色序号均设置为0、1、2……7，逃逸色序号设置为8。可以理解的，在为三个分量上的基本色和逃逸色设置序号的时候，也可以让每个分量对应的基本色序号均不相同，逃逸色序号也不相同。例如，可以将Y分量的基本色序号设置为0、1、2……7，逃逸色序号设置为8，U分量的基本色序号设置为9、10、11……15，逃逸色序号设置为16，V分量的基本色序号设置为17、18、19……23，逃逸色序号设置为24。当然，在为基本色和逃逸色设置序号时，所述序号并不必然连续，也不必须为同一种字符，例如可以将一些序号设置为数字，另一些序号设置为字母等。

在为基本色和逃逸色编号后，需要依据基本色和逃逸色的序号对目标图像中的像素点在每个分量上的值进行索引编号，遵循的编码逻辑如下：

依次将图像中像素在Y分量上的值与Y分量的几个基本色对应的子取值区间进行对比，若所述Y分量的上的值在子取值区间内，则将该处的颜色索引值设为对应的基本色的序号；

若所述Y分量上的值不再任意一个基本色对应的子取值区间内，但与某个基本色对应的子取值区间的边界距离小于等于2，则将该处的颜色索引值设为对应的基本色序号；

如果同时存在多个符合条件的基本色对应的子取值区间，则选择边界距离最小的子取值区间对应的基本色序号；

如过存在多个基本色对应的子取值区间的边界距离与所述Y分量上的值相等，则在这些基本色中任选一个基本色的序号，将该处的颜色索引值设为该序号；

不满足上述条件的，为逃逸色，将其颜色索引值设为逃逸色的序号；

分别对图像中像素在U分量和V分量上的值执行上述步骤，得到三个分量对应的索引信息。

所述索引信息可以理解为图像中任意一个像素点的坐标与每个分量上的序号的对应关系，例如，坐标为(0，0)的像素对应的Y分量上的序号为1，U分量上的序号为2，V分量上的序号为3等。

步骤S108，对每个分量的索引信息，每个分量的基本色和逃逸色进行编码，得到目标图像的编码数据。

在本申请的一些实施例中，可以使用第一置乱加密算法对所述每个分量的索引信息，所述每个分量的基本色和逃逸色进行加密。

在本申请的一些实施例中，为了进一步压缩码流，在依据升阶后的基本色与逃逸色得到原图像中每个分量的索引信息后，需要对降阶图像的基本色与逃逸色进行量化。使用第一置乱加密算法加密的是每个分量各自对应的量化后的降阶图像的基本色与逃逸色。所述量化后的降阶图像的基本色与逃逸色，是由降阶图像的基本色与逃逸色对应的子取值区间中的每个元素，除以预设的量化因子，并取整得到的新的子取值区间，如下式：

quanBaseColor[i]＝floor(BaseColor[i]/2)i∈[0，7]

quanEscapeColor[t]＝floor(EscapeColor[t]/2)t∈[0，∞]

式中baseColo[i]为降阶图像的基本色，quanBaseColor[i]为量化后的降阶图像的基本色色，i为基本色的序号。同样地，escapeColor[t]为降阶图像的逃逸色，quanEscapeColor[t]为量化后的降阶图像的逃逸色，t表示任意逃逸色。

例如，量化因子可以设置为2，降阶图像的基本色对应的子取值区间为[2，3]，则对应的量化后的降阶图像基本色对应的子取值区间为[1，2]。

需要说明的是，因为传输过去的是量化后的降阶图像的基本色与逃逸色，接收端想要根据接收到的码流得到原图像，则需要对量化后的降阶图像的基本色与逃逸色进行反量化，但是因为量化过程中有取整这一过程，故在反量化时会产生偏差。为了得到准确的图像，需要提前确定量化过程中产生的偏差，因此，在得到量化后的降阶图像的基本色和逃逸色对应的子取值区间后，需要对其进行反量化处理，然后将反量化后的降阶图像的基本色和逃逸色与降阶图像的基本色和逃逸色进行对比，得到残差图，也就是上述偏差，如下式：

residualBaseMap[i]＝quanBaseColor[i]*2-BaseColor[i]i∈[0，7]

residualEscapeMap[t]＝guanEscapeColor[t]*2-EscapeColor[t]i∈[0，∞]

式中residualBaseMap[i]为降阶雷达态势图的基本色量化后再反量化产生的偏差，baseColo[i]为降阶图像的基本色，quanBaseColor[i]为量化后的降阶图像的基本色色，i为基本色的序号。同样地，residualEscapemap[i]为降阶雷达态势图的逃逸色量化后再反量化产生的偏差，EscapeColor[i]为降阶图像的逃逸色，quanEscapeColor[i]为量化后的降阶图像的逃逸色，t表示任意逃逸色。

例如，降阶图像的基本色对应的子取值区间为[2,3]，则对应的量化后的降阶图像基本色对应的子取值区间为[1,2]，则反量化后的降阶图像的基本色对应的子取值区间为[2,4]，那么上述偏差可以表示为[0,-1]。所述残差图也需要使用第一置乱加密算法进行加密。

在本申请的一些实施例中，对每个分量的索引信息，基本色和逃逸色进行加密前，还需要先得到所述目标图像的预测索引图。首先对任意像素点在每个分量上的序号，依据所述每个分量的索引信息，将所述任意像素点的序号与第一位置的像素点的序号进行比较，所述第一位置为所述任意像素点紧邻的左边或右边；如果所述任意像素点的序号与第一位置的像素点的序号相同，则为所述任意像素点设置第一标记符号；如果所述任意像素点的序号与第一位置的像素点的序号不相同，则将所述任意像素点的序号与第二位置的像素点的序号进行比较，所述第二位置为所述任意像素点紧邻的上方或下方；如果所述任意像素点的序号与所述第二位置的像素点的序号相同，则为所述任意像素点设置第二标记符号；对任意像素点，如被设置为第一标记符号，则用第一标记符号替代原序号，如被设置为第二标记符号，则用第二标记符号替代原序号，得到预测索引图；如果所述任意像素点的序号与所述第二位置的像素点的序号不同，则为所述任意像素点设置第三标记符号；对于所述任意像素点，如果所述任意像素点的第一位置和第二位置处均不存在像素点，或存在第一位置关系或第二位置关系的像素点，且所述任意像素点的序号与所述像素点的序号不同，则为所述任意像素点设置第三标记符号；确定所述第三标记符号对应的像素点的位置信息和序号，生成与所述第三标记符号对应的索引信息。

需要说明的是，上述预测索引图同样是每个分量各自有一个对应的预测索引图，生成预测索引图的步骤对每个分量而言均需执行一次。

上述预测索引图的目的是利用原始图像的索引信息之间存在的空间相关性，进一消除索引图的空间冗余。

在本申请的一些实施例中，上述第一标记符号，第二标记符号，第三标记符号可以为任意字符，例如，第一标记符号可以为L，第二标记符号可以为U，第三标记符号可以为O。如下式：

针对预测索引值为O的情况，还需记录O所对应的颜色索引，记为O_symbol。式中(i,j)为任意像素点的坐标，Gs(i,j)表示预测索引图，cim(i,j)为坐标(i,j)处的像素点的序号。

在本申请的一些实施例中，为了增加传输码流的安全性，上述第一相对位置和第二相对位置也可以是按照其他预设规则确定的相对位置，并不必然为紧邻的左右或上下。例如，第一相对位置可以是对任意像素点而言，紧邻的左上方的像素点；第二相对位置可以是对任意像素点而言，右边隔一个像素点之类的位置关系。

得到预测索引图和与所述第三标记符号对应的索引信息后，还需要为量化基本色和量化逃逸色设置第一密钥，为预测索引图以及第三标记符号对应的索引信息分别设置第二密钥和第三密钥，然后依据第一密钥，第二密钥和第三密钥，使用第一映射置乱算法对所述量化基本色和所述量化逃逸色，所述预测索引图，所述第三标记符号对应的索引信息进行加密。

在对雷达态势图像编码压缩中，若要顺利解码恢复图像，需编码的数据有quanBaseColor、quanEscapeColor、residualBaseMap、residualEscapeMap、Group_symbol、O_symbol。

需要注意的是，每个分量都对应一组量化基本色和量化逃逸色，预测索引图以及第三标记符号对应的索引信息，也就是说，上述得到预测索引图以及第三标记符号对应的索引信息，并为为量化基本色和量化逃逸色，预测索引图以及第三标记符号对应的索引信息设置一组密钥，然后依据密钥，使用第一映射置乱算法对所述量化基本色和所述量化逃逸色，所述预测索引图，所述第三标记符号对应的索引信息进行加密的过程对每个分量来说都会执行一次，因此最终得到的需要传输的图像信息，也是每个分量各自对应一套。

在本申请的一些实施例中，上述第一置乱加密算法可以是Logistic混沌映射置乱算法，也就是采用Logistic混沌映射置乱算法对待编码数据quanBaseColor、quanEscapeColor、Group_symbol、O_symbol进行置乱，具体过程如下：

一维Logistic映射从数学形式上看是一种较为简单的混沌映射，该***具有极为复杂的动力学行为，在保密通信领域应用十分广泛，数学表达式如下所示：

X_k+1＝μX_k(1-X_k)k∈(1，+∞)

其中0≤μ≤4为分枝参数，当3.569945……＜μ≤4时，Logistic映射工作于混沌态，即X值为非周期、不收敛不可预测状态的，此时，映射***对于初始值X₀也称密匙非常敏感。

本方案中包含三组密匙，即[μ₀，X′₀]、[μ₁，X″₀]、[μ₂，X″′₀]，分别用来对quanBaseColor与quanEscapeColor、Group_symbol以及O_symbol进行加密。其中，为保证Logistic映射处于最混沌状态，μ₀、μ₁、μ₂取值范围为[3.57，4]区间。

通过输入的加密密匙[μ，X₀]，经Logistic映射得到长度为L的混沌系数(X₀，X₁，X₂，……，X_L)，其中长度L也即输入待加密的数据长度。经排序算法对混沌系数X进行由低至高或由高至低排序，由于混沌系数X的数值为无序状态，因此，其排列顺序也为无序状态。最后将原混沌系数对应的输入数据根据重排后的混沌系数位置进行放置，得到加密置乱后的数据。如图6所示，在设定好相应的X₀和μ之后，计算X_n的值，并根据大小关系重新对X_n的值进行排列，便可以打乱原有的顺序关系，起到加密的效果。

经上述处理后，实现了编码预处理数据统计以及置乱加密的目的，然后对置乱加密后的数据quanBaseColor、quanEscapeColor、residualBaseMap、residualEscapeMap、Group_symbol、O_symbol进行Huffman熵编码。

最终将得到的Huffman编码的码流作为置乱加密后雷达态势图的最终码流进行传输。

图2是根据本发明实施例的一种图像解码方法，如图2所示，该方法包括如下步骤：

步骤S202，对目标图像的编码数据进行解码，得到每个分量的索引信息，基本色和逃逸色；

在本申请的一些实施例中，对传输过去的图像进行解密时，首先通过Huffman解码传输的码流，然后通过约定的三组加密密匙[μ₀，X′₀]、[μ₁，X″₀]、[μ₂，X″′₀]，对解码后的图像数据进行Logistic逆处理解密，得到预测索引图，第三标记符号对应的索引信息，量化后的降阶雷达态势图的基本色，量化后的降阶雷达态势图的逃逸色，以及残差图。

然后根据量化后的降阶雷达态势图的基本色，量化后的降阶雷达态势图的逃逸色，以及残差图得到降阶雷达态势图的基本色和逃逸色，再对降阶雷达态势图的基本色和逃逸色进行升阶，得到原图像，也就是目标图像的基本色和逃逸色。根据预测索引图和第三标记符号对应的索引信息，可以得到目标图像的索引信息。

步骤S204，依据每个分量的索引信息，基本色和逃逸色，确定目标图像中各个像素点在每个分量上的值；

需要说明的是，依据每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色，确定的是目标图像中各个像素点在每个分量上是属于基本色还是逃逸色，也就是确定了各个像素点在每个分量上的取值区间。在得到取值区间后，还需要使用第一取值算法来确定各个像素点在每个分量上的值。

对于如图7所示的底色为黑色，其余部分均为绿色的雷达态势图来说，上述第一取值算法可以是取区间中各个数值的中位数或平均值。因为雷达态势图是一种色彩简单的图像，因此通过此方法解码得到的图像不会丢失太多的信息。

步骤S206，依据各个像素点在每个分量上的值，得到目标图像。

图4是根据本发明实施例的一种图像编码装置的结构示意图，所述图像编码装置用于实现图1所述的图像编码方法。如图4所示，该图像编码装置包括：

获取模块40，用于获取待处理的目标图像；转换模块42，用于将目标图像转换为每个分量的统计直方图；第一确定模块44，用于确定每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色；第二确定模块46，用于依据每个分量的基本色和所述逃逸色为目标图像中的各个像素点每个分量上的值分配序号，得到每个分量各自对应的索引信息；第三确定模块48，用于对每个分量的索引信息、基本色和逃逸色进行编码，得到目标图像的编码数据。

图4所示实施例的优选实施方式可以参见图1所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

图5是根据本发明实施例的一种图像解码装置的结构示意图，所述图像解码装置用于实现图2所述的图像解码方法。如图5所示，图像解码装置包括：

解码模块50，用于对目标图像的编码数据进行解码，得到每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色；确定模块52，用于依据每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色，确定目标图像中各个像素在每个分量上的值；转换模块54，依据各个像素点在每个分量上的值，得到目标图像。

图5所示实施例的优选实施方式可以参见图2所示实施例的相关描述，此处不再赘述。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种图像编码方法，其特征在于，

获取待处理的目标图像；

对于所述目标图像中各个像素点，获取所述各个像素点的每个分量的统计直方图，并分别确定所述统计直方图中的基本色和逃逸色，其中，所述分量为像素点的组成单位，获取所述目标图像在每个分量的统计直方图，包括：将所述目标图像在每个分量的值分别分成多个子取值区间，生成与所述每个分量对应的统计直方图；

依据所述基本色和所述逃逸色，为所述每个分量分配序号，得到所述每个分量的索引信息；

对所述每个分量的索引信息，所述每个分量的基本色和逃逸色进行编码，得到所述目标图像的编码数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

分别确定所述每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色，包括：根据所述统计直方图，确定每个子取值区间在目标图像中出现的次数；统计目标图像的每个分量中的子取值区间出现的次数，并分别对所述每个分量中各个子取值区间出现的次数按照从大到小的顺序进行排序；将排序靠前的预设数量的子取值区间作为所述基本色，将剩余的子取值区间作为所述逃逸色，其中，所述目标图像的每个分量对应一组基本色和逃逸色。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，依据所述基本色和所述逃逸色，为所述目标图像中各个像素点的每个分量分配序号，得到每个分量的索引信息，包括：

为每个分量的所述基本色和所述逃逸色进行编号，其中，对每个分量而言，每个所述基本色各自对应一个序号，全部所述逃逸色对应一个序号；

依次将所述像素点的每个分量的值与所述每个分量各自的基本色进行比对，如果所述像素点的每个分量的值，在对所述每个分量对应的任意基本色的取值区间的范围内，则对所述像素点在所述每个分量上的值编号，其中，对所述像素点在所述每个分量上的值进行编号得到的编号与所述像素点的基本色的序号相同；

如果所述像素点的每个分量的值，未落入所述每个分量对应的任意基本色的取值区间的范围内，则将所述像素点中每个分类的编号设置为与所述逃逸色的序号相同，并将所述像素点中每个分量的编号作为所述索引信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述每个分量的索引信息，所述每个分量的基本色和逃逸色进行编码，包括：

对所述每个分量的基本色和逃逸色量化，得到每个分量各自的量化基本色和量化逃逸色；

对每个分量的所述量化基本色和所述量化逃逸色进行反量化；

将每个分量的反量化后的量化基本色与所述每个分量对应的基本色进行对比，得到第一对比结果；将每个分量的反量化后的量化逃逸色与所述每个分量对应的逃逸色进行对比，得到第二对比结果；

依据所述第一对比结果和所述第二对比结果确定所述每个分量的残差图，其中，所述每个分量的残差图用于显示所述每个分量的基本色和逃逸色量化后，再解码时出现的偏差；

对所述每个分量的索引信息、所述每个分量的基本色、所述每个分量的逃逸色和所述每个分量的残差图进行加密。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述每个分量的索引信息、所述每个分量的基本色和逃逸色通过以下方式进行加密：

使用置乱加密算法对所述每个分量的索引信息以及所述每个分量的基本色和逃逸色进行加密。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，使用置乱加密算法对所述每个分量的索引信息以及所述每个分量的基本色和逃逸色进行加密，包括：

对所述每个分量的索引信息分别进行分类，得到所述每个分量对应的预测索引图和第三标记符号对应的索引信息；

分别为所述每个分量的量化基本色和量化逃逸色设置第一密钥，为所述预测索引图，所述第三标记符号对应的索引信息分别设置第二密钥和第三密钥；所述预测索引图为所述目标图像中的任意像素点，在所述每个分量上分别按照预设规则，用标记符号替代序号后，得到的所述任意像素点的坐标信息与对应的所述标记符号的汇总表格，其中，所述目标图像的所述每个分量分别有一个对应的所述预测索引图；

依据所述第一密钥，所述第二密钥和所述第三密钥，使用映射置乱算法对所述量化基本色和所述量化逃逸色，所述预测索引图，所述第三标记符号对应的索引信息进行加密。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述每个分量上分别按照预设规则，用标记符号替代序号，包括：

对任意像素点在每个分量上的序号，依据所述每个分量的索引信息，将所述任意像素点的序号与第一相对位置的像素点的序号进行比较，所述第一相对位置为所述任意像素点紧邻的左边或右边，如果所述任意像素点的序号与第一相对位置的像素点的序号相同，则为所述任意像素点设置第一标记符号；

如果所述任意像素点的序号与第一相对位置的像素点的序号不相同，则将所述任意像素点的序号与第二相对位置的像素点的序号进行比较，所述第二相对位置为与所述任意像素点紧邻的上方或下方；如果所述任意像素点的序号与所述第二相对位置的像素点的序号相同，则为所述任意像素点设置第二标记符号；

对任意未被设置为第一标记符号或第二标记符号的像素点，为所述像素点设置第三标记符号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：对于设置为第三标记符号的像素点，提取并记录所述像素点的坐标信息与对应的序号，得到所述第三标记符号对应的索引信息，每个分量均对应一个所述第三标记符号对应的索引信息。

9.一种解码方法，其特征在于，包括：

对目标图像的编码数据进行解码，得到每个分量的索引信息，基本色和逃逸色，其中，所述基本色为所述每个分量的统计直方图中的基本色，所述逃逸色为所述每个分量的统计直方图中的逃逸色，获取所述目标图像在所述每个分量的统计直方图，包括：将所述目标图像在每个分量的值分别分成多个子取值区间，生成与所述每个分量对应的统计直方图；

依据所述每个分量的索引信息，基本色和逃逸色，确定所述目标图像中各个像素点在每个分量上的值；

依据各个像素点在每个分量上的值，得到所述目标图像。

10.一种图像编码装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取待处理的目标图像；

转换模块，用于对所述目标图像中各个像素点，获取每个分量的统计直方图，并分别确定所述每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色，其中，获取所述目标图像在每个分量的统计直方图，包括：将所述目标图像在每个分量的值分别分成多个子取值区间，生成与所述每个分量对应的统计直方图；

第一确定模块，用于确定所述每个分量的统计直方图中的基本色和逃逸色；

第二确定模块，用于依据所述每个分量的基本色和所述逃逸色为所述目标图像中的各个像素点每个分量上的值分配序号，得到每个分量各自对应的索引信息；

第三确定模块，用于对所述每个分量的索引信息、所述基本色和所述逃逸色进行编码，得到所述目标图像的编码数据。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，

所述第二确定模块还用于得到所述每个分量的量化基本色和所述量化逃逸色，并计算所述每个分量的残差图；

所述第三确定模块还用于得到预测索引图和第三标记符号对应的索引信息。

12.一种图像解码装置，其特征在于，包括：

解码模块，用于对目标图像的编码数据进行解码，得到每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色，其中，所述基本色为所述每个分量的统计直方图中的基本色，所述逃逸色为所述每个分量的统计直方图中的逃逸色，获取所述目标图像在所述每个分量的统计直方图，包括：将所述目标图像在每个分量的值分别分成多个子取值区间，生成与所述每个分量对应的统计直方图；

确定模块，用于依据每个分量各自的索引信息，基本色和逃逸色，确定所述目标图像中各个像素在每个分量上的值；

转换模块，依据各个像素点在每个分量上的值，得到所述目标图像。

13.一种非易失性存储介质，其特征在于，所述非易失性存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述非易失性存储介质所在设备执行权利要求1至8中任意一项所述的图像编码方法，或权利要求9中所述的图像解码方法。

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