專利名稱：用于預(yù)測經(jīng)過通過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
概括地說，本發(fā)明涉及圖像轉(zhuǎn)碼。更具體地，本發(fā)明關(guān)于一種系統(tǒng)和方法，用于預(yù) 測經(jīng)過通過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小。
背景技術(shù)：
如今，移動(dòng)終端、電子設(shè)備、通信和多媒體應(yīng)用的異構(gòu)特征使得多媒體轉(zhuǎn)碼不可避 免。例如，在新興的多媒體消息服務(wù)(MMS)中，服務(wù)器端適配是必要的，以在目的移動(dòng)終端 不能夠處理在其當(dāng)前格式下的接收媒體時(shí)確保互通性。圖像相關(guān)的互通性問題主要源自過 高的分辨率或文件大小。由此，圖像轉(zhuǎn)碼操作通常涉及圖像縮放和文件大小的縮減。盡管縮減圖像的分辨率是已知的和確定性的問題，但是為了滿足給定目標(biāo)而有效 縮減圖像的壓縮文件大小仍舊是一個(gè)挑戰(zhàn)。例如，在有損耗的JPEG(聯(lián)合圖像專家組)格 式中，用戶典型地控制質(zhì)量因子(QF)，其影響量化處理并因此影響壓縮文件大小。當(dāng)然，更 高的QF導(dǎo)致更好的圖像質(zhì)量和更大的文件尺寸。然而，由于在建立QF和壓縮文件大小之 間的關(guān)系時(shí)必須還要考慮其他圖像屬性，所以在QF和壓縮文件大小之間仍舊缺乏精確的 關(guān)系。用于圖像的文件大小縮減的一個(gè)簡單的轉(zhuǎn)碼方法可包括在可接受的容限內(nèi)解碼 圖像，并隨后用不同QF反復(fù)地重新編碼圖像，直到滿足給定目標(biāo)大小。但是在功能上，這個(gè) 方法在計(jì)算方面效率非常低，因此對(duì)于大量圖像轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器來說是不可接受的。多個(gè)研究已經(jīng)致力于量化和文件大小之間的關(guān)系、或比特率。但是這些研究提供 了有趣的結(jié)果，他們難以在如下提出的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)預(yù)測通過經(jīng)過縮放以及QF值的改變而 轉(zhuǎn)換的JPEG圖像文件大小，因?yàn)樵S多假設(shè)不滿足。例如，大部分研究開始于原始、非人造的 圖像。同樣，這些研究中的某些是在MPEG視頻編碼的環(huán)境中進(jìn)行的，其使用比JPEG更簡單 的量化方案。更重要地，作為真實(shí)適配策略，這些研究忽略了圖像的縮放。以下將討論與提 出的環(huán)境的這些區(qū)別的影響。此外，提出有趣的方法來解決JPEG大小適配的特定問題(見例如于2001年5 月15日授權(quán)給Ratnakar等的美國專利6，233，359B1,和J. Ridge的文章“Efficient transform—domain size and resolution reduction ofimages，，，信號(hào)處王里圖像通信， 18 (8) =621-639, 2003年9月)。如J. Ridge的文件所述，美國專利6，233，359 B1的方法解 決了比用戶體驗(yàn)更高的復(fù)雜度，同樣這個(gè)方法傾向于降低文件大小，從而呈現(xiàn)出兩個(gè)主要 缺點(diǎn)。盡管J. Ridge的方法提供了比美國專利6，233，359 B1更好的結(jié)果，但是這兩個(gè)方法 仍舊具有主要缺陷或限制，特別地，他們并沒有將縮放看作文件大小縮減策略，從而需要進(jìn) 一步致力于和改進(jìn)現(xiàn)有方法。例如，現(xiàn)有算法首先需要收集某些圖像統(tǒng)計(jì)。由此，不僅處理的復(fù)雜度增加，而且 需要圖像壓縮工具的某種程度的重新工程化，而JPEG編碼器/解碼器軟件必須成為專用的 轉(zhuǎn)碼器。
其次，那些算法將圖像的分辨率看作固定的，或在先前階段獨(dú)立改變，并且唯一地 關(guān)注于文件大小縮減。然而，質(zhì)量控制參數(shù)和縮放的改變的影響的研究看起來是必要的。當(dāng) 然，這將是有用的，以選擇將滿足終端限制的縮放和QF值的最佳組合。具體地，通常更佳的 是與低質(zhì)量的高分量圖像相比具有更低分辨率的、高質(zhì)量圖像。

發(fā)明內(nèi)容
更具體地，根據(jù)本發(fā)明，提供一種方法，用于預(yù)測經(jīng)過通過縮放以及至少一個(gè)質(zhì)量 控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小，包括接收(a)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的 文件大小，(b)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所述圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，(c) 在所述圖像轉(zhuǎn)換期間的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，和(d)在所述圖 像轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用于圖像的縮放因子；基于關(guān)于質(zhì)量控制參數(shù)和縮放因子的接收信息計(jì)算相 對(duì)文件大小預(yù)測；以及計(jì)算在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測，其中根據(jù)所述圖 像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測來計(jì)算所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖 像的文件大小預(yù)測。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，用于預(yù)測經(jīng)過通過縮放以及至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的改 變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小，包括輸入端，用于接收(a)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文 件大小，(b)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所述圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，(c)在 所述圖像轉(zhuǎn)換期間的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，和(d)在所述圖像 轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用于圖像的縮放因子；基于關(guān)于質(zhì)量控制參數(shù)和縮放因子的接收信息計(jì)算相對(duì) 文件大小預(yù)測；以及在計(jì)算所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測，其中根據(jù)所述圖像 轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測來計(jì)算所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像 的文件大小預(yù)測。在閱讀僅參照附圖通過實(shí)例給出的一下本發(fā)明的示例性實(shí)施例的非限制性描述， 本發(fā)明的以上和其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特定將變得更加清楚。


在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一非限制性示例性實(shí)施例的第一系統(tǒng)的示意性框圖，其用 于預(yù)測經(jīng)過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一非限制性示例性實(shí)施例的第一方法(相應(yīng)于圖1的 第一系統(tǒng))的訓(xùn)練階段的流程圖，其用于預(yù)測經(jīng)過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的 圖像的文件大??；圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二非限制性示例性實(shí)施例的第二系統(tǒng)的示意性框圖，其用 于預(yù)測經(jīng)過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大??；圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的第二非限制性示例性實(shí)施例的第二方法(相應(yīng)于圖3的 第二系統(tǒng))的訓(xùn)練階段的流程圖，其用于預(yù)測經(jīng)過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的 圖像的文件大??；圖5是示出估計(jì)量f或其等效陣列的幾何解釋的視圖；圖6是成簇的實(shí)例的視圖；以及
圖7a和7b是示出根據(jù)文件大小(字節(jié))的0的百分比的視圖。
具體實(shí)施例方式概括地說，根據(jù)本發(fā)明的非限制性示例性實(shí)施例的系統(tǒng)和方法將預(yù)測圖像的文件 大小，所述圖像已經(jīng)被壓縮并經(jīng)過縮放以及質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換。同樣，盡管根據(jù)非限制性示例性實(shí)施例的系統(tǒng)和方法將預(yù)測經(jīng)過縮放以及至少一 個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)(在這種情況下為QF(質(zhì)量因子))的改變而轉(zhuǎn)換的JPEG圖像的文件大小， 但是應(yīng)理解，相同的構(gòu)思可應(yīng)用于例如GIF(圖形交換格式)的其他類型格式以及具有例如 顏色數(shù)量、顏色深度、顏色分量采樣結(jié)構(gòu)(4:4:4，4:2:2，4:2:0等)、水平和垂直分辨率、子 采樣因子等的其他質(zhì)量控制參數(shù)的其他圖像格式。為了清楚和有助于保持說明簡單，主要 通過一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)來說明本發(fā)明，但是可擴(kuò)展到許多質(zhì)量控制參數(shù)；以下將更詳細(xì)地 說明。根據(jù)非限制性示例性實(shí)施例的系統(tǒng)和方法還將選擇滿足一定大小限制的縮放和 QF的適當(dāng)組合。此外，為了最小化處理復(fù)雜度，用于文件大小的預(yù)測的系統(tǒng)(以下稱為文件 大小的預(yù)測器)使用可從圖像容易利用和易于訪問的值。然而，在進(jìn)一步定義文件大小的預(yù)測器之前，將描述訓(xùn)練和測試圖像庫(corpus) 的概念。為了測試文件大小的預(yù)測器和/或文件大小預(yù)測方法，使用圖像的庫。可用的庫 由范本-在我們的實(shí)例中為圖像-的集合構(gòu)成，這代表要研究的集群。目前，典型的JPEG 數(shù)據(jù)庫沒有普遍可用；因此，用戶必須建立他/她自己的數(shù)據(jù)庫或圖像庫。例如，可從因特 網(wǎng)收集圖像以形成圖像庫。當(dāng)然，抓取器(crawler)可容易地跟蹤從確保最新的流行網(wǎng)頁 開始的鏈接，并隨后可抓取碰到的任何圖像媒體。此外，可通過使用唯一標(biāo)識(shí)符(例如由應(yīng) 用于整個(gè)文件的例如MD5(消息摘要5)的強(qiáng)哈希函數(shù)重命名文件來確保圖像庫中的圖像的 匿名化和唯一性。此外，可安全地忽略沖突。例如MD5的強(qiáng)哈希函數(shù)從文檔計(jì)算數(shù)字簽名， 其可隨后被可靠地用于識(shí)別已經(jīng)被計(jì)算的文檔。像MD5的超強(qiáng)哈希函數(shù)極度不可能對(duì)于兩 個(gè)不同文檔生成相同的數(shù)字簽名，由此能夠?qū)崿F(xiàn)檢測同一文件的非?？煽康姆椒?。此外，將圖像庫分成兩個(gè)隨機(jī)的分離集圖像的訓(xùn)練集和圖像的測試集。訓(xùn)練集包 含用于優(yōu)化預(yù)測模型和方法的圖像，而測試集用于實(shí)際測試所優(yōu)化的預(yù)測模型和方法。由 于所述庫呈現(xiàn)非常有限數(shù)目個(gè)范本，所以通過對(duì)于質(zhì)量控制參數(shù)和縮放應(yīng)用大量可能的轉(zhuǎn) 換來生成新范本，從而可構(gòu)成具有大量和可用范本集群的模型?，F(xiàn)在將描述目前使用的圖像文件大小預(yù)測系統(tǒng)和方法，例如i)多項(xiàng)式預(yù)測和ii) P域預(yù)測系統(tǒng)和方法。i)多項(xiàng)式預(yù)測多項(xiàng)式預(yù)測使用低階多項(xiàng)式對(duì)預(yù)測進(jìn)行公式化。如果對(duì)一維數(shù)據(jù)計(jì)算多項(xiàng)式擬合 是一個(gè)簡單的任務(wù)，那么對(duì)擬合增加多個(gè)變量將指數(shù)地增加需要計(jì)算的點(diǎn)數(shù)。當(dāng)然，如果將 Lin 等的技術(shù)(文章"Rate control usingspline-interpolated R-D characteristics，，， 子標(biāo)題，VCIP’ 96，第111-122頁，1996年)概括為使用n個(gè)變量中的d階多項(xiàng)式，則需要 解((1+1廣個(gè)未知的((1+1廣個(gè)等式。對(duì)于這些((1+1廣個(gè)等式中的每個(gè)，需要估計(jì)曲線上的 點(diǎn)。通過Lin等提出的方法，這意味著需要執(zhí)行每個(gè)點(diǎn)的部分轉(zhuǎn)碼，從而導(dǎo)致無法接受的計(jì)鈴旦昇里。此外，不清楚多項(xiàng)式的最佳階d是什么(或甚至根本就是多項(xiàng)式)以及在預(yù)測中應(yīng)該包括什么樣的η個(gè)變量。至少應(yīng)使用縮放和預(yù)期的輸出質(zhì)量因子QF。ut來對(duì)預(yù)測公式 化；在圖像本身中輸入質(zhì)量因子QFin是隱含的，因此當(dāng)計(jì)算了(d+l)n個(gè)點(diǎn)時(shí)參與計(jì)算。因 為這個(gè)過程在計(jì)算上是禁止的，所以決定不再深度研究這個(gè)行為。應(yīng)注意，QP(量化參數(shù))和QF(質(zhì)量因子)是反向相關(guān)的。高QP意味著更積極的 量化，而高QF意味著更高的質(zhì)量，因此意味著更不積極的量化。在例如用于標(biāo)準(zhǔn)H. 263的 方案中，QP與量化直接相關(guān)。然而，在JPEG中，QF通過兩個(gè)連續(xù)步驟與量化相關(guān)在第一 步驟，使用分段轉(zhuǎn)移函數(shù)；以及在第二步驟，使用量化矩陣。量化矩陣縮放DCT (離散余弦 變換)系數(shù)，然后編碼。應(yīng)指出，在本說明書中，QF指的是JPEG質(zhì)量因子，是獨(dú)立JPEG組 (IJG)可理解的。 ) ρ域預(yù)測在ρ域預(yù)測中，基于從量化得到的0的數(shù)目的估計(jì)來計(jì)算比特率的精確預(yù)測。在ρ域預(yù)測中，假設(shè)i)圖像沒有被調(diào)整大小，ii)目標(biāo)比特率很低，和iii)原始 圖像對(duì)于壓縮器可用。在標(biāo)準(zhǔn)H. 263的環(huán)境下，前2個(gè)假設(shè)i)和ii)可以有效。然而，假 設(shè)在圖像適配和轉(zhuǎn)換的環(huán)境下原始圖像對(duì)于壓縮器可用(假設(shè)iii)不有效；如上所述，原 始和初始圖像通常對(duì)于轉(zhuǎn)換引擎不可用。ρ域預(yù)測使用標(biāo)準(zhǔn)H. 263的更粗量化。JPEG使用可定制的量化矩陣，而標(biāo)準(zhǔn)H. 263 使用更簡單的統(tǒng)一量化。量化矩陣所帶來的額外復(fù)雜度使得P域預(yù)測的模型更加不易于 JPEG適配。圖7a和7b示出根據(jù)P域預(yù)測的預(yù)測器在很低QF的區(qū)域內(nèi)是線性。更具體地，0 的數(shù)目隨著比特率線性改變，但是僅在很低比特率處。然而，如果考慮大范圍的比特率，則 失去線性，如圖7b所示。此外，對(duì)于使用JPEG的靜態(tài)圖像編碼，很低的QF是不可接受的， 因?yàn)檫@樣將導(dǎo)致偽影和較差的感知圖像質(zhì)量。當(dāng)最大化用戶體驗(yàn)時(shí)，應(yīng)該在滿足文件大小 限制的同時(shí)考慮最高可能的QF。此外，ρ域預(yù)測在計(jì)算方面開銷很大，并且假定不同范圍的量化參數(shù)值。不僅多項(xiàng)式預(yù)測和P域預(yù)測相當(dāng)復(fù)雜，而且他們還呈現(xiàn)缺陷。第一，多項(xiàng)式預(yù)測 和P域預(yù)測做出通常不抑制轉(zhuǎn)碼的假設(shè)，例如使用原始圖像。第二，多項(xiàng)式預(yù)測和P域預(yù) 測省略了用于縮減文件大小的縮放操作。因此，他們的估計(jì)不導(dǎo)致縮放和QF縮減的聯(lián)合 估計(jì)。P域預(yù)測假設(shè)，當(dāng)發(fā)生縮減時(shí)，其發(fā)生在轉(zhuǎn)碼的文件大小預(yù)測之前，這不允許用戶基 于縮放和質(zhì)量因子對(duì)于文件大小的適配策略進(jìn)行公式化。理論上，多項(xiàng)式預(yù)測也可包括縮 放，但是由于需要轉(zhuǎn)碼的數(shù)目隨著使用的變量的數(shù)目指數(shù)增長，所以這個(gè)操作的計(jì)算成本 較高。省略作為適配策略的縮放是主要缺陷，因?yàn)檫@樣的目的是為了很好地最大化用戶體 驗(yàn)，將圖像縮小并且通過更高的QF編碼，而并非僅通過更低QF來重新壓縮。因此，文件大 小的預(yù)測器應(yīng)該同樣能夠考慮縮放，以及QF改變。此外，除了圖像的寬度、高度、縮放和QF之外，還關(guān)注于獲得不使用圖像數(shù)據(jù)的文 件大小的預(yù)測。此外，文件大小的預(yù)測器應(yīng)該能夠使用關(guān)于其他圖像的信息，以對(duì)于與當(dāng)前 圖像相關(guān)的預(yù)測公式化。因此，將有利地使用非參數(shù)的方法。非參數(shù)的模型在內(nèi)部參數(shù)的數(shù)目方面與參數(shù)的模型不同，前者通常具有更大的內(nèi)部參數(shù)的數(shù)目，并且這些參數(shù)被松散地組織以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)。相反，參數(shù)化模型使用固定 的和少量參數(shù)，通過先前假設(shè)為每個(gè)分配非常特定的角色。1.第一轉(zhuǎn)換的圖像文件大小的預(yù)測器概括地說，根據(jù)本發(fā)明的第一非限制性示例性實(shí)施例的文件大小的預(yù)測器通過考 慮圖像的壓縮文件大小來預(yù)測在與某個(gè)預(yù)測因子相乘的圖像的轉(zhuǎn)換之前經(jīng)過縮放以及質(zhì) 量因子的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小，以下稱為相對(duì)文件大小的預(yù)測?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖1，將描述根據(jù)本發(fā)明的第一非限制性示例性實(shí)施例的文件大小的預(yù) 測器10。文件大小的預(yù)測器10通常用在轉(zhuǎn)碼引擎(未示出)中。然而，將文件大小的預(yù)測 器10用在除了轉(zhuǎn)換引擎之外的設(shè)備中(例如編碼器和解碼器等中)也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在轉(zhuǎn)碼中，典型地使用例如媒體類型、分辨率等媒體特征來確定是否需要適配。通 ?？稍诓唤鈮嚎s經(jīng)過壓縮后的媒體的情況下獲得那些參數(shù)。例如，掃描經(jīng)過壓縮后的媒體 的文件頭通常足夠。在文件大小的預(yù)測器中，基于需要經(jīng)過壓縮的圖像的解壓縮的度量或 任意像素級(jí)的計(jì)算使用參數(shù)在計(jì)算方面開銷很大，并且需要幾乎與實(shí)際轉(zhuǎn)碼相同的處理時(shí) 間和功率。因此，避免這種類型的參數(shù)。將特征數(shù)據(jù)用作文件大小的預(yù)測器10的輸入。例如，在JPEG圖像的情況下，特征 數(shù)據(jù)可以是分辨率，例如圖像的寬度和高度、質(zhì)量因子QF、子采樣方法、或從圖像容易可用 的任意其他信息。在圖1中所示的本發(fā)明的第一非限制性示例性實(shí)施例中，作為輸入11像文件大小 的預(yù)測器10提供i)在該圖像的轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小S(I)，ii)在轉(zhuǎn)換之前的圖像 的原始質(zhì)量因子QFin，iii)在轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用于圖像的預(yù)期輸出質(zhì)量因子QF。ut，和iv)在轉(zhuǎn) 換期間應(yīng)用于圖像的縮放因子(變焦因子)z，其中0 < z < 1。參照?qǐng)D1，文件大小的預(yù)測器10包括量化器14，用于量化原始質(zhì)量因子QFin，輸出 質(zhì)量因子QF。ut，和縮放因子z，以獲得量化的質(zhì)量因子和量化的縮放因子？。對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，量化器是已知的，因此在本說明書中將不再進(jìn)一步描述。文件大小的預(yù)測器10還包括基于陣列的、相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器16，用于基于 預(yù)測陣列(以下將描述)預(yù)計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測。這生成預(yù)測函數(shù)$(^^，^^，力15，其 給出圖像的相對(duì)壓縮文件大小預(yù)測/對(duì)其應(yīng)用預(yù)期的輸出質(zhì)量因子QF。ut和縮放因子(變 焦因子)z。最后，文件大小的預(yù)測器10包括轉(zhuǎn)換的圖像文件大小預(yù)測計(jì)算器18，向其提供在 圖像和預(yù)測函數(shù)對(duì)^&，！？/^，力的轉(zhuǎn)換之前的圖像的壓縮文件大小S(I)，以計(jì)算在轉(zhuǎn)換(圖 像J)之后的圖像的文件大小預(yù)測19 ( S(I,QFlm,,z))，如下S(I, QFnul ’ z) = S{I)s{QFm, QF_ ,z)(l)其中函數(shù)是相對(duì)大小預(yù)測，由以下的圖1的生成輸出19給出 函數(shù)s(J，QF。ut，z)代表轉(zhuǎn)換圖像J的文件大小的精確函數(shù)，具有預(yù)期的QF。ut和縮 放z。該函數(shù)由以下給出

(3)其中S(J)是轉(zhuǎn)換圖像J的壓縮文件大小，T(J，QF。ut，z)是應(yīng)用縮放z和質(zhì)量因子 的改變QF-之后返回壓縮的、轉(zhuǎn)換圖像J的函數(shù)。表達(dá)式S(TO)是涉及使用預(yù)期的輸出 質(zhì)量因子QF。ut和縮放因子z的轉(zhuǎn)換圖像J的壓縮文件大小函數(shù)。應(yīng)注意，&/.■(/) 口:T是具有與該圖像相同QF的在訓(xùn)練集T中的圖像子集，并且 Tqf(i)是子集TqfW的基數(shù)。并且函數(shù)TO可以是例如完整JPEG轉(zhuǎn)碼器。此外，應(yīng)注意J0代表最佳最小均方估計(jì)量。當(dāng)然，可容易驗(yàn)證
然而，由于函數(shù)i()在計(jì)算方面開銷大，可使用該函數(shù)預(yù)計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測的 陣列，以緩解計(jì)算復(fù)雜度。因此，相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器16可通過預(yù)計(jì)算的文件大小預(yù) 測的陣列M來使用，其索引是在圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的量化的質(zhì)量因子，在圖像轉(zhuǎn)換期 間應(yīng)用的預(yù)期質(zhì)量因子，和在圖像轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用的縮放因子？。通過波浪符( )來指 示量化的值。適當(dāng)?shù)牧炕瘜⒎乐股舷挛南♂專瑫r(shí)允許有效地檢索陣列M。可通過傳統(tǒng)量化器 (未示出)來量化所述值。由于量化器對(duì)于本領(lǐng)域普通基數(shù)人員是已知的，所以在本說明書 中將不再進(jìn)一步描述。如上所示，基于陣列的相對(duì)大小預(yù)測計(jì)算器16的輸入包括在圖像的轉(zhuǎn)換之前的 量化的質(zhì)量因子0月 ，在圖像轉(zhuǎn)換期間的預(yù)期量化的輸出質(zhì)量因子，和在圖像轉(zhuǎn)換期 間量化的縮放因子？，以及基于陣列的相對(duì)大小預(yù)測計(jì)算器16包括相對(duì)文件大小預(yù)測陣列 計(jì)算器(未示出)，向其提供這些輸入以預(yù)計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列。通過以下等式給 出陣列M的項(xiàng)
Ma,——！——^sU.QF^iJXziJ))
Qi-m,Ohm
SQh.QPm
'^^Qi-'m QKuI-1(其中QF。ut (J)、z (J)是分別返回在轉(zhuǎn)換期間使用的QF、或QF。ut和縮放因子z的函 數(shù)。函數(shù)s(J，QF。ut(J)，z(J))(等式(5))返回當(dāng)對(duì)于轉(zhuǎn)換的圖像J應(yīng)用給定轉(zhuǎn)換時(shí)所觀
察的相對(duì)文件大小改變。集代表所有圖像的基數(shù)的集，所述所有圖像具
有落入相應(yīng)量化單元中的質(zhì)量因子和縮放因子。量化單元是量化到相同給定值的所有值的 集。通過單元^ ，& ,々，表示分別量化到& ,，^ ,,々的QFin、QF。ut和z所有值的集。這 里，*是具有以下內(nèi)容的圖像集對(duì)于QFin的值包含具有量化到的相同原始量化 因子的圖像集合的所有圖像，量化到的輸出量化因子QF。ut的值，以及量化到？的縮放因 子z的值(這是三個(gè)集\札，1 枕 ,，&的交集)。如果使用更多的質(zhì)量控制參數(shù)(超過QF)，則 可以按參數(shù)特定的適當(dāng)方式也對(duì)他們進(jìn)行量化，并將其用作預(yù)測陣列的更多維數(shù)。函數(shù)s() 是在轉(zhuǎn)換圖像J時(shí)所觀察的精確相對(duì)文件大小預(yù)測。由此，&指示陣列M的一部分，即，具有索引陣列。例如，在表1中示
10出從圖像訓(xùn)練集T優(yōu)化的陣列M85。
表1 相對(duì)文件大小預(yù)測 文件大小的預(yù)測器10的基于陣列的相對(duì)大小預(yù)測計(jì)算器18響應(yīng)于相對(duì)文件大小 預(yù)測纟0和在圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小S(I)，計(jì)算在轉(zhuǎn)換(圖像J)之后的圖像的預(yù) 測文件大小19，使用轉(zhuǎn)換的圖像文件大小預(yù)測計(jì)算器18如下S{I,QFm z) = S(JWM。 ( 6 )應(yīng)指出，函數(shù)S(I)嵌入與在計(jì)算方面其他系統(tǒng)和方法明顯以更大成本提取的圖 像I相關(guān)的某些信息。S(I)可看作保持與圖像的特征相關(guān)的信息并且將其注入轉(zhuǎn)換的圖像 文件大小預(yù)測計(jì)算器18的圖像I的哈希函數(shù)。根據(jù)第一非限制性示例性實(shí)施例的文件大小的預(yù)測器10是非參數(shù)預(yù)測器。2.第一陣列計(jì)算器和訓(xùn)練方法現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，描述根據(jù)第一方法的基于陣列的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器20的訓(xùn) 練階段?？蓪?duì)于相對(duì)文件大小的預(yù)測器10實(shí)現(xiàn)這個(gè)方法。在操作21，獲取圖像庫。對(duì)于這個(gè)獲取的方式超出本發(fā)明的范圍，但是非限制性示 例性實(shí)施例是web抓取器或進(jìn)行現(xiàn)有圖像的可靠檢查的任意其他方式。在運(yùn)行中由轉(zhuǎn)碼器 獲得的圖像也可用于訓(xùn)練。在操作22，使用庫中的每個(gè)圖像生成任意預(yù)期數(shù)目的范本。在子操作23，根據(jù)從 庫生成的圖像生成大量圖像，對(duì)其應(yīng)用質(zhì)量控制參數(shù)改變和縮放，其方式典型地兼容于在 文件大小的預(yù)測器10中使用的量化方案。通過每個(gè)范本存儲(chǔ)其質(zhì)量因子QFin、質(zhì)量因子 QF。ut和縮放因子z。在子操作24，將每個(gè)生成的范本增加到還包括來自庫的原始圖像的范本列表。重 復(fù)操作22，只要在庫中存在保留未處理的圖像。在操作26，計(jì)算陣列M?，F(xiàn)在，處理在操作22中生成的每個(gè)范本以計(jì)算陣列M。在子操作27，量化從給定范本提取的數(shù)據(jù)。將其質(zhì)量因子QFin、質(zhì)量因子QF。ut、和縮放因子z的值量化為、妒 ,和？。在子操作28，使用量化的質(zhì)量因子和、和量化的縮放因子？來更新陣列M。在操作26之后，陣列M包含對(duì)于所有圖像的相對(duì)文件大小預(yù)測。根據(jù)等式(5) 其中根據(jù)等式⑶計(jì)算s 0。氣卩 是具有與0&相同量化的質(zhì)量因子的所有圖像的 子集。是具有與相同量化的質(zhì)量因子的所有圖像的子集。&是具有與？相同量化的 質(zhì)量因子的所有圖像的子集?！侨绲仁?5)所述的這3個(gè)集的交集。圖2的基于陣列的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器20是時(shí)間自適應(yīng)的。例如，為了更 新預(yù)測，可以在等式(2)中增加新范本，即僅通過子操作27和28。還可通過從預(yù)測集去除 最舊范本來保持趨勢(shì)自適應(yīng)。幸好，在這樣操作時(shí)，不需要圖像的存儲(chǔ)；僅需要存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換值 (質(zhì)量因子和縮放因子)、時(shí)間戳、和在圖像轉(zhuǎn)換之后的相對(duì)文件大小。應(yīng)注意，在圖2的基于陣列的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器20中的更新時(shí)間是基數(shù) 0 (1)。通過0 (1)，表示更新基于陣列的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器20所需的操作數(shù)目是恒定 的，即，不依賴于在訓(xùn)練集中圖像的數(shù)目。3.數(shù)值實(shí)例的第一集使用圖1的文件大小的預(yù)測器10和圖2的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器20來執(zhí)行試 驗(yàn)。在以上表1中呈現(xiàn)結(jié)果。例如，表1示出從圖像訓(xùn)練集優(yōu)化的并根據(jù)等式(5)計(jì)算的 陣列。在仿真中使用的庫包含70300個(gè)JPEG文件。庫不受破壞文件約束，并且去除例如 EXIF標(biāo)簽的所有元數(shù)據(jù)。EXIF是對(duì)于許多圖像格式的共同擴(kuò)展，包括JPEG，特別在從數(shù)碼 相機(jī)生成時(shí)其保存與圖片或圖像相關(guān)的附加信息。EXIF擴(kuò)展用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，例如曝光細(xì)節(jié)、 顏色平衡、相機(jī)品牌名稱、和其他數(shù)字?jǐn)z影信息。對(duì)于庫中的每個(gè)原始范本(圖像)，使用不 同的質(zhì)量因子QF。ut和縮放因子z生成100 (—百)個(gè)范本。在訓(xùn)練集和測試集之間的劃分 為約80/20。表2示出對(duì)于預(yù)測陣列M J勺預(yù)期絕對(duì)誤差
可看出，在=2武 ,= 80和藝=1GG%附近，預(yù)測誤差最小。當(dāng)和0戶 ,以及縮放因子例如 在表2的左上方最不相同時(shí)，預(yù)測誤差最大。此外，表2中的灰色部分代表10 %或更小的預(yù) 期絕對(duì)誤差的區(qū)域。表2 預(yù)期相對(duì)文件大小預(yù)測誤差
表3給出對(duì)于典型的質(zhì)量因子(例如0斤 = QF0U,= 80)絕對(duì)的相對(duì)誤差在某個(gè)閾值β以下的概率。對(duì)于不同的0和？，概率由以下給出 戶(\s(I0Ul) - S(I0U, )| < pS(Iout) | ？，QFm = 80’ QF UI = 80 )(7)
表3
P{ \SUout) - j(/ Jt)| < 3S(Ioul)) Scaling
10'/[2()'>[10%50%70%100%(K 10.090.220.19om0.750.H70,020,91a.97(j 20.200. IX0.H20,02{).mu.m0.119L0(3((.3OM0,850.010.97i .(10LOO1 .(){)I ,DQLCK)(hio.ni0.81i).9-21.D01.00LOGLOO1.00o,.r>il.U'AO.HH(um(KmLD0LOOLOU1.00L00(UitKTO0M0.U81,001.00LD0LOUi .()(}J X)()(..)..i丨0,!i.0.0,HLD0LCK)I. DO1.D0LOOi.oa1.00CKH0.790.1)7O.UfiL001.00LOOJ .00LOGLOG1.000,07LOO1.00.GO1.00LOG1.00！ i)0I A)1,001.00LD0L001,00i.aoLOOLOOl.OD1.00
應(yīng)注意，誤差的分布如預(yù)期地進(jìn)一步遠(yuǎn)離100%的縮放擴(kuò)散。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，給出估計(jì)量i卩和量化陣列的幾何說明。
圖5示出一系列框，例如50，其代表與= 70相應(yīng)的陣列M85的行，具有被量化到
最近10%的縮放因子。
13
在每個(gè)框50上方，繪制參與到估計(jì)量〃說元,？的計(jì)算中的所有圖像的實(shí)際值 4/,ρ民70)的分布。通過點(diǎn)指示圖像的分布。細(xì)線51連接不同的最小均方估計(jì)量■？;這清 楚地示出表面并不非常光滑。繪圖示出通過例如53的虛線指示四分位(例如52的矩形)和5% /95% 限制。從 圖5可以看出，分布不是很廣泛的分布，從而例如在預(yù)測誤差上允許分?jǐn)偨缦?。在圖5中可繪制遠(yuǎn)離四分位上方或下方的某些點(diǎn)。這些點(diǎn)是離群值(outlier)。某 些離群值是其文件主要包括開銷的圖像。當(dāng)圖像具有很低分辨率時(shí)，QF和縮放改變對(duì)于總 文件大小映像很小，因?yàn)橄啾扔谖募袷介_銷，例如標(biāo)頭、標(biāo)記等，壓縮的數(shù)據(jù)已經(jīng)很小。然 而，當(dāng)忽略圖像的原始比例時(shí)，則由于由等式(1)給出的最小均方估計(jì)量對(duì)于離群值敏感， 所以文件大小的預(yù)測器可出現(xiàn)故障。因此，應(yīng)作為預(yù)測參數(shù)包括原始分辨率。4.第二轉(zhuǎn)換的圖像文件大小的預(yù)測器現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的第二非限制性示例性實(shí)施例的文件大小的預(yù)測器30。文 件大小的預(yù)測器30考慮圖像的原始分辨率，因此存在離群值?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，根據(jù)本發(fā)明的第二非限制性示例性實(shí)施例的文件大小的預(yù)測器30 包括參數(shù)量化器、和基于簇的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器34，以生成相對(duì)文件大小預(yù)測35。向文件大小的預(yù)測器30提供輸入31，包括原始文件大小S(I)、原始質(zhì)量因子 QF⑴(指示為QFin)、在圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像I的寬度W(I)和高度H(I)、以及在圖像轉(zhuǎn)換 之后的預(yù)期質(zhì)量因子QF。ut和預(yù)期縮放因子(變焦因子)ζ。預(yù)測器30的輸出37生成在應(yīng) 用了縮放因子ζ和質(zhì)量因子QF。ut的圖像變換之后的圖像的文件大小預(yù)測ρ戶 ,，？)。量化器62處理質(zhì)量因子QF。ut和縮放因子z，以分別生成量化的質(zhì)量因子,和量 化的縮放因子，以用作向基于簇的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器34的輸入。在量化器32中還發(fā)生質(zhì)心確定，其根據(jù)圖像I的寬度W (I)、高度H (I)和原始質(zhì)量 因子QFin生成用于圖像I的陣列，以用作向基于簇的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器34的輸 入。如果使用更多的質(zhì)量控制參數(shù)，則他們可附加在a^,的向量X1(以下將定義)中?；诖氐南鄬?duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器34從量化器32接收陣列％ F7、量化的質(zhì)量因 子G^L和量化的縮放因子2"作為輸入，以對(duì)于相對(duì)文件大小預(yù)測35公式化。然后，轉(zhuǎn)換的圖像文件大小的預(yù)測計(jì)算器36使用來自計(jì)算器34的輸出35計(jì)算在 轉(zhuǎn)換(圖像J)之后的圖像的文件大小預(yù)測37 S(I,QFnul,ζ)，如下S(I, QFoul，z) = SiDKQFm，QFnw ,z)(l)其中函數(shù)是相對(duì)大小預(yù)測35。如上所述，在例如存在離群值的情況下，圖像的小分辨率破壞了上述文件大小的 預(yù)測器10。為了克服這個(gè)問題，執(zhí)行將圖像空間分成區(qū)域的操作，其中將類似分辨率的區(qū)域 分在一起。為此，使用簇將從圖像庫生成的范本分成類。此外，成簇的使用能夠?qū)τ诿總€(gè)類 優(yōu)化最小均方估計(jì)量，由此進(jìn)一步最小化預(yù)測誤差。應(yīng)注意，成簇是非監(jiān)督的學(xué)習(xí)技術(shù)，其劃分在給定數(shù)目個(gè)分離子集(稱為類)中的 數(shù)據(jù)，從而在每個(gè)子集中的數(shù)據(jù)在所選度量下最大地類似。對(duì)于每個(gè)子集，計(jì)算代表值或原 形(prototype)。一般地，原形是子集的質(zhì)心。因此，成簇與概率分布函數(shù)優(yōu)化的向量量化 同義，其中量化級(jí)別是類的質(zhì)心。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，簇計(jì)算器44將例如X1= (W(I)，H(I)，α QF(I))的向量關(guān)聯(lián)至訓(xùn) 練集T中的每個(gè)圖像，其中α是使得質(zhì)量因子維數(shù)達(dá)到與寬度和高度相同的量級(jí)的縮放常 數(shù)。W(I)、Η(Ι)、和QF(I)分別是圖像I的寬度、高度和QF。如果我們使用更多質(zhì)量控制參數(shù)，則可將他們附加在向量X1中，并且可通過第二算法來考慮。在成簇之前選擇類的數(shù)目k。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道如何選擇這個(gè)類的數(shù)目k。 例如，參數(shù)k足夠大，以減少誤差，并且足夠小，以避免上下文稀釋。仍參照?qǐng)D4，庫41的獲取通過與圖2中的操作21相同的方式進(jìn)行。新范本42的生成通過與圖2中的操作22相同的方式進(jìn)行，除了通過附加信息 QFout和ζ代替包括創(chuàng)建向量X1 = (W(I)，H(I)，α QF(I))的子操作43。因此，操作42創(chuàng)建簇計(jì)算器44所需的范本向量，以計(jì)算圖像的訓(xùn)練集T到類的數(shù) 目k的劃分C。通過定義，劃分C通過C = IC1, C2, ... , CJ給出，并且滿足^1 C, =:r和
義 C, =0。此外，以最佳劃分C*將最小化任意向量X1(其中I e T)及其分配的質(zhì)心之間的預(yù)
期平方距離。最佳劃分C*有以下給出
k _ 2 其中||χ| = V^是非正式L2范數(shù)，T是轉(zhuǎn)置函數(shù)，〒,是類Ci的原形。圖6中示出成簇的實(shí)例。在圖6中，所有圖像具有QF = 80，從而可二維地視覺化 計(jì)算的文件大小預(yù)測。然而，真實(shí)的劃分跨越寬度、高度和量化的QF三個(gè)(3)維度。在決定了類的數(shù)目k之后，簇計(jì)算器44(見45)使用k平均算法計(jì)算類或簇。然 后，原形計(jì)算器(見45)如下計(jì)算質(zhì)心& 其代表類Ci中所有向量的原形。計(jì)算最佳劃分C*的復(fù)雜度使其在計(jì)算上不可行。然而，可使用k平均算法以高精 度對(duì)其進(jìn)行近似計(jì)算，如 Leon Bottou禾口 Yoshua Bengio 的題為"Convergence properties of the K-means algorithms，，的文章，在 G. Tesauro> D. Touretzky 禾口 Τ· Leen 編輯的 Advances in Neural InformationProcessing Systems,第 7 卷，第 585-592 頁，MIT 出版 社，1995年。類似于Newton算法，k平均算法具有超線性收斂性，在實(shí)踐中這意味著為了良 好近似需要相對(duì)少量的反復(fù)。K平均的細(xì)節(jié)和屬性相信對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員是已知的， 為此在本說明書中將不再進(jìn)一步描述。一旦計(jì)算了類或簇C，則陣列計(jì)算器(見圖4中的47至49)對(duì)于每個(gè)計(jì)算的質(zhì)心 &計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列^^,。在示例性實(shí)施例中，這些預(yù)測陣列中的每個(gè)具有二維的(但是，如果使用更多質(zhì) 量控制參數(shù)可具有更多維數(shù))量化的輸出質(zhì)量因子ρ^Μ和量化的縮放因子。在操作48中 執(zhí)行量化。如下計(jì)算這些陣列中的每個(gè)項(xiàng)
其中J e Ci是向基數(shù)IciI的類分配的圖像，并具有質(zhì)心力。為了得到與從圖像I的變換得到的圖像J關(guān)聯(lián)的估計(jì)量，在操作47中首先如下計(jì) 算最近質(zhì)心A 最后，文件大小的預(yù)測器30的基于簇的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器(圖3)生成相 對(duì)文件大小預(yù)測35，并且根據(jù)以下等式在計(jì)算器38中計(jì)算文件大小預(yù)測37 應(yīng)注意，在計(jì)算方面，預(yù)測器30的成本受限于計(jì)算最近質(zhì)心的成本，后者可使 用充分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有效計(jì)算(細(xì)節(jié)見Jean-Daniel Boissonnat和Mariette Yvinec的 "Algorithmic Geometry”，劍橋大學(xué)出版社，1998年)。一旦被定位，則可在恒定實(shí)踐搜索 陣列A^以生成義,拭 ,,,i的值。5.第二陣列計(jì)算器和訓(xùn)練方法再參照?qǐng)D4，現(xiàn)在將描述根據(jù)第二非限制性示例性實(shí)施例的訓(xùn)練相對(duì)大小預(yù)測陣 列計(jì)算器40的第二方法?？蓪?duì)于大小的預(yù)測器30來實(shí)現(xiàn)第二訓(xùn)練方法。在操作42，使用庫中的每個(gè)圖像來生成任意預(yù)期數(shù)目個(gè)范本。在操作42，根據(jù)從 庫繪畫的圖像生成大量圖像，對(duì)其應(yīng)用質(zhì)量控制參數(shù)改變和縮放，其方式典型地兼容于在 基于簇的相對(duì)文件大小預(yù)測計(jì)算器34中使用的量化方案。通過每個(gè)范本J存儲(chǔ)其向量& =(W(J)，H(J)，α QF(J))，以及 QFout 和 ζ。在子操作43，將每個(gè)生成的范本增加到還包括來自庫的原始圖像的范本列表。重 復(fù)操作22，只要在庫中存在保留未處理的圖像。在庫計(jì)算器44，指定類或簇的數(shù)目k。在操作45，計(jì)算簇和質(zhì)心。使用等式(9)對(duì)于每個(gè)簇或類Ci(KiSk)計(jì)算質(zhì) 心〒,。創(chuàng)建陣列^^,，但是不填充。在操作46，填入與質(zhì)心相關(guān)的陣列。在操作47，對(duì)于每個(gè)范本J，使用在圖像轉(zhuǎn)換之前的質(zhì)量因子QFin(J)、寬度H(J)和 高度H(J)，以找到相應(yīng)質(zhì)心及其相關(guān)的預(yù)測陣列。使用等式(11)計(jì)算最接近圖像I的質(zhì) 心。在操作48，量化在圖像轉(zhuǎn)換之后的預(yù)期質(zhì)量因子QF。ut和縮放因子z，以分別成為 和？。最后，在操作49，在使用等式(12)的預(yù)期量化的質(zhì)量因子和縮放的應(yīng)用之后使用 QFoul、？和Xj = (W(J)，H(J)，α QF(J))更新相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列。6.數(shù)值實(shí)例的第二集在試驗(yàn)中，選擇k使得k = 200。經(jīng)驗(yàn)地發(fā)現(xiàn)α ^ 1000。
在表4中呈現(xiàn)結(jié)果。表4示出對(duì)于庫中的圖像的成簇的陣列的預(yù)期決定誤差， 其中QFin = 80。通過等式(7)給出預(yù)期決定誤差。表4 預(yù)期相對(duì)文件大小預(yù)測誤差 通過文件大小的預(yù)測器 ο，在80周圍聚集文件大小的預(yù)測器30的
最小誤差，其中= 100%.。并且通過表4的一部分給出最大預(yù)測誤差，其中、和 縮放因子在表4的左上方最不相同。類似于表2，表4的灰色部分相應(yīng)于10%或更小的預(yù) 期絕對(duì)誤差的區(qū)域。然而，當(dāng)比較表2和4的兩個(gè)(2)灰色部分時(shí)，表4的預(yù)期絕對(duì)誤差明 顯小于表2，這是因?yàn)榇氐氖褂?。例如，在最困難的轉(zhuǎn)碼設(shè)置(即，其中10和i = )中，從表2到表4，誤差從112. 93%下降到24. 82%。同樣，盡管根據(jù)非限制性示例性實(shí)施例的系統(tǒng)和方法預(yù)測經(jīng)過縮放以及質(zhì)量控制 參數(shù)(在這種情況下為QF(質(zhì)量因子))的改變而轉(zhuǎn)換的JPEG圖像的文件大小，但是應(yīng)理 解，相同的構(gòu)思可應(yīng)用于例如GIF(圖形交換格式)的其他類型格式以及例如顏色數(shù)量、顏 色深度、顏色分量采樣結(jié)構(gòu)等的其他質(zhì)量控制參數(shù)、以及例如顏色增強(qiáng)和裁剪的轉(zhuǎn)換。盡管通過非限制性示例性實(shí)施例在以上說明書中描述了本發(fā)明，但是在不脫離本 發(fā)明的精神和特征的情況下，可在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)修改這些示例性實(shí)施例。
權(quán)利要求
一種系統(tǒng)，用于預(yù)測經(jīng)過通過縮放以及至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小，包括輸入端，用于接收(a)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小，(b)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所述圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，(c)在所述圖像轉(zhuǎn)換期間的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，和(d)在所述圖像轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用于圖像的縮放因子；基于接收到的關(guān)于質(zhì)量控制參數(shù)和縮放因子的信息進(jìn)行相對(duì)的文件大小預(yù)測的計(jì)算器；以及在所述圖像轉(zhuǎn)換之后進(jìn)行所述圖像的文件大小預(yù)測的計(jì)算器，其中根據(jù)所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測來計(jì)算所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述質(zhì)量控制參數(shù)信息包括關(guān)于表示所述圖像的質(zhì) 量的至少一個(gè)參數(shù)的信息，并選自以下內(nèi)容的組，包括質(zhì)量因子、顏色數(shù)目、顏色深度、顏 色分量采樣結(jié)構(gòu)、和水平和垂直分辨率。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和所述文件 大小預(yù)測是壓縮的文件大小。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述文件大小預(yù)測的計(jì)算器將所述圖像轉(zhuǎn)換之前的 圖像的文件大小與計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測相乘。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述文件大小預(yù)測&/，0Fwn幻的計(jì)算器 使用以下關(guān)系將所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小與計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測S(I,QFliunZ) ^ S(I)HQFin,QFaunZ)其中S(I)是所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像I的文件大小，K)是相對(duì)文件大小預(yù)測，(》^是 所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的質(zhì)量因子，QF。ut是所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的質(zhì)量因子，以及Z 是縮放因子。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述相對(duì)文件大小預(yù)測的計(jì)算器包括通過相對(duì)文件 大小預(yù)測陣列計(jì)算器預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測陣列，其中由所述相對(duì)文件大小預(yù)測的計(jì) 算器使用預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測陣列來計(jì)算所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的相對(duì)文件大 小預(yù)測。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所述圖像的至少一個(gè)質(zhì) 量控制參數(shù)的信息包括在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的質(zhì)量因子QFin,在所述圖像轉(zhuǎn)換期間 的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息包括在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的預(yù) 期質(zhì)量因子QF。ut，以及其中預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列的計(jì)算器包括所述質(zhì)量因子QFin、所述質(zhì)量因子QF。ut、和所述縮放因子ζ的量化器，以獲得量化的質(zhì) 量因子和量化的縮放因子Z ；具有以下內(nèi)容的圖像集1s^in, :對(duì)于QFin的值包含具有量化到ρ^^的相同原始量 化因子的圖像集合的所有圖像，量化到的輸出量化因子QF。ut的值，以及量化到F的縮放因子Z的值；以及使用以下關(guān)系預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測陣列的計(jì)算器 其中S O是相對(duì)大小觀察，以及是集J勺基數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的文件大小預(yù)測i(/，0F ,,z)的 計(jì)算器使用以下關(guān)系其中S(I)是在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像I的壓縮文件大小。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述相對(duì)文件大小預(yù)測陣列計(jì)算器包括簇計(jì)算器，用于(a)將表示所述圖像的特征的向量關(guān)聯(lián)至圖像集的每個(gè)圖像，和(b)將 所述圖像集劃分成關(guān)聯(lián)至類似向量的圖像類；原形計(jì)算器，用于針對(duì)每個(gè)圖像類計(jì)算質(zhì)心，其代表關(guān)聯(lián)至所述類的圖像的向量原形；以及陣列計(jì)算器，用于針對(duì)每個(gè)質(zhì)心計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列，所述陣列具有包括關(guān) 于至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的改變和所述縮放因子的至少二維。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中通過以下關(guān)系給出關(guān)聯(lián)至每個(gè)圖像I的向量X1 = (W(I)，H(I)，α QF(I))其中α是縮放常量，W(I)、Η(Ι)和QF(I)分別是圖像I的寬度、高度和質(zhì)量因子。
11.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測的計(jì) 算器使用在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和所述陣列計(jì)算器預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大 小預(yù)測的陣列的項(xiàng)來計(jì)算在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測。
12.一種方法，用于預(yù)測經(jīng)過通過縮放以及至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖 像的文件大小，包括接收(a)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小，(b)在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所 述圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，(c)在所述圖像轉(zhuǎn)換期間的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至 少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，和(d)在所述圖像轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用于圖像的縮放因子；基于接收到的關(guān)于質(zhì)量控制參數(shù)和縮放因子的信息計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測；以及計(jì)算在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測，其中根據(jù)所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像 的文件大小和計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測來計(jì)算所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，包括接收關(guān)于表示所述圖像的質(zhì)量的至少一個(gè)參數(shù) 的信息作為質(zhì)量控制參數(shù)信息，并且其選自包括以下內(nèi)容的組質(zhì)量因子、顏色數(shù)目、顏色 深度、顏色分量采樣結(jié)構(gòu)、和水平和垂直分辨率。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，包括接收壓縮的文件大小作為在所述圖像轉(zhuǎn)換之前 的圖像的文件大小，并計(jì)算壓縮的文件大小作為在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中計(jì)算在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的預(yù)測包括將 所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小與計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測相乘。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中計(jì)算文件大小預(yù)測 力包括使用如下關(guān)系 將所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小與計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測 相乘 其中S(I)是所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像I的文件大小，是相對(duì)文件大小預(yù)測， 是 所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的質(zhì)量因子， 是所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的質(zhì)量因子，以及ζ 是縮放因子。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測包括(a)預(yù)計(jì)算相對(duì)文件 大小預(yù)測陣列，和(b)使用預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測陣列來計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所述圖像的至少一個(gè) 質(zhì)量控制參數(shù)的信息包括在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的質(zhì)量因子QFin，在所述圖像轉(zhuǎn)換期 間的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息包括在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的 預(yù)期質(zhì)量因子QF。ut，以及其中預(yù)計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列包括量化所述質(zhì)量因子QFin、所述質(zhì)量因子QF。ut、和所述縮放因子z，以獲得量化的質(zhì)量因 確定具有以下內(nèi)容的圖像集^‘沈―對(duì)于QFin的值包含具有量化到的相同原始 量化因子的圖像集合的所有圖像，量化到ρ巧的輸出量化因子QF。ut的值，以及量化到j(luò)的 縮放因子ζ的值；以及使用以下關(guān)系計(jì)算預(yù)計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測陣列 其中S O是相對(duì)大小觀察，以及是集ρ“的基數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中計(jì)算在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的文件大小預(yù)測 勿/,ρ廠 ,，幻包括使用以下關(guān)系 其中S(I)是在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像I的壓縮文件大小。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其中計(jì)算所述相對(duì)文件大小預(yù)測包括(a)將表示所述圖像的特征的向量關(guān)聯(lián)至圖像集的每個(gè)圖像，和(b)將所述圖像集劃 分成關(guān)聯(lián)至類似向量的圖像類；針對(duì)每個(gè)圖像類計(jì)算質(zhì)心，其代表關(guān)聯(lián)至所述類的圖像的向量原形；以及 針對(duì)每個(gè)質(zhì)心計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列，所述陣列具有包括關(guān)于至少一個(gè)質(zhì)量控 制參數(shù)的改變和所述縮放因子的至少二維。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，包括通過使用以下關(guān)系計(jì)算關(guān)聯(lián)至每個(gè)圖像的向量 其中α是縮放常量，W(I)、Η(Ι)和QF(I)分別是圖像I的寬度、高度和質(zhì)量因子。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其中計(jì)算在所述圖像轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小預(yù)測包 括使用在所述圖像轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和預(yù)計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測的陣列的項(xiàng)。
全文摘要
一種系統(tǒng)和方法，用于預(yù)測經(jīng)過通過縮放以及至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的改變而轉(zhuǎn)換的圖像的文件大小，其中輸入端接收(a)在轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小，(b)在轉(zhuǎn)換之前的關(guān)于所述圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，(c)在轉(zhuǎn)換期間的關(guān)于應(yīng)用于圖像的至少一個(gè)質(zhì)量控制參數(shù)的信息，和(d)在轉(zhuǎn)換期間應(yīng)用于圖像的縮放因子?；陉P(guān)于質(zhì)量控制參數(shù)和縮放因子的接收信息計(jì)算相對(duì)文件大小預(yù)測。最后，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換之前的圖像的文件大小和計(jì)算的相對(duì)文件大小預(yù)測來計(jì)算所述轉(zhuǎn)換之后的圖像的文件大小。
文檔編號(hào)G06T3/40GK101842811SQ200780101390
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2007年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月2日
發(fā)明者J-F·弗朗什, S·庫隆布, S·皮金 申請(qǐng)人:高等技術(shù)學(xué)校