CN101039431A - 利用离散余弦变换调整图像大小的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种利用大小调整比例来调整图像大小的方法包括：接收输入图像的DCT(离散余弦变换)系数；计算用于将输入图像变换到最接近大小调整比例的整数屏幕高宽比的变换矩阵；利用该变换矩阵在DCT域中对输入图像执行粗略大小调整；通过对该粗略大小调整过的域执行逆离散余弦变换(IDCT)来获得空间图像；以及通过在空间域中对该空间图像执行细微大小调整来形成输出图像。

Description

利用离散余弦变换调整图像大小的方法及装置
相关申请的交叉引用
该美国非临时申请根据35U.S.C.§119要求2006年2月23目在韩国知识产权局(KIPO)提交的韩国专利申请10-2006-0017881的优先权，并以引用的方式将该申请并入本申请中。
技术领域
示例实施例涉及一种用于利用离散余弦变换(DCT)调整图像大小，例如，用于将输入图像按比例放大和/或按比例缩小到任何垂直大小调整比例和/或水平大小调整比例的方法和装置。
背景技术
已经提出了许多压缩图像数据的方法以试图满足多媒体技术的需要。图像压缩技术可以广泛应用于不同范围的技术领域。例如，图像压缩可以应用于卫星广播领域以在具有有限传输频带的信道上传输大量数据。目前分配给卫星广播的一个信道的传输频带是27MHz。在这样的传输频带里可以传输大约30到50Mbps的数字广播的数据。然而，如果将图像压缩技术应用于卫星广播中，可以仅仅使用5Mbps的比特率来传输和上述数据传输相关的图像数据。例如，图像压缩技术可以允许在一个信道的传输频带上同时传输大约6到10个节目。进而，采用图像压缩技术，可以减少所需的、用于存储数据的辅助设备(例如，存储器)的容量。这样，图像压缩技术可以允许以低成本的方式来存储高质量的图像数据。
已经提出了许多图像压缩方法。广泛使用的传统图像压缩方法可以包括：利用一个图像帧的空间相关性来压缩图像的方法，利用连续的图像帧之间的时间相关性来压缩图像的方法，以及利用图像帧中的编码出现概率(codeoccurrence probability)来压缩图像的方法。
图1是利用空间相关性来编码和解码图像的传统方法的方框图。
参考图1，发送器110可以对原始图像进行编码并传输该经过编码的图像。DCT单元120可以通过执行离散余弦变换(DCT)来变换该原始图像。该DCT可以是各种国际标准(例如，联合图像专家组(JPEG)和运动画面专家组(MPEG))使用的正交变换方案中的一种。该DCT可以用来使图像数据压缩的数据损失最小化。例如，如果执行该DCT，可以通过将图像信息集中在低频域中来减少熵。因为图像数据的主要部分被集中在低频域中，所以即使丢失高频域，也可能使图像数据的损失最小化。因此，通过执行该DCT，可以在没有大量图像信息损失的情况下压缩图像数据。
量化单元130可以量化变换后的图像数据。量化操作可以将正交变换频率分量除以量化步长。如果提高该量化步长，则可以提高压缩能力，这是因为所有的项都变得接近于零，然而会导致更大的误差。如果量化步长太小，则可能降低压缩能力。
熵编码器140可以对经过量化的图像数据进行编码。该熵编码器140可以为具有较高出现概率的值分配一个短的编码，为具有较低出现概率的值分配一个相对较长的编码，以减少平均编码长度。
可以将经过编码的信号在预定通信信道150上传输到接收器190。熵解码器160可以对经过编码的信号进行解码，解量化单元170可以解量化该经过解码的信号。
因为采用了许多不同类型和形式的显示器，所以需要根据由用于显示图像数据的相应显示器所支持的屏幕高宽比来调整图像数据的大小。例如，如果通过3.5英寸的显示器再现图像的个人多媒体播放器(PMP)接收了为7英寸的显示器而产生的数字多媒体广播图像，则该PMP可以按比例缩小接收到的图像的大小。
图2是在空间域中调整图像大小的传统方法的方框图。
参考图2，可以将接收到的图像解码成空间域信号。空间内插单元250可以调整该空间域信号的大小。例如，在空间域中可以采用双线性内插和双三次内插来调整大小。
当执行离散余弦变换(DCT)时需要更大量的计算，因此为了减小所需的计算量，需要提出一种在DCT域中调整接收到的信号的大小的方法。
图3是在DCT域中调整图像大小的传统方法的方框图。如图3所示，例如，可以将8×8的输入图像变换成4×4的输出图像。
参考图3，4×4 DCT内插单元310可以在DCT域中直接调整8×8 DCT信号的大小而无需在空间域中变换该8×8 DCT信号。在调整大小的操作中，可以采用从输入DCT系数中删除高频系数的方法。例如，在该调整大小的操作之后，只保留了输入DCT系数中的低频系数。4×4逆DCT(IDCT)单元350将大小调整后的数据变换为空间域信号。
如上所述，通过直接在DCT域中调整图像数据的大小可以减少所需的计算量。进而，与在空间域中调整图像数据的大小的传统方法相比，可以提高峰值信噪比(PSNR)。
然而，在DCT域中调整图像数据的大小的传统方法只能应用于有限的大小调整比例。例如，在DCT域中调整图像数据的大小的传统方法被限制于只能将8×8的输入图像变换为4×4的输出图像或2×2的输出图像。为了将图像大小调整到任何其它所需比例，传统方法需要非常复杂构造的系统来调整图像数据的大小。在调整图像数据的大小的这种传统方法中应用更高速算法是很困难的。
进而，在DCT域中调整图像数据的大小的传统方法只能应用于当输入图像的垂直大小调整比例和水平大小调整比例相等的情况下。
因此，需要开发一种将图像数据的大小调整到任何组合的目标大小调整比例的方法。
发明内容
示例实施例提供了一种用于通过对输入图像执行粗略大小调整和细微大小调整来调整输入图像大小的方法和装置。
示例实施例提供了一种用于通过在DCT域中和空间域中独立地调整输入图像数据的大小来将输入图像大小调整到大小调整比例的方法和装置。
示例实施例提供了一种用于将输入图像大小调整到具有与水平大小调整比例不同的垂直大小调整比例的大小调整比例的方法和装置。
在示例实施例中，一种利用大小调整比例来调整图像大小的方法可以包括：接收输入图像的DCT(离散余弦变换)系数；计算用于将输入图像变换到最接近大小调整比例的屏幕高宽比的变换矩阵；利用该变换矩阵在DCT域中对输入图像执行粗略大小调整；通过对该粗略大小调整过的域执行逆离散余弦变换(IDCT)来获得空间图像；以及通过在空间域中对该空间图像执行细微大小调整来形成输出图像。
根据示例实施例，计算变换矩阵可以包括：计算满足Y∶y＝N∶N’的N’及计算满足X∶x＝M∶M’的M’；选择最接近计算出的N’和M’的整数作为N”和M”；以及计算N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。Y表示输入图像垂直方向的像素数，X表示输入图像水平方向的像素数，y表示输出图像垂直方向的像素数，x表示输出图像水平方向的像素数，N和M表示可支持的DCT滤波器的垂直行比水平行的比例。
根据示例实施例，执行粗略大小调整可以包括利用该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵来计算输入图像的N”×M”变换矩阵。
根据示例实施例，执行细微大小调整可以包括通过对N”×M”变换矩阵执行双线性滤波和双三次滤波中的一个来获得输出图像。
根据示例实施例，通过提取N×M宏块的一部分DCT系数来形成N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。在执行粗略大小调整时，通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行抽取来按比例缩小输入图像。
根据示例实施例，通过在N×M宏块的DCT系数中补零来形成N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。在执行粗略大小调整时，通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行内插来按比例放大输入图像。
根据示例实施例，可支持的DCT滤波器可以是8×8DCT滤波器。
根据示例实施例，N”和M”可以是最接近N’和M’的值的整数，并可以比N’和M’的值大。
根据示例实施例，水平大小调整比例和垂直大小调整比例可以是相同的。
根据示例实施例，水平大小调整比例可以不同于垂直大小调整比例。
在示例实施例中，一种用于调整输入图像大小的装置可以包括：接收器，用于接收输入图像的DCT(离散余弦变换)系数；变换矩阵计算单元，用于计算利用最接近大小调整比例的整数屏幕高宽比来变换该输入图像的变换矩阵；粗略大小调整单元，用于利用该变换矩阵在DCT域中对输入图像执行粗略大小调整；IDCT(逆离散余弦变换)单元，用于通过对该粗略大小调整过的域执行IDCT来获得空间图像；以及细微大小调整单元，用于通过在空间域中对该空间图像执行细微大小调整来形成输出图像。
根据示例实施例，变换矩阵计算单元计算满足Y∶y＝N∶N’的N’及计算满足X∶x＝M∶M’的M’，选择最接近计算出的N’和M’的值的整数作为N”和M”，及计算N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。Y表示输入图像垂直方向的像素数，X表示输入图像水平方向的像素数，y表示输出图像垂直方向的像素数，x表示输出图像水平方向的像素数，N和M表示预定的DCT滤波器的垂直行比水平行的比例。
根据示例实施例，粗略大小调整单元可以利用该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵来计算输入图像的N”×M”变换矩阵。
根据示例实施例，细微大小调整单元可以通过利用双线性滤波器和双三次滤波器中的一个对N”×M”变换矩阵执行滤波来获得输出图像。
根据示例实施例，可以通过提取N×M宏块的一部分DCT系数来形成N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。该粗略大小调整单元可以通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行抽取来按比例缩小输入图像。
根据示例实施例，可以通过对N×M宏块补零来形成N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。该粗略大小调整单元可以通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行内插来按比例放大输入图像。
根据示例实施例，可支持的DCT滤波器可以是8×8 DCT滤波器。
根据示例实施例，N”和M”的值可以是最接近N’和M’的值的整数，并可以比N’和M’的值大。
根据示例实施例，水平大小调整比例和垂直大小调整比例可以是相同的。
根据示例实施例，水平大小调整比例可以不同于垂直大小调整比例。
附图说明
将参考附图描述示例实施例。
图1是编码和解码图像的传统方法的方框图。
图2是在空间域中调整图像大小的传统方法的方框图。
图3是在DCT域中调整图像大小的传统方法的方框图。
图4是根据示例实施例的调整图像大小的方法的流程图。
图5是根据示例实施例的、利用不同的垂直大小调整比例和水平大小调整比例的调整大小的方法的流程图。
图6是根据示例实施例的、利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵来获得N”×M”输出图像的操作的视图。
图7A是基于根据示例实施例的调整图像大小的方法来对其执行按比例缩小的操作的宏块的视图。
图7B是基于根据示例实施例的调整图像大小的方法来对其执行按比例放大的操作的宏块的视图。
图8是根据示例实施例的用于调整图像大小的装置的方框图。
具体示例实施例
以下参考示出了这些示例实施例的附图来更加详细地描述示例实施例。然而，可以以许多不同的形式来实现这些示例实施例而不应将其解释为局限于这里提到的示例实施例。而且，提供这些示例实施例以使得本公开透彻和完整并且将充分地向本领域技术人员传达示例实施例的范围。在附图中，为了清楚而夸大了层和区域的大小和相对大小。
应当理解，当提到元件或层在另一元件或层“上面”、“连接于”或“耦接于”另一元件或层时，它可以直接在另一元件或层上面、直接连接于或耦接于另一元件或层，或者可以存在中间元件或层。相反，当提到一个元件“直接”在另一元件或层“上面”、“直接连接于”或“直接耦接于”另一元件或层时，不存在中间元件或层。相同的附图标记代表相同的元件。这里用到的术语“和/或”包括相关联的列出的项中的一个或多个项的任何及所有组合。
应当理解，尽管这里用术语第一、第二等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分应当不被限制于这些术语。这些术语只是用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一区域、层或部分区别开。因此，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层或部分而不偏离本示例实施例的教导。
为了描述方便，在这里使用空间关系术语，例如“在...下面”、“在...之下”、“低于”、“在...之上”、“高于”等，来描述如附图中所示的一个元件或一个特征相对于另一元件(或多个元件)或特征(或多个特征)的关系。应该理解空间关系术语意欲包含除了图中所示的方向外的装置在使用或操作中的其他不同方向。例如，如果图中的装置翻转过来，被描述为在其他元件或特征“之下”或“下面”的元件将被定向在所述其他元件或特征“之上”。因此，“在...之下”这一示例术语可以包含之上和之下两个方向。装置可以是被其他定向的(旋转90度或在其他方向)，要相对应地解释这里用到的空间关系描述词。
这里用到的术语只是为了描述具体示例实施例，而不是意欲限制示例实施例。例如除非上下文清楚地说明，否则这里用到的“一”、“一个”和“该”的单数形式意欲包含复数形式。进一步应该理解当在说明中用到词“包括”时，其指存在所述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或加入一个或多个其他的特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
在这里参考代表性的图示来描述示例实施例，而代表性的图示是理想化的示例实施例(和中间结构)的示意性的图示。同样地，作为例如制造技术和/或容许偏差的结果，可以想象与这些图示的形状不同的变型。因此，不应将示例实施例解释为限制在此示出的区域的具体形状，而是包括例如从生产中产生的形状上的偏离。因此，图中表示的区域实际上是示意性的，他们的形状并不意欲说明装置区域的实际形状，也不意欲限制示例实施例的范围。
除非另有限定，这里用到的所有术语(包括技术术语和科学术语)都和属于本示例实施例所属的技术领域的普通技术人员通常的理解有着相同的含义。进一步应该理解，应该将诸如那些在通常使用的字典中定义的术语解释为具有和他们在相关领域的背景下的含义相一致的含义，而不应将其解释为理想化的或过于形式化的意义，除非这里明确地这样定义过。
图4是根据示例实施例的一种调整图像大小的方法的流程图。
参考图4，调整图像大小的方法可以包括：接收图像的DCT系数(操作S410)，计算接近目标变换矩阵的变换矩阵(操作S420)，在DCT域中执行粗略大小调整(操作S430)，通过执行IDCT来获得空间图像(S440)，以及在空间域中执行细微大小调整(操作S450)。
在操作S410中，可以接收输入图像。该接收到的输入图像可以是由DCT系数组成的矩阵的形式。在操作S420中，可以计算用于将该接收到的图像大小调整到预定的或给定的大小调整比例的变换矩阵。将参照图5中图示的调整大小的操作来描述选择变换矩阵的操作。
在示例实施例中，可以利用该变换矩阵直接在DCT域中调整输入图像大小。在示例实施例中，可以不利用该变换矩阵来将输入图像大小直接调整到大小调整比例，而是可以利用该计算出的变换矩阵来将输入图像大小调整到接近大小调整比例的屏幕高宽比。
在操作S430中，可以利用变换矩阵在DCT域中执行粗略大小调整。例如，粗略大小调整可以是粗略或近似的大小调整。粗略大小调整可以是用于将图像大小调整到接近预定的或给定的大小调整比例的屏幕高宽比的操作。
将以3∶1的大小调整比例为例描述根据示例实施例的调整输入图像大小的方法。然而调整输入图像大小的方法的示例实施例不限于此。
为了对输入图像大小执行粗略大小调整可以计算变换矩阵。例如，为了采用已模块化的8×8DCT滤波器来得到对应于3∶1的大小调整比例，可以计算x以确定满足公式3∶1＝8∶x的大小调整比例。这里计算公式可以返回x的值为2.67。在操作S420中，因为整数3是最接近2.67的整数，所以可以选择3×3的变换矩阵。例如，假设支持3×3 IDCT，可以选择整数3。然而如果支持4×4 IDCT而不支持3×3 IDCT，则可以选择整数4。
在操作S430中，利用3×3变换矩阵对输入图像执行粗略大小调整，以便将输入图像的8×8 DCT系数矩阵变换为3×3矩阵。
在操作S440中，对经过粗略大小调整的图像数据执行IDCT来将输入图像变换到空间域。例如，在操作S440中可以采用任何传统的IDCT方案。
在操作S450中，执行细微大小调整。细微大小调整可以是用于将经过粗略大小调整的图像数据大小调整到目标大小调整比例的操作。根据上面详细描述的例子，目标大小调整比例可以是8∶2.67，以及在粗略大小调整中使用的大小调整比例是8∶3，因此，可以采用3∶2.67的细微大小调整比例来将经过粗略大小调整的图像数据变换到经过细微大小调整的图像数据。
可以在空间域中执行操作S450。例如，可以采用双线性内插或双三次内插。如果大小调整比例接近1∶1，则双线性内插或双三次内插可以提供较好的性能，因此，可以在对输入图像执行了粗略大小调整之后执行细微大小调整。
如上所述，一种根据示例实施例的、调整输入图像大小的方法可以通过在DCT域中执行粗略大小调整并在空间域中执行细微大小调整来降低大小调整的复杂性。进而，可以采用一种根据示例实施例的调整输入图像大小的方法来将图像大小调整到任何预定的或给定的大小调整比例。
根据图4示出的示例实施例，调整大小的方法可以包括计算允许将8×8DCT滤波器用作变换矩阵的方阵。然而，示例实施例并不限制于此。因为二维DCT方案相当于执行了两次一维DCT方案，所以可以将输入图像大小调整到具有不同的垂直大小调整比例和水平大小调整比例。将参考图5来描述根据示例实施例的、将输入图像大小调整到具有与水平比例不同的垂直比例的方法。
图5是根据示例实施例的利用不同的垂直大小调整比例和水平大小调整比例的调整大小的方法的流程图。
图5所示的流程图描述了从X×Y的输入图像按比例缩小到x×y的输出图像的操作。例如，X×Y表示矩阵的大小(dimension)，其中Y表示输入图像垂直方向的像素数，X表示输入图像水平方向的像素数。
如果要将该输入图像大小调整到具有与水平比例不同的垂直比例，可以首先在垂直方向和水平方向中的一个方向上调整该输入图像大小。根据图5所示的示例实施例，可以首先在垂直方向上调整输入图像大小。然而，示例实施例不限制于此，也可以首先在水平方向上调整输入图像大小。
参考图5，采用不同的垂直大小调整比例和水平大小调整比例来调整输入图像大小的方法可以包括：从Y×X图像中提取DCT系数(操作S510)，计算满足Y∶y＝N∶N’的N’(操作S520)，选择最接近N’的整数作为N”(操作S530)，计算满足X∶x＝M∶M’的M’(操作S540)，选择接近M’的整数作为M”(操作S550)，使用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵来计算N”×M”输出图像(操作S560)，对输出图像执行IDCT(操作S570)，以及对N”×M”输出图像执行细微大小调整(操作S580)。
在操作S510中，提取X×Y输入图像的DCT系数。如上所述，可以在DCT域中对提取出的该X×Y输入图像的DCT系数执行粗略大小调整。
在操作S520，计算满足Y∶y＝N∶N’的N’以确定用于垂直方向的目标大小调整比例。例如，N表示可支持的DCT系数矩阵的垂直大小。如果采用的是8×8DCT滤波器，则N为8。
在操作S530中，可以选择最接近所计算的N’的整数作为N”。例如，如果将高清晰度电视(HDTV)的一个1080×1920的图像调整大小到360×320的图像，则可以通过1080∶360＝8∶N’来计算N’。因此，N’为2.67。因为3是最接近2.67的整数，所以在操作S530中选择3作为N”。例如，选择作为N”的整数可能大于N’，从而在细微大小调整操作中需要按比例缩小图像。如果N”小于N’，则因为在细微大小调整操作中需要按比例放大图像而降低图像质量。
在操作S540中，计算满足X∶x＝M∶M’的M’以确定用于水平方向的目标大小调整比例。例如，M可以表示可支持的DCT系数矩阵的水平大小。如果采用的是8×8DCT滤波器，则M为8。
在操作S550中，可以选择最接近所计算的M’的整数作为M”。例如，如果将高清晰度电视的一个1080×1920的图像调整大小到360×320的图像，则通过1920∶320＝8∶M’来计算M’。因此，M’为1.33。因为2是最接近1.33的整数，所以在操作S550中选择2作为M”。例如，选择作为M”的整数可能大于M’，从而在细微大小调整操作中需要按比例缩小图像。如果M”小于M’，则因为在细微大小调整操作中需要按比例放大图像而降低图像质量。
例如，N”和M”表示系统支持的DCT滤波器的大小。
在操作S560中，利用所选择的N”和M”来计算N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。利用这些变换矩阵，可以从N×M的输入图像获得N”×M”的输出图像。该变换矩阵可以从输入图像的DCT系数矩阵中选择低频分量的系数。因为这样的操作可以利用存储在存储器中的值，所以该操作不需要额外的处理。因此，可以通过确定系数矩阵的大小来计算变换矩阵，该系数矩阵可以是从输入图像的DCT系数矩阵中分离出来的。
可以通过从输入图像的DCT系数矩阵中提取和该变换矩阵的大小相对应的系数矩阵来执行利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵获得N”×M”输出图像的操作。将参考图6所示的示例实施例来描述利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵获得N”×M”输出图像的操作。
参考图6，可以利用N”×N”变换矩阵610在垂直方向上调整输入图像650的大小。可以利用M”×M”变换矩阵620在水平方向上调整输入图像650的大小。通过这些调整大小的操作可以获得N”×M”的输出图像690。如上所述，执行用于在垂直方向和水平方向上调整输入图像650的大小的操作的顺序可以互换。
为了示意性地示出矩阵计算，图6示出了对其执行矩阵计算的输入图像650的预定部分。例如，图6示出的输入图像650可以是Y×X输入图像的预定部分。因此，即使互换了应用N”×N”变换矩阵610和M”×M”变换矩阵620的顺序，也可以执行矩阵计算。
再参考图5，在操作S570中，对从矩阵计算中获得的输出图像执行IDCT。通过执行IDCT，可以获得N”×M”输出图像的空间域表示。该空间域表示可以表示该输出图像的像素值。
在操作S580中，对N”×M”输出图像执行细微大小调整。
根据上面详细描述的示例，垂直比例可以是1080∶360＝8∶2.67，并且可以执行粗略大小调整以将输入图像大小调整到8∶3的比例。利用3∶2.67的大小调整比例执行细微大小调整，以将粗略大小调整得到的图像变换为输出图像。根据上面详细描述的示例，水平比例可以是1920∶320＝8∶1.33，并且可以执行粗略大小调整，以将输入图像大小调整到8∶2的比例。可以利用2∶1.33的大小调整比例执行细微大小调整，以将粗略大小调整得到的图像变换为输出图像。然而，尽管用于细微大小调整的给定的大小调整比例是3∶2.67和/或2∶1.33，但是可以将该给定的比例变换为整数比例，可以将该整数比例应用于细微大小调整操作。
根据示例实施例，粗略大小调整和细微大小调整可以按比例缩小输入图像或按比例放大输入图像，按比例缩小操作可以是用于选择性地获得输入图像的DCT系数的预定部分的抽取操作。按比例放大操作可以是用于通过在输入图像的DCT系数中补零而产生输出图像的目标大小调整比例的内插操作。因此，调整大小操作可以包括按比例放大操作或按比例缩小操作，从而可以选择性地执行内插操作和抽取操作之一。
图7A是基于根据示例实施例的图像大小调整方法而对其执行按比例放大的宏块的视图。
参考图7A，可以从Y×X输入图像中选择N×M宏块。计算满足公式Y∶y＝N∶N’和X∶x＝M∶M’的N’和M’。选择最接近计算出的N’和M’的整数作为N”和M”。例如，选择比N’和M’大的整数作为N”和M”。
在图7A中，第二箭头和第三箭头表示调整大小的操作。用于将N×M宏块变换到N”×M”宏块的调整大小的操作可以是粗略大小调整。用于将N”×M”宏块变换到N’×M’宏块的调整大小的操作可以是细微大小调整。可以通过按照原始排列来排列经过细微大小调整的宏块，从而获得x∶y输出图像。
图7B是基于根据示例实施例的图像大小调整方法而其执行按比例缩小的宏块的视图。
参考图7B，可以从Y×X输入图像中选择N×M宏块。计算满足公式Y∶y＝N∶N’和X∶x＝M∶M’的N’和M’。选择接近N’和M’的值的整数N”和M”的操作可以和图7A中所示的操作相同。可以通过在选出的宏块中补零形成N”×M”宏块。
在图7B中第二箭头和第三箭头表示大小调整操作。用于将N×M宏块变换到N”×M”宏块的调整大小的操作可以是粗略大小调整。用于将N”×M”宏块变换到N’×M’宏块的调整大小的操作可以是细微大小调整。通过按照原始排列来排列经过大小调整的宏块，从而获得x∶y输出图像。
图8是根据示例实施例的用于调整图像大小的装置的方框图。
根据示例实施例的大小调整装置800可以包括接收器810、大小调整单元850、IDCT单元880以及细微大小调整单元890。大小调整单元850可以包括变换矩阵计算单元820和粗略大小调整单元830。
接收机810可以接收输入图像的DCT系数。输入图像的DCT系数可以是预定比例的矩阵的形式。
变换矩阵计算单元820可以计算用于将输入图像变换到接近预定的或给定的大小调整比例的屏幕高宽比的变换矩阵。如上所述，变换矩阵可以将输入图像变换为比目标大小调整比例的最终大小要大的大小。例如，如图5所示，变换矩阵计算单元820可以计算满足公式Y∶y＝N∶N’的N’和满足公式X∶x＝M∶M’的M’。变换矩阵计算单元820可以选择接近计算出的N’和M’的整数作为N”和M”。变换矩阵计算单元820可以利用选出的N”和M”来计算N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵。
粗略大小调整单元830可以利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵来在DCT域中对输入图像执行粗略大小调整。作为粗略大小调整的结果，可以获得具有接近目标大小调整比例的大小调整比例的图像。
IDCT单元880对经过粗略大小调整的域执行IDCT以获得空间图像。可以将该空间图像提供给细微大小调整单元890。细微大小调整单元890可以对所提供的空间图像执行细微大小调整以获得输出图像。例如，如上面详细描述的，可以将双线性滤波器或双三次滤波器中的一个用于细微大小调整。
图8中的大小调整装置800可以按比例放大图像和/或按比例缩小图像。为了按比例缩小图像，大小调整装置800的细微大小调整单元830可以执行抽取操作。为了按比例放大图像，细微大小调整单元830可以执行补零操作。
根据示例实施例，可以通过执行粗略大小调整和细微大小调整操作来调整输入图像数据的大小。
根据示例实施例，可以通过在DCT域和空间域中独立地调整输入图像数据的大小来将输入图像大小调整到任何预定的或给定的比例。
根据示例实施例，可以将输入图像大小调整为具有与水平比例不同的垂直比例的大小调整比例。
尽管已经具体地示出和描述这些示例实施例，但是本领域普通技术人员应该明白，在不脱离如由所附的权利要求书限定的精神和范围的条件下，可以在形式和细节上做出各种变化。
例如，示例实施例不限制于图6所示的示例。即使示例实施例在粗略大小调整操作中采用了双线性滤波和双三次滤波中的一个，示例实施例也可以采用其他方式在空间域中调整输入图像数据的大小。进而，在示例实施例中，IDCT是在执行细微大小调整之前粗略大小调整之后执行的。IDCT可以将DCT域中的图像变换为空间域中的图像。在IDCT中执行按比例缩放操作以匹配输入图像和输出图像的能力(energy)。

Claims (20)

1.一种利用大小调整比例来调整图像大小的方法，包括：
接收输入图像的DCT(离散余弦变换)系数；
计算用于利用最接近目标大小调整比例的整数屏幕高宽比来变换输入图像的变换矩阵；
利用该变换矩阵在DCT域中对输入图像执行粗略大小调整；
通过对该粗略大小调整过的域执行IDCT(逆离散余弦变换)来获得空间图像；以及
通过在空间域中对该空间图像执行细微大小调整来形成输出图像。
2.如权利要求1所述的方法，其中，计算变换矩阵包括：
计算满足Y:y＝N:N’的N’及计算满足X:x＝M:M’的M’；
选择最接近计算出的N’和M’的整数作为N”和M”；以及
计算N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵，
其中，Y表示输入图像垂直方向的像素数，X表示输入图像水平方向的像素数，y表示输出图像垂直方向的像素数，x表示输出图像水平方向的像素数，以及N和M表示可支持的DCT滤波器的垂直行比水平行的比例。
3.如权利要求2所述的方法，其中，执行粗略大小调整包括利用该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵来计算输入图像的N”×M”变换矩阵。
4.如权利要求3所述的方法，其中，执行细微大小调整包括通过对N”×M”变换矩阵执行双线性滤波和双三次滤波中的一个来获得输出图像。
5.如权利要求2所述的方法，其中，通过提取N×M变换矩阵的一部分DCT系数来形成该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵，以及
其中，在执行粗略大小调整中，通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行抽取来按比例缩小输入图像。
6.如权利要求2所述的方法，其中，通过在N×M变换矩阵的DCT系数中补零来形成该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵，以及
其中，在执行粗略大小调整中，通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行内插来按比例放大输入图像。
7.如权利要求2所述的方法，其中可支持的DCT滤波器是8×8DCT滤波器。
8.如权利要求2所述的方法，其中，N”和M”是最接近N’和M’的值并比N’和M’的值大的整数。
9.如权利要求2所述的方法，其中，水平大小调整比例和垂直大小调整比例是相同的。
10.如权利要求2所述的方法，其中，水平大小调整比例不同于垂直大小调整比例。
11.一种利用大小调整比例来调整输入图像大小的装置，包括：
接收器，用于接收输入图像的DCT(离散余弦变换)系数；
变换矩阵计算单元，计算用于利用最接近大小调整比例的整数屏幕高宽比来变换该输入图像的变换矩阵；
粗略大小调整单元，用于利用该变换矩阵在DCT域中对输入图像执行粗略大小调整；
IDCT(逆离散余弦变换)单元，用于通过对该粗略大小调整过的域执行IDCT来获得空间图像；以及
细微大小调整单元，用于通过在空间域中对该空间图像执行细微大小调整来形成输出图像。
12.如权利要求11所述的装置，其中，变换矩阵计算单元计算满足Y:y＝N:N’的N’及计算满足X:x＝M:M’的M’，选择最接近计算出的N’和M’的值的整数作为N”和M”，及计算N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵，以及
其中，Y表示输入图像垂直方向的像素数，X表示输入图像水平方向的像素数，y表示输出图像垂直方向的像素数，x表示输出图像水平方向的像素数，N和M表示预定的DCT滤波器的垂直行比水平行的比例。
13.如权利要求12所述的装置，其中，粗略大小调整单元利用该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵来从输入图像计算N”×M”变换矩阵。
14.如权利要求13所述的装置，其中，细微大小调整单元通过对N”×M”变换矩阵使用双线性滤波器和双三次滤波器中的一个来获得输出图像。
15.如权利要求12所述的装置，其中，通过提取N×M变换矩阵的一部分DCT系数来形成该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵，以及
其中，粗略大小调整单元通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行抽取来按比例缩小输入图像。
16.如权利要求12所述的装置，其中，通过在N×M变换矩阵中补零来形成该N”×N”变换矩阵和该M”×M”变换矩阵，以及
其中，粗略大小调整单元通过利用N”×N”变换矩阵和M”×M”变换矩阵对输入图像执行内插来按比例放大输入图像。
17.如权利要求12所述的装置，其中，可支持的DCT滤波器是8×8DCT滤波器。
18.如权利要求12所述的装置，其中，N”和M”是最接近N’和M’的值并比N’和M’的值大的整数。
19.如权利要求12所述的装置，其中，水平大小调整比例和垂直大小调整比例是相同的。
20.如权利要求12所述的装置，其中，水平大小调整比例不同于垂直大小调整比例。
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