CN100476858C - 基于小波变换的图像编解码器中获得编码增益的方法、装置和系统 - Google Patents

基于小波变换的图像编解码器中获得编码增益的方法、装置和系统 Download PDF

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Abstract

一种在编码器和解码器中编码RGB图像的方法和系统。编码器中，将RGB图像分量转换成YUV分量。在YUV分量通过小波正变换进行变换和编码入码流中进行传输之前，将YUV分量中的一个或多个低位比特平面予以省除。解码器中，对码流解码并通过小波反变换处理变换成一组重建的YUV分量。这些重建的YUV分量的比特平面被上移位，使得上移位的YUV分量在构成上等同于编码器内它们被调整之前的原来的YUV分量。然而，经由上移位加入的低位比特平面其数据均设定于零。然后，将上移位的YUV分量转换成重建图像的RGB分量。

Description

基于小波变换的图像编解码器中获得编码增益的方法、装置和系统
技术领域
本发明一般地涉及基于小波变换的图像编解码器，更具体地，涉及在高比特率或者近乎无损的比特率上改善图像编码效率。
背景技术
众所周知在图像处理领域中，减少RGB图像中表示彩色分量的比特数目，例如，可导致较小的图像文件，但图像质量有下降。随着引入JPEG2000那样的可分级图像编码格式，有可能只发送和接收图像文件的一部分而在接收端仍然可重建高质量图像。在图像中丢失的部分所包含的信息通常地表述图像中含有的高频分量内容。也就是，它们属人类视觉系统不是很容易感知的细节内容。然而，丢失所有细节会导致图像模糊。因此，在编码图像中减少原始图像内的彩色信息和弃掉细节将造成低质量的图像。
JPEG是指联合图像专家组。1988年，该委员会正式通过其第一个标准，称为基本JPEG(JPEG baseline)，它基于离散余弦变换(DCT)和霍夫曼编码。1996年，它发出建议征求书，以在新世纪内推进标准化的图像编码系统，有许多算法提了出来。现在，已经完成新的标准，名为JPEG2000。这一新标准在率失真和主观图像质量性能方面优于已有标准下可做到低比特率运行，并不牺牲率失真谱内其它方面的性能。更重要的是，JPEG2000能够从单个压缩比特流中提取出不同分辨力、像素保真度、所关心区域、多重分量等诸多方面的所有信息。这使得从任何JPEG2000压缩的源图像中可取得其应用，对于任一目标装置只需管理、存储和传输必要的信息。
JPEG2000在其编码方案中应用小波变换作为基础。依靠基于小波变换的编码，大部分图像信息在压缩的早期阶段进行编码，能在低比特率上给出良好的重建图像。然而，在高比特率上，要应用更大量的数据使图像的原本形式精细化，要将诸如带宽和计算能力之类系统资源内的重要元素应用到对图像的编码上。某些环境中系统资源十分可贵，诸如在移动无线终端中带宽和计算能力都很宝贵。此外，当一定目的下需要大量数据时，高比特率在图像质量上改善程度并不显著。而且，在高比特率下人类视觉系统不能明显地辨认图像质量的差别。例如，对于40dB和50dB的两个图像，它们个别的编码文件大小事实上会相当不同，但人眼难以区辨它们的图像质量。如果人类视觉系统没有能力检知图像中很细微的变化，则在此类变化所对应的数据上消耗的任何编码资源都是低效的并或许是不需要的。
先有技术中，通过运行所谓的“瘦化”以改善编码效率。如EP1022912 A2(杉守)(Sugimori)中所公开的，借助于去掉某些图像像素，可以减少在不可逆的彩色变换之后的数据数量。这种运行将导致图像空间分辨力下降。
因此，需要有图像数据的预处理，使得图像数据的重要部分保留用于编码，而将不重要的部分舍弃。这样做是基于下面的事实，即人类视觉系统没有能力检知图像中很细微的变化。
所以，提供一种图像编码方法能在避免图像空间分辨力下降的同时减少待压缩和编码的数据量，那将是有益和希望的。
发明内容
本发明的基本目的是应用基于小波变换的图像编码方案提供一种图像编码的方法和系统，可在高比特率或近乎无损的比特率下获得编码增益。在高比特率或近乎无损的比特率下，基于小波变换的图像编码方案里大部分代码数据对于人们视觉上图像质量的改善并无重大贡献。因此，通过省除不影响人们感知图像质量的数据，能实现本发明的目的。具体地，在小波变换和压缩之前从图像中省除不重要的数据，借此可增大编码效率和减小计算复杂度。
本发明对于先有技术解决办法上的改进之处，是在保持图像视觉质量的同时极大地减少图像中出现的用于编码和传输的数据量。在近乎无损的应用中特别可理解其优点，这时，在不牺牲视觉上的图像质量下能显著减小压缩文件的大小。
为达到上述目的，本发明在不可逆的彩色变换之后以不均等的方式减少所有像素中的彩色信息。更具体地，本发明通过在YUV彩色空间内省除图像中的一个或多个低位比特平面以舍去图像源中不重要的数据。
因此，本发明的第一方面是一种对图像进行编码的方法，其中，将图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量，并将第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，每一个第二彩色分量具有多个高位比特平面和第一数目的低位比特平面。该编码方法其特征在于：
通过使至少一个第二彩色分量内第一数目的低位比特平面改变成小于第一数目的第二数目，将第二彩色分量调整成已调整的第二彩色分量中；
根据小波正变换将已调整的第二彩色分量进行变换，提供出已变换的图像数据；以及
对已变换的图像数据进行编码，用于形成一个指明已变换图像数据的比特流。
按照本发明，第一彩色空间是RGB彩色空间，第二彩色空间是YUV彩色空间。
可取地，第二彩色分量包括一个亮度分量和两个色度分量，而第一数目为2，以及
亮度分量中第二数目的比特平面为0，色度分量中第二数目的比特平面为1。此外，高位的比特平面数目为6。因此，第二彩色分量中，亮度分量的比特平面总数目为6，色度分量之每一个的比特平面总数目为7。
然而，有可能第一数目为1而任一分量的第二数目为0。
可取地，高位的比特平面数目为6。然而，有可能高位的比特平面数目大于或小于6，或者等于0。
可取地，借助比特移位可减少步骤。然而，有可能通过查找表实现步骤的减少。
按照本发明的第二方面，提供出一种装置，对析分成第一彩色空间内多个第一彩色分量的图像进行编码，其中，将第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，每一个第二彩色分量具有多个高位比特平面和第一数目的低位比特平面。该装置的特征在于：
一个装置，用于根据第二彩色分量将至少一个第二彩色分量中的第一数目比特平面调整成小于第一数目的第二数目，提供出已调整的第二彩色分量。
一个装置，用于根据小波正变换使已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据，提供出一个指明已变换图像数据的信号；以及
一个装置，根据该信号对已变换图像数据进行编码，形成一个指明编码的已变换图像数据的比特流。
可取地，调整装置中包含有比特移位器或比特移位软件程序，起减少比特平面的作用。另一种情况下，调整装置包含一张查找表，以减少比特平面。
按照本发明，每一个第二彩色分量的第二数目是预先确定的，存储于供调整装置用的编码器中，根据存储的第二数目提供出已调整的第二彩色分量。另一种情况下，第二数目被传输给编码器。
按照本发明的第三方面，提供出一种软件程序，在具有变换装置和编码装置的编码器内用于处理图像数据，指明图像进入比特流中，其中，图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量，第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量。每一个第二彩色分量具有多个高位比特平面和第一数目的低位比特平面。软件程序的特征在于：
将至少一个第二彩色分量中的第一数目比特平面调整成小于第一数目的第二数目，提供出已调整的第二彩色分量；以及
将已调整的第二彩色分量提供给变换装置，以便使变换装置根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据，并使得编码装置根据已变换的图像数据形成比特流。
可取地，调整步骤是基于比特移位的。另一种情况下，调整步骤是基于查找表的。
按照本发明的第四方面，提供出一种装置，用于处理具有编码数据的比特流，指明重建图像内的一个图像，其中，
图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量；
将第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，每一个第二彩色分量具有第一数目的高位比特平面和第二数目的低位比特平面；
通过将至少一个第二彩色分量中第二数目的比特平面改变成小于第二数目的对应的第三数目，提供出第二彩色空间内已调整的第二彩色分量；
根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据；以及
将已变换的数据编码成具有编码数据的比特流。该处理装置的特征在于：
一个装置，根据比特流对编码数据进行解码，提供出重建的已变换数据；
一个装置，用于根据小波反变换处理重建的已变换数据，提供出第二彩色空间内第一重建的彩色分量；以及
一个装置，将第一重建的彩色分量改变成第二彩色空间内第二重建的彩色分量，使得每一个第二重建的彩色分量具有等于第一数目的多个高位比特平面和等于第二数目的多个低位比特平面。
按照本发明，处理装置的特征还在于具有一个装置，将第二彩色空间内第二重建的彩色分量转换成第一彩色空间内第三重建的彩色分量，用于形成重建图像，其中，每一个第三重建的彩色分量具有等于第一数目的多个高位比特平面和等于第二数目的多个低位比特平面。
按照本发明，所述至少一个第二彩色分量中对应的第三数目是预先确定的，处理装置的特征还在于具有一个装置，用于得到所述对应的第三数目，以便使改变装置根据得到的第三数目能将第一重建的彩色分量改变成第二重建的彩色分量。另一种情况下，所述至少一个第二彩色分量中对应的第三数目包括在比特流内，以便使改变装置根据所包括的第三数目能将第一重建的彩色分量改变成第二重建的彩色分量。
按照本发明，每一个第一重建的彩色分量对应于第二彩色分量之一，又每一个第一重建的彩色分量具有等于第一数目的多个高位比特平面，以及具有与第二彩色分量之一对应的第三数目低位比特平面数相等的多个低位比特平面。
按照本发明的第五方面，提供一种软件程序，用于在一个装置中处理具有编码数据的比特流，指明重建图像内的一个图像，其中，
将图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量；
将第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，每一个第二彩色分量具有第一数目的高位比特平面和第二数目的低位比特平面；
通过将至少一个第二彩色分量中的第二数目比特平面改变成小于第二数目的对应的第三数目，而将第二彩色分量调整成已调整的第二彩色分量，提供出第二彩色空间内已调整的第二彩色分量；
根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据；以及
将已变换的图像数据编码入具有编码数据的比特流，其中，该装置包含有：
一个装置，根据该比特流用于对编码数据进行解码，提供出重建的已变换数据；
一个装置，用于根据小波反变换处理重建的已变换数据，提供出第二彩色空间内第一重建的彩色分量，每一个第一重建的彩色分量对应于第二彩色分量之一，其中，每一个第一重建的彩色分量具有等于第一数目的多个高位比特平面以及与对应的第三数目相等的第四数目的低位数目比特平面。软件程序其特征在于：
将第一重建的彩色分量改变成第二彩色空间内第二重建的彩色分量，有效地将多个比特平面添加到与所述至少一个第二彩色分量对应的至少一个第一重建的彩色分量上，使得每一个第二重建的彩色分量具有等于第一数目的多个高位比特平面和等于第二数目的多个低位比特平面；以及
将添加入的比特平面内各像素值设定于零。
可取地，改变步骤基于比特移位。另一种情况下，改变步骤通过查找表实现。
按照本发明的第六方面，提供一种系统，用于将图像编码成比特流以及将比特流解码成重建图像，其中，图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量，并且第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，其中，每一个第二彩色分量具有第一数目的高位比特平面和第二数目的低位比特平面，所述系统其特征在于：
一个装置，根据第二彩色分量用于将至少一个第二彩色分量中的第二数目比特平面调整成小于第二数目的对应的第三数目，提供出第二彩色空间内已调整的第二彩色分量；
一个装置，根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据，提供出一个指明已变换图像数据的信号；
一个装置，根据该信号用于对已变换图像数据进行编码，形成具有编码信息、指明编码的已变换图像数据的比特流；
一个装置，根据该比特流用于将编码信息进行解码，提供出重建的已变换数据；
一个装置，用于根据小波反变换处理重建的已变换数据，提供出第二彩色空间内第一重建的彩色分量；
一个装置，用于将第一重建的彩色分量改变成表明重建图像的第二彩色空间内第二重建的彩色分量，以使得每一个第二重建的彩色分量具有等于第一数目的多个高位比特平面和等于第二数目的多个低位比特平面。
可选地，系统的特征在于具有一种装置，将第二空间内第二重建的彩色分量转换成第一彩色空间内第三重建的彩色分量，用于形成重建图像。
结合图1至图3b阅读本说明，可显然地明白本发明。
附图说明
图1示明按照本发明对图像进行编码的系统方框图，包括有编码器和解码器。
图2a示明按照本发明用于比特平面下移位的比特移位器或比特移位软件的概略示意图。
图2b示明按照本发明用于比特平面上移位的比特移位器或比特移位软件的概略示意图。
图3a示明按照本发明用于实现比特平面下移位的查找表的概略示意图。
图3b示明按照本发明用于实现比特平面上移位的查找表的概略示意图。
具体实施方式
图像数据的最低有效位(LSB)通常并不显著影响图像的视觉质量。通过省除一个或两个LSB可获得实际的编码增益。按照JPEG2000的编码操作，首先编码最高有效位(MSB)。在编码LSB时，已经传送出大部分图像信息。因此，LSB只是添加上很少的信息用于图像精细化。另一方面，对压缩比特流添加该信息付出的代价是高的。关于LSB在视觉上图像质量下降不明显的前提下减少或省除该添加的信息，这是希望和有益的。
从许多不同的彩色图像中已观察到，色度(U，V)分量的大部分数值集中在零值附近(或者当数值平移128时集中在128附近，这时数值均为非负值，范围为(0，255))。数值的分布大约为拉普拉斯分布。在(0，255)的比特范围内，U、V分量基本上在16至160范围内。然而，看来可以用7比特完全表示一般的图像色度。在图像亮度上，看来可以只用6比特给出完全的表示。已经应用YUV格式的彩色图像作出实验，其中，通过使图像中每个像素值实施成下面的简单码以抑制彩色分量的低位比特平面：
image_data＝(image_data＞＞k)＜＜k；    (1)
式中，取决于要抑制的LSB数目，K＝1或2。对于那些抑制的LSB，其比特值设定于零。没有经过编码和解码但受抑制的图像呈现于显示器上。可以观察到，在UV分量中抑制1位LSB和在Y分量中抑制1或2位LSB时，视觉上不明显影响图像质量。
当JPEG2000编码的各实际图像类同地抑制时，在编码器和解码器中需要的仅仅代码改变分别为：
image_data＞＞＝k    (2)
和
image_data＜＜＝k，    (3)
式中，K＝1或2。编码器中，按照式(2)的比特移位在小波正变换之前实施。解码器中，按照式(3)的比特移位在小波反变换之后实施。不同K值下无损的文件大小示于表1(无损率＝8.00bpp)。对于JPEG2000编码和LSB抑制的图像，当Y分量中抑制1或2位LSB而U、V分量中只抑制1位LSB时，对图像质量没有明显影响。从表1可见，无损文件大小的减少是显著的。
  Y中LSB抑制   U、V中LSB抑制   文件大小(字节)
  0   0   16,789
  1   0   13,978
  1   1   12,976
  2   0   11,861
  2   1   10,700
表1不同的LSB数值抑制下的无损文件大小
因此，本发明的编码处理中，去相关之前它包括有在YUV分量中减少比特平面数目的步骤。本发明的解码处理中，将YUV图像转换成RGB图像之前先应用一个步骤在重建的YUV分量中增加比特平面的数目以恢复YUV图像的彩色比特深度。按照图1中所示的本发明编码方法，图像编码系统1中包括有用于编码图像的编码器2和解码器4。
如图1中所示，输入图像100是能够分离成三个彩色(R，G，B)平面的数字图像。RGB图像100传输至RGB/YUV转换器10用于彩色转换。具体地，RGB/YUV转换器10用于实现不可逆彩色变换(ICT)类型的正向分量变换，从RGB图像100变换成YUV彩色空间内的YUV图像110。实现ICT的公式为：
Y0(x，y)＝0.299I0(x，y)+0.587I1(x，y)+0.114I2(x，y)
Y1(x，y)＝-0.1687I0(x，y)-0.3321I1(x，y)+0.5I2(x，y)    (4)
Y2(x，y)＝0.5I0(x，y)-0.41869I1(x，y)+0.0.081I2(x，y)
式中，I0、I1、I2为输入图像分量或分别为红、绿和蓝分量，Y0、Y1、Y2为Y(亮度)分量和U、Y(色度)分量。
在该阶段，YUV图像110中Y、U、V分量之每一个有着相同数目的比特平面(典型值为8)。比特平面下移位模块20用于舍去每个分量内的一个或多个低位比特平面。比特平面下移位模块20按照式(2)采用软件程序或比特移位器22使YUV图像110内Y、U和V分量中的每一个比特平面分别以K1比特、K2比特和K3比特依次进行下移位。应当指出，在这一图像数据截尾处理中，Y、U和V分量中低位的K1、K2和K3个LSB没有设定为零。在随后的编码处理中将它们完全省除。于是，所有高位的MSB都向下移位合适的比特数。因此，如果K＝1，则具有8个比特平面彩色深度的分量将随着舍去最低有效位的比特平面而减少成为7个比特平面的分量。类似地，如果K＝2，则8比特的彩色分量随着舍去2个最低有效位的比特平面而成为6比特的彩色分量。
可取地，当K2和K3等于1时使K1等于2。这意味着，在图像数据截尾后Y分量的比特平面数为6，U和V分量的比特平面数为7。另一种情况下，全部K1、K2和K3可以都等于1。由于通过比特平面下移位模块20完全地省除整体的一个或多个比特平面，所以可实现编码的图像数据相当大的减少。对于最低位的1或2个比特平面，上述情况尤其正确，低位比特平面包含的信息与图像内全部像素中的大多数相关联，而与之相对比，高位比特平面包含的信息与图像内比较小数目的高能像素相关联。
按照本发明，编码器2中的数据省除步骤是在图像数据经受小波正变换之前实施的。在数据省除之后，编码器2如同对于常规图像那样以同样的方式对该图像进行处理和编码。如图中所示，由参考号120标明的、包含有已缩减分量的图像数据传输至小波正变换模块30上。在小波正变换之前或之后，已缩减的图像数据120受到平铺。平铺和小波正变换在本技术领域内是周知的。平铺处理中，将图像分量划分成铺块或是基准网格上网点的矩形阵列，基准网格对准于基准网格原点、并以宽度和高度定义出对基准网格的偏移量。图像的平铺拼合产生出铺块分量，由于铺块分量与构成图像的每一分量内的同样部分相关联，所以它们互相之间能独立地抽取或解码。应用小波正变换使铺块分量分解成不同的解析等级。这类解析等级内有多个子带，它们由描述原始铺块分量中水平和垂直空间频率特性的诸系数组成。容许的分解类型为二元形式，由各系数给出关于图像内局部区域的频率信息。如此，小量数目的系数能完全地描述单个样本。并且，当压缩数据处理成码流时，铺块分量的各个子带可划分成码组。
从小波正变换处理中得到的系数这里称为已变换的图像数据，以标号130标明。然后，在编码模块40中对已变换的图像数据130进行编码和压缩，形成码流140。编码模块40中通常包括有正向量化模块、编码模块和码流形成器。对于正向量化处理、编码处理和码流形成，本技术领域内是周知的。如图所示，码流140可存储入存储器装置8内以供将来应用，或是传输至解码器4用于重建图像。
图像重建处理中，解码模块50读出码流140，对读出的图像数据实施反向量化，成为重建的已变换数据150。小波反变换之后，将重建的已变换数据150转换成YUV彩色空间内的图像数据，或即重建的YUV图像160。解码处理和小波反变换是本技术领域内周知的。重建的图像160乃图像120的重建，而图像120是经下移位模块20实施比特平面下移位操作(式(2))后的结果。为了完成解码处理，必须使重建图像160经比特移位后回到原始的彩色深度上。如图中所示，在此比特移位处理中应用比特平面上移位模块70中的比特移位器或软件程序72。应用式(3)中所示的算法使重建图像160内Y、U和V分量的高位MSB分别依次上移位K1、K2和K3比特，回到比特平面结构中原来的位置上。Y、U和V分量中的K1、K2和K3低位LSB则设成零值。例如，图像120内Y、U和V分量的比特平面数目从8分别减少为6、7和7，则图像160内Y、U和V分量的比特平面数目也为6、7和7。此种场合，比特平面上移位模块70实际上对Y分量添加2位低位LSB，对U和V分量之每一个添加1位LSB。经此比特移位操作之后，恢复的YUV图像170内Y、U、V分量中的比特平面数目都为8。恢复的YUV图像170传输至YUV/RGB转换器80中，用于反向分量变换，其反向分量变换方程示于式(5)。
I0(x，y)＝Y0(x，y)+1,402 Y2(x，y)
I1(x，6)＝Y0(x，y)-0,34413 Y1(x，y)-0,71414 Y2(x，y)    (5)
I2(x，y)＝Y0(x，y)+1,772 Y1(x，y)
结果，得到RGB图像180。应当指出，由于解码处理中不能够恢复出被比特平面下移位模块20省除的LSB信息，所以不可能得到准确的图像重建。然而，视觉上对图像质量下降通常不会注意到，大多数场合下甚至检知不出，而在带宽和计算能力上的节省则是相当大的。
对于截尾和恢复YUV分量中K1、K2和K3值已预先确定的图像编码系统，其相应的数值可以预先设置和存储于下移位模块20的存储器22和上移位模块70的存储器72内，用于实现下移位和上移位操作。然而，如果K值为根据应用场合而可改变的可变量，则相应的数值K可作为码流140的一部分由编码器2传送给解码器4，使解码器能正确地解码图像。另一种情况下，K1、K2和K3可如箭头115所指明地传输给编码器2，并如箭头165所指明地传输给解码器4。
图2a示明按照式(2)使YUV图像110(图1)中的三个彩色分量1101、1102和1103下移位。原本地，每个彩色分量有8个比特平面，最高有效位(MSB)的比特平面为比特平面No.1，最低有效位(LSB)的比特平面为比特平面No.8。根据K1＝2、K2＝1和K3＝1，由比特移位器或软件程序22使彩色分量1101、1102和1103改变成YUV图像120(图1)中的一组已缩减彩色分量1201、1202和1203，每个已缩减彩色分量1201、1202和1203，分别具有6、7和7个比特平面。已缩减彩色分量的最低有效位比特平面分别为比特平面No.6、7和7。如果彩色分量1101、1102和1103之每一个表示成具有6个高位比特平面和2个低位比特平面，则在比特移位操作中高位比特平面的数目不变化。高位比特平面分别地下移位2比特、1比特和1比特。通过式(2)的比特移位操作，从彩色分量1101中省除2个低位比特平面，从彩色分量1102和1103的每一个中省除1个低位比特平面。
图2b示明按照式(3)使YUV图像160(图1)中的三个彩色分量1601、1602和1603上移位。根据K1＝2、K2＝1和K3＝1，由比特移位器或软件程序72使彩色分量1601、1602和1603改变成YUV图像170(图1)中的一组彩色分量1701、1702和1703。比特移位之前，彩色分量1601、1602和1603中每一个各具有6、7和7个比特平面。比特移位之后，彩色分量1701、1702和1703中每一个都具有8比特。然而，彩色分量1701中的最后2个低位比特平面(No.7和No.8)以及彩色分量1702和1703中的1个低位比特平面(No.8)它们的像素值都设定于零。再又，如果彩色分量1701、1702和1703之每一个表示成具有6个高位比特平面和2个低位比特平面，则高位比特平面与彩色分量1101、1102和1103中的那些比特平面是一样的。然而，在编码和解码处理中，彩色分量1101、1102和1103内的1个或2个低位比特平面将丢失掉。
图3a示明应用查找表23替代比特移位器或软件程序22实现下移位，图3b示明应用查找表73替代比特移位器或软件程序72实现上移位。
如上面的说明，按照式(2)和式(3)，比特移位中优选的K1、K2和K3值为2、1和1。另一种情况下，K1、K2和K3可以都为1。然而，取决于可应用的带宽和计算能力、以及所需的图像质量，这些K值可以更大些或更小些。
这里，尽管参照此处的优选实施例已说明本发明，但本领域普通技术员能理解到，在不背离本发明的精神和范畴下对于其中的形式和细节可作出前述的和各种其它的改变、省略和偏移。

Claims (30)

1.一种对于在第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的方法，其中，将第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，而每一个第二彩色分量具有多个高位比特平面和第一数目的低位比特平面，所述编码方法包括：
通过将至少一个第二彩色分量中第一数目的低位比特平面改变成小于第一数目的第二数目，调整第二彩色分量；
根据小波正变换对已调整的第二彩色分量进行变换，提供已变换的图像数据；以及
将已变换的图像数据进行编码，形成一个指明已变换图像数据的比特流。
2.权利要求1的编码方法，其特征在于，第一数目为1，第二数目为0。
3.权利要求1的编码方法，其特征在于，第一和第二数目是预先确定的。
4.权利要求1的编码方法，其特征在于：
第二彩色分量中包括一个亮度分量和两个色度分量，且第一数目为2；以及
亮度分量的第二数目比特平面为0，色度分量的第二数目比特平面为1。
5.权利要求4的编码方法，其特征在于，高位比特平面的数目为6。
6.权利要求4的编码方法，其特征在于，高位比特平面的数目为0。
7.权利要求1的编码方法，其特征在于，已调整的第二彩色分量中包括一个具有6或7个比特平面的亮度分量和两个各具有7个比特平面的色度分量。
8.权利要求1的编码方法，其特征在于，调整步骤是通过比特移位实现的。
9.权利要求1的编码方法，其特征在于，调整步骤是通过查找表实现的。
10.权利要求1的编码方法，其特征在于，第一彩色空间是RGB空间，第二彩色空间是YUV彩色空间。
11.权利要求1的编码方法，其特征在于，第二彩色空间是基于包含有一个亮度分量和至少一个色差分量的表示。
12.一种用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置，其中，将第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，而每一个第二彩色分量具有多个高位比特平面和第一数目的低位比特平面，所述用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置包括：
根据第二彩色分量用于将至少一个第二彩色分量中的第一数目的低位比特平面调整成小于第一数目的第二数目，以提供已调整的第二彩色分量的调整装置；
用于根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据，以提供一个指明已变换图像数据的信号的装置；以及
根据该信号用于将已变换的图像数据进行编码，并形成一个指明编码的已变换图像数据的比特流的装置。
13.根据权利要求12的用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置，其特征在于，调整装置中包含有比特移位器用于实现比特平面的减少。
14.根据权利要求12的用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置，其特征在于，调整装置中包含有查找表用于实现比特平面的减少。
15.根据权利要求12的用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置，其中，每一个第二彩色分量中的第二数目是预先确定的，所述用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置还包括：
用于存储预先确定的第二数目的装置，
其中调整装置根据存储的第二数目提供出第二彩色分量。
16.权利要求12的用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置，还包括：
用于得到每一个第二彩色分量的第二数目，以容许调整装置将第二彩色分量调整成已调整的第二彩色分量的装置。
17.权利要求12的用于对第一彩色空间内析分成多个第一彩色分量的图像进行编码的装置，其特征在于，第一彩色空间为RGB彩色空间，第二彩色空间为YUV彩色空间。
18.一种用于处理比特流的装置，比特流内具有指明重建图像中的图像的编码数据，其中，
图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量；
第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，每一个第二彩色分量具有原始数目的高位比特平面和第一数目的低位比特平面；
通过将至少一个第二彩色分量中的第一数目的低位比特平面改变成小于第一数目的对应的第二数目，使第二彩色分量调整成已调整的第二彩色分量，提供出第二彩色空间内已调整的第二彩色分量；
根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据；以及
将已变换的数据编码成具有已编码数据的比特流，所述用于处理比特流的装置包括：
根据该比特流用于对编码数据进行解码，以提供重建的已变换数据的装置；
用于根据小波反变换处理重建的已变换数据，提供出第二彩色空间内第一重建的彩色分量的装置；以及
用于将第一重建的彩色分量改变成第二彩色空间内第二重建的彩色分量，使得每一个第二重建的彩色分量具有等于原始数目的多个高位比特平面和等于第一数目的多个低位比特平面的改变装置。
19.权利要求18的用于处理比特流的装置，还包括，
用于将第二彩色空间内第二重建的彩色分量转换成第一彩色空间内第三重建的彩色分量，以形成重建图像的装置，其中，每一个第三重建的彩色分量具有等于原始数目的多个高位比特平面和等于第一数目的多个低位比特平面。
20.权利要求18的用于处理比特流的装置，其特征在于，第一彩色空间为RGB彩色空间，第二彩色空间为YUV空间。
21.权利要求18的用于处理比特流的装置，其特征在于，所述至少一个第二彩色分量中对应的第二数目是预先确定的，并且所述用于处理比特流的装置还包括用于得到所述对应的第二数目的装置，使得改变装置根据得到的第二数目将第一重建的彩色分量改变成第二重建的彩色分量。
22.权利要求18的用于处理比特流的装置，其特征在于，所述至少一个第二彩色分量中对应的第二数目包括在比特流内，使得改变装置根据所包括的第二数目将第一重建的彩色分量改变成第二重建的彩色分量。
23.权利要求18的用于处理比特流的装置，其特征在于，每一个第一重建的彩色分量对应于第二彩色分量之一，每一个第一重建的彩色分量具有等于原始数目的多个高位比特平面，以及具有与第二彩色分量之一对应的第二数目低位比特平面数相等的多个低位比特平面。
24.一种在用于处理比特流的装置中应用的方法，该比特流内具有指明重建图像内的图像的编码数据，其中，
图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量；
第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，每一个第二彩色分量具有原始数目的高位比特平面和第一数目的低位比特平面；
通过将至少一个第二彩色分量中第一数目的低位比特平面改变成小于第一数目的对应的第二数目，使第二彩色分量调整成已调整的第二彩色分量，提供出第二彩色空间内已调整的第二彩色分量；
根据小波正变换将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据；以及
将已变换的数据编码成具有已编码数据的比特流，该用于处理比特流的装置包括：
根据该比特流用于对编码数据进行解码，以提供重建的已变换数据的装置；以及
用于根据小波反变换处理重建的已变换数据，提供第二彩色空间内第一重建的彩色分量的装置，每一个第一重建的彩色分量对应于第二彩色分量之一，其中，每一个第一重建的彩色分量具有等于原始数目的多个高位比特平面，以及等于对应的第二数目的多个低位比特平面，所述在用于处理比特流的装置中应用的方法包括：
将第一重建的彩色分量改变成第二彩色空间内第二重建的彩色分量，将多个比特平面添加至与所述至少一个第二彩色分量对应的至少一个第一重建的彩色分量上，使得每一个第二重建的彩色分量具有等于原始数目的多个高位比特平面和等于第一数目的多个低位比特平面；以及
将添加的比特平面内的各像素值设定为零。
25.权利要求24的方法，其特征在于，调整步骤基于比特移位。
26.权利要求24的方法，其特征在于，调整步骤通过查找表实现。
27.一种用于将图像编码成比特流以及将比特流解码成重建图像的系统，其中，图像析分成第一彩色空间内的多个第一彩色分量，并且第一彩色分量转换成不同于第一彩色空间的第二彩色空间内的多个第二彩色分量，其中，每一个第二彩色分量具有原始数目的高位比特平面和第一数目的低位比特平面，所述系统包括：
根据第二彩色分量用于将至少一个第二彩色分量中的第一数目的低位比特平面调整成小于第一数目的对应的第二数目，以提供第二彩色空间内已调整的第二彩色分量的装置；
根据小波正变换用于将已调整的第二彩色分量变换成已变换的图像数据，以提供一个指明已变换图像数据的信号的装置；
根据该信号用于对已变换的图像数据进行编码，并形成一个具有指明编码的已变换图像数据的编码信息的比特流的装置；
根据该比特流用于对编码的信息进行解码，以提供重建的已变换数据的装置；
根据小波反变换用于处理重建的已变换数据，以提供第二彩色空间内第一重建的彩色分量的装置；以及
用于将第一重建的彩色分量改变成指明重建图像的第二彩色空间内第二重建的彩色分量，使得每一个第二重建的彩色分量具有等于原始数目的多个高位比特平面和等于第一数目的多个低位比特平面的装置。
28.权利要求27的系统，其特征还在于还包括，将第二空间内第二重建的彩色分量转换成第一彩色空间内第三重建的彩色分量，以形成重建图像的装置。
29.权利要求27的系统，其特征在于：
每一个第一重建的彩色分量对应于第二彩色分量之一；以及
每一个第一重建的彩色分量具有等于对应的第二彩色分量之一的第二数目低位比特平面数的多个低位比特平面。
30.权利要求27的系统，其特征在于，第一彩色空间为RGB彩色空间，第二彩色空间为YUV彩色空间。
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C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090408

Termination date: 20130607