CN101212684B - 用于产生包括通过帧内预测编码的块的原始图像的缩小图像的方法及其图像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于产生包括通过帧内预测编码的块的原始图像的缩小图像的方法及其图像装置。所述用于产生缩小图像的方法包括：提取压缩图像的压缩块的平均值，所述压缩图像包括通过帧内预测编码的块；使用与所述压缩块对应的预测块的相邻块中的至少一个的分量的一部分计算预测块的平均值；和使用所述压缩块的平均值和预测块的平均值产生一个缩小的图像。因此，在没有对包括通过帧内预测编码的块的原始图像的块进行解码的情况下就能够产生原始图像的缩小图像。

Description

用于产生包括通过帧内预测编码的块的原始图像的缩小图像的方法及其图像装置

技术领域

符合本发明的装置和方法涉及产生缩小的图像，更加具体地说，涉及产生原始图像的缩小图像。 

背景技术

近来，作为快速发展涉及数字运动图像处理的技术的结果，使用高清电视(HDTV)、数字多媒体广播(DMB)或互联网协议(IP)电视的各种数字多媒体服务已经变得广泛流行。尤其是，因为HDTV提供了具有高图像质量的大尺寸屏幕，所以类似用于HDTV的机顶盒或用于HDTV的个人录像机(PVR)的产品需要允许用户能够容易的搜索用户期望观看的场景或节目。该功能通常是通过称作缩略图的缩小图像提供的。 

缩略图典型的是使用DC图像提取方法使用DC分量提取的，所述DC分量指示在由离散余弦变换(DCT)系数表示的空间频域中的块的平均水平。 

使用用于单独压缩和编码在由DCT系数表示的空间频域中的每个块的技术可将DC图像提取方法用于运动图像专家组4(MPEG-4)。 

然而，当前块依赖于前一个块，并通过帧内预测被编码成H.264编码块，因此不能将上面的DC图像提取方法应用于H.264环境。 

因此，为了产生包括通过帧内预测编码的块的原始图像的缩略图，需要对原始图像的块进行解码以获得原始图像。因此，产生缩小图像所需的计算和时间被提高了。 

发明内容

本发明的典型实施例目的在于寻求解决上面的缺点和上面没有说明的其它缺点。另外，本发明并不需要克服上述的缺点，并且本发明的典型实施例可以不克服上述的任何问题。 

本发明提供一种用于产生缩小图像的方法及其图像装置，其中在没有对 包括通过帧内预测编码的块的原始图像的块进行解码的情况下产生原始图像的缩小图像。 

根据本发明的一个方面，提供一种用于产生缩小图像的方法，所述方法包括：提取压缩图像的压缩块的平均值，所述压缩图像包括通过帧内预测编码的块；使用与所述压缩块对应的预测块的相邻块中的至少一个的分量的一部分计算预测块的平均值；和使用所述压缩块的平均值和预测块的平均值产生一个缩小的图像。 

所述相邻块可位于预测块的左上边、上边、右上边和左边，和所述产生的步骤可包括对压缩块的平均值和预测块的平均值进行求和以产生一个缩小的图像。 

所述计算预测块的平均值的步骤可使用在预测块的左上边处的相邻块的最底分量处的频率值、在预测块的上边处的相邻块的最底分量处的频率值、在预测块的右上边处的相邻块的最底分量处的频率值和在预测块的左边处的相邻块的最右边分量处的频率值。 

所述方法还可包括：提取压缩块的最底部分量处的分量和在压缩块的最右侧分量处的分量；使用所述与所述预测块相邻的块中的至少一个的分量部分计算在预测块的最底部分量处的分量和在预测块的最右侧分量处的分量；和存储一个块的最底部分量和所述块的最右侧分量，所述最底部分量是使用压缩块的最底部分量和预测块的最底部分量计算的，所述最右侧分量是使用压缩块的最右侧分量和预测块的最右侧分量计算的。 

所述包括通过帧内预测编码的块的压缩图像可以是使用H.264压缩标准压缩的图像。 

根据本发明的另一个方面，提供一种图像装置，其包括：图像提供器，用于提供包括通过帧内预测编码的块的压缩图像；和缩小图像产生器，其使用所述压缩图像的压缩块的平均值和使用与所述压缩块对应的预测块相邻的块中的至少一个的分量的一部分计算的预测块的平均值产生一个缩小的图像。 

所述缩小图像产生器可包括：压缩块平均值提取器，用于提取压缩块的平均值；预测块平均值计算单元，使用位于预测块的左上边、上边、右上边和左边的相邻块中的至少一个的分量的一部分计算预测块的平均值；和平均 值加法器，用于对压缩块的平均值和预测块的平均值进行求和以产生一个缩小的图像。 

所述预测块平均值计算单元可以使用在预测块的左上边处的相邻块的最底分量、在预测块的上边处的相邻块的最底分量、在预测块的右上边处的相邻块的最底分量和在预测块的左边处的相邻块的最右边分量计算预测块的平均值。 

所述缩小图像产生器还可以包括：提取压缩块的最底部分量、压缩块的最右侧分量和压缩块的平均值的提取器；计算单元，使用所述与所述预测块相邻的块中的至少一个的分量部分计算预测块的最底部分量、预测块的最右侧分量和预测块的平均值；和存储器，用于存储一个块的最底部分量和所述块的最右侧分量，所述最底部分量是使用压缩块的最底部分量和预测块的最底部分量计算的，所述最右侧分量是使用压缩块的最右侧分量和预测块的最右侧分量计算的。 

所述包括通过帧内预测编码的块的压缩图像可以是使用H.264压缩标准压缩的图像。 

附图说明

通过参照附图说明本发明的某些典型实施例，本发明的上面和/或其它方面将是更加明显的，其中： 

图1为根据本发明一个典型实施例的图像装置的方框图； 

图2为用于解释计算像素域上的当前预测块的平均值的操作的典型示图； 

图3为根据本发明一个典型实施例的图1的缩小图像产生器的详细框图； 

图4为解释根据本发明一个典型实施例的用于产生缩小图像的方法的流程图； 

图5为根据本发命令一个典型实施例的图像装置的框图； 

图6为解释根据本法命另一个典型实施例的用于产生缩小图像的方法的流程图。 

具体实施方式

现在将参照附图更详细的说明本发明的某些典型实施例。 

在下面的说明中，相同的附图参考数字甚至在不同的附图中都用于相同的元件。在本说明中定义的内容，例如详细的构成和元件被提供以帮助深刻理解本发明。因此，很明显在没有那些具体定义的内容的情况下就能够执行本发明的典型实施例。而且，将不详细说明公知的功能或构成，因为不必要的细节将会使本发明晦涩。 

图1为根据本发明一个典型实施例的图像装置的方框图。所述图像装置产生原始图像的缩小图像以向用户提供缩小图像。所述图像装置在没有对包括通过帧内预测编码的块的原始图像的块进行解码的情况下就可以产生原始图像的缩小图像。 

在图1中，根据本发明一个典型实施例的图像装置包括压缩图像提供器110、解码器120、图像输出单元130和缩小图像产生器200。 

压缩图像提供器110向解码器120和缩小图像产生器200提供压缩图像。由压缩图像提供器110提供的压缩图像可以是包括通过帧内预测编码的块的压缩图像。 

由压缩图像提供器110提供的压缩图像可以是i)从广播台有线或无线接收的压缩图像；ii)从外部设备接收的压缩图像；或iii)从记录介质读出的压缩图像。 

解码器120可对压缩图像提供器110提供的压缩图像的块进行解码，并产生扩展(解压缩)图像。 

图像输出单元130在显示器上显示从解码器120输出的图像和/或从缩小图像产生器200输出的缩小图像。 

缩小图像产生器200计算当前图像的每个块的平均值，并基于计算的平均值产生缩小的图像。 

一个块的平均值等于压缩块的平均值和预测块的平均值之和，也就是“块平均值＝压缩块平均值+预测块平均值”。压缩块指的是由压缩图像提供器110提供的压缩图像的块，预测块指的是基于相邻块的内容预测其分量的块。使用压缩块的分量来提取压缩块的平均值，但预测块的平均值是使用相邻块的分量计算的。 

此后，将详细说明用于计算预测块的平均值的处理。图2为用于解释计算像素域上的当前预测块ypred的平均值的操作的典型示图。像素和像素值由相同的字符表示用于理解和方便说明。例如，像素“A”的像素值是“A”。 

当前预测块y_pred的平均值是使用与当前预测块y_pred相邻的块x1、x2、x3和x4的像素中的一些像素的像素值计算的。更加具体的，当前预测块的平均值y_pred是使用下列分量计算的：1)在当前预测块y_pred的左上边缘的块x1的“V分量”(在最底部位置的像素的像素值A、B、C和D)；2)在当前预测块y_pred的上边缘的块x2的“V分量”(在最底部位置的像素的像素值E、F、G和H)；3)在当前预测块y_pred的右上边缘的块x3的“V分量”(在最底部位置的像素的像素值I、J、K和L)；4)在当前预测块y_pred的左边缘的块x4的“H分量”(在最右侧位置的像素的像素值M、N、O和P)。通过下列等式1来执行计算。 

[等式1] 

y_pred，ave＝x_1，vc₁+x_2，vc₂+x_3，vc₃+c₄X_4，H

$M\left(y_{\mathrm{pred},\mathrm{ave}}\right)=y_{\mathrm{pred},\mathrm{av}{e}_{\left(\mathrm{0,0}\right)}}$

在等式1中，以y_pred，ave的最左上分量指示(0，0)系数的M(Ypred,ave)是当前预测块y_pred的的平均值。表示块x的V分量的垂直矩阵的x，v是通过垂直布置块x的V分量获得的矩形矩阵。例如，表示块x2的V分量的垂直矩阵的x2，v表示如下： 

$X_{2,V}=\begin{array}{cccc}E& F& G& H\\ E& F& G& H\\ E& F& G& H\\ E& F& G& H\end{array}$

另外，x，H表示块x的H分量的水平矩阵，其是通过水平布置块x的H分量获得的矩形矩阵。例如，表示块x4的H分量的垂直矩阵的x_4，H表示如下： 

$X_{4,H}=\begin{array}{cccc}M& M& M& M\\ N& N& N& N\\ O& O& O& O\\ P& P& P& P\end{array}$

表示系数矩阵的c1、c2、c3和c4是通过压缩模式确定的。4×4块的压缩模式包括垂直方向预测模式、水平方向预测模式、DC预测模式和对角左下预测模式。这些模式对于本领域技术人员是已知的，所以将省略对其进行更详细的说明。 

为了计算下一个预测块的平均值，需要知道当前块的V分量和H分量。因此，当前预测块y_pred的V预测分量y₄₁，y₄₂，y₄₃和y₄₁以及H预测分量y₁₄，y₂₄，y₃₄和y₄₄是必需的，以便计算当前块的V分量和H分量。提前使用下列等式2计算当前预测块y_pred的V预测分量和H预测分量。 

[等式2] 

y_pred，V＝x_1，vc_1，V+x_2，vc_2，V+x_3，vc_3，V+(c_4，Vx_4，H)^T

y_pred，H＝(x_1，vc_1，H+x_2，vc_2，H+x_3，vc_3，H)^T+c_4，Hx_4，H

在等式2中，y_pred，V代表当前预测块y_pred的V预测分量的垂直矩阵，y_pred，H代表当前预测块y_pred的H预测分量的水平矩阵。表示系数矩阵的c_1，V、c_2，V、c_3，V、c_4，V、c_1，H、c_2，H、c_3，H、和c_4，H是通过压缩模式确定的。 

上面解释了用于在像素域上计算当前预测块y_pred的平均值M(Ypred，ave)的过程。然而，为了在没有解码块的情况下获得当前预测块的平均值，需要在频域上计算当前预测块的平均值。用于在频域上计算当前预测块的平均值、V预测分量和H预测分量的计算公式是通过等式1和2的频率变换获得的，其结果是由下列等式3来表示。 

[等式3] 

Y_pred，ave＝X_1，vC₁+X_2，vC₂+X_3，vC₃+C₄X_4，H                 (1) 

Y_pred，V＝X_1，vC_1，V+X_2，vC_2，V+X_3，vC_3，V+(C_4，VX_4，H)^T    (3) 

Y_pred，H＝(X_1，vC_1，H+X_2，vC_2，H+X_3，vC_3，H)^T+C_4，HX_4，H    (4) 

缩小图像产生器200使用通过上述过程计算的预测块的平均值产生缩小的图像。图3为图1的缩小图像产生器200的详细框图。在图3中，缩小图像产生器200包括提取器210、加法器220、系数表230、计算单元240和存储器250。 

提取器210提取通过压缩图像提供器110提供的压缩图像的块(此后，称之为“压缩块”)的平均值、V压缩分量和H压缩分量。该提取器210包括H压缩分量提取器212、V压缩分量提取器214和压缩块平均值提取器216。 

H压缩分量提取器212提取“压缩块的H压缩分量”(压缩块最右分量处的频率值)，并输出压缩块的所提取H压缩分量的水平矩阵Y_C，H。 

V压缩分量提取器214提取“压缩块的V压缩分量”(压缩块最底部分量处的频率值)，并输出压缩块的所提取V压缩分量的垂直矩阵Y_C，V。 

压缩块平均值提取器216提取DC值，其是压缩块的左上侧分量处的(0，0)频率值，并输出提取的DC值作为压缩块的平均值M(Y_C，ave)。 

系数表230将根据压缩模式确定的系数表输出给计算单元240。 

计算单元240预测块的H预测分量、V预测分量和平均值。该计算单元240包括H预测分量计算单元242、V预测分量计算单元244和预测块平均值计算单元246。 

H预测分量计算单元242使用存储在存储器250中的相邻块的H分量的水平矩阵X_，H和V分量的垂直矩阵X_，V和从系数表230输出的系数矩阵计算预测块的H预测分量的水平矩阵Y_pred，H。该计算是使用上述的等式3中的(4)执行的。 

V预测分量计算单元244使用存储在存储器250中的相邻块的H分量的水平矩阵X_，H和V分量的垂直矩阵X_，V和从系数表230输出的系数矩阵计算预测块的V预测分量的垂直矩阵Y_pred，V。该计算是使用上述的等式3中的(3)执行的。 

预测块平均值计算单元246使用存储在存储器250中的相邻块的H分量的水平矩阵X_，H和V分量的垂直矩阵X_，V和从系数表230输出的系数矩阵计算预测块的平均值M(Y_pred，ave)。该计算是使用上述的等式3中的(1)和(2)执行的。 

加法器220使用来自提取器210的输出和来自计算单元240的输出计算一个块的H分量的水平矩阵Y_H，该块的V分量的垂直矩阵Y_V，和该块的平均 值M(Ypred)。该加法器220包括H分量加法器222、V分量加法器224和平均值加法器226。 

H分量加法器222将通过对从H压缩分量提取器212输出的压缩块的H压缩分量的水平矩阵Y_C，H和通过H预测分量计算单元242计算的预测块的H预测分量的水平矩阵Y_pred，H进行求和获得的所述块的H分量的水平矩阵Y_，H存储在存储器250中。这是因为可使用水平矩阵Y_，H以便计算下一个预测块的平均值、H预测分量和V预测分量。 

V分量加法器224将通过对从V压缩分量提取器214输出的压缩块的V压缩分量的垂直矩阵Y_C，V和通过V预测分量计算单元244计算的预测块的V预测分量的垂直矩阵Y_pred，V进行求和获得的所述块的V分量的垂直矩阵Y_，V存储在存储器250中。这还是因为可使用垂直矩阵Y_，V以便计算下一个预测块的平均值、H预测分量和V预测分量。 

平均值加法器226将通过对从压缩块平均值提取器216输出的压缩块的平均值M(Y_C，ave)和通过预测块平均值计算单元246计算的预测块的平均值M(Y_pred，ave)进行求和获得的块平均值M(Yave)输出给图像输出单元130。包括上述平均值的图像指的就是缩小图像。如果一个块具有4×4的尺寸，则如上所产生的缩小图像可占用当前图像区域的1/16，因为16个像素被缩减为一个像素。 

此后，将参照图4详细说明根据本发明一个典型实施例的用于产生缩小图像的处理。图4为解释根据本发明一个典型实施例的用于产生缩小图像的方法的流程图。 

在图4中，在操作S410，提取器210中包括的H压缩分量体取器212、V压缩分量提取器214和压缩块平均值提取器216分别提取压缩块的H压缩分量、V压缩分量和平均值。 

结果，从提取器210输出压缩块的H压缩分量的水平矩阵Y_C.H，V压缩分量的垂直矩阵Y_C.H和平均值M(Y_C，ave)。 

在操作S420，计算单元240中包括的H预测分量计算单元242、V预测分量计算单元244和预测块平均值计算单元246分别使用存储在存储器250中的相邻块的H分量和V分量和从系数表230输出的系数矩阵计算预测块的H预测分量、V预测分量和平均值。 

结果，从计算单元240输出预测块的H预测分量的水平矩阵Y_pred，H、V预测分量的垂直矩阵Y_pred，V和平均值M(Y_pred，ave)。 

随后，在操作S430，加法器220中包括的H分量加法器222和V分量加法器224在存储器250中存储通过对压缩块的H压缩分量和预测块的H预测分量进行求和获得的“一个块的H分量”和通过对压缩块的V压缩分量和预测块的V预测分量进行求和获得“一个块的V分量”。 

更加具体的，将所述块的H分量的水平矩阵Y_，H和V分量的垂直矩阵Y_，V 存储在存储器250中。 

另外，在操作S440，加法器220中包括的平均值加法器226将通过对压缩块的平均值M(Y_C，ave)和预测块的平均值M(Y_pred，ave)进行求和获得的块平均值Yave输出给图像输出单元130。 

在操作S450，图像输出单元130在显示器上显示包括从平均值加法器226输出的平均值的缩小图像。 

上面已经详细说明了根据本发明典型实施例的用于在没有对包括通过帧内预测编码的块的原始图像的块进行解码的情况下产生原始图像的缩小图像的过程。 

在产生根据压缩方法(例如，H.264压缩技术)压缩的原始图像的缩小图像的情况下也可以应用本发明的典型实施例，在所述H.264压缩技术中块是通过帧内预测编码的。 

另外，在本发明的典型实施例中，使用了用于构成图像的大小为4×4的块，但本发明并不局限于此。因此，本发明也可应用在大小为8×8或大小为16×16的块的情况。 

此后，将参照图5和6详细说明本发明的另一个典型实施例。 

参照图5，根据本发明另一个典型实施例的图像装置包括图像提供器510和缩小图像产生器520。图像提供器510向缩小图像产生器520提供包括通过帧内预测编码的块的压缩图像。缩小图像产生器520根据图像提供器510提供的压缩图像的压缩块的平均值和使用与对应于压缩块的预测块的相邻块的分量的一部分计算的预测块的平均值产生缩小的图像。 

在根据本发明另一个典型实施例的用于产生缩小图像的处理中，如图6所示，在操作S610，缩小图像产生器520提取通过图像提供器510提供的 压缩图像的压缩块的平均值。另外，在操作S620，缩小图像产生器520使用与对应于压缩块的预测块的相邻块的分量的一部分计算预测块的平均值。接着，在操作S630，缩小图像产生器520使用压缩块的平均值和预测块的平均值产生缩小的图像。 

因此，在没有对包括通过帧内预测编码的块的原始图像的块进行解码的情况下就能够执行用于产生原始图像的缩小图像的方法及其图像装置。 

根据如上所述的本发明的典型实施例，可在没有对包括通过帧内预测编码的块的原始图像的块进行解码的情况下产生原始图像的缩小图像。因此，产生缩小图像所需得计算和时间能够得以减少。 

前述典型实施例和优点仅仅是示意性的并且将不构成为限制本发明。本教导可容易的应用于其它类型的装置。而且，对本发明典型实施例的说明趋于是阐释性的，并且将不限制权利要求的范围，许多替换、修改和变形对于本领域技术人员来说将是显而易见的。 

Claims (8)

1.一种用于产生缩小图像的方法，所述方法包括：

提取压缩图像的压缩块的平均值，所述压缩图像包括通过帧内预测编码的压缩块；

使用在预测块的左上边处的相邻块的最底部分量处的频率值、在预测块的上边处的相邻块的最底部分量处的频率值、在预测块的右上边处的相邻块的最底部分量处的频率值和在预测块的左边处的相邻块的最右边分量处的频率值，来计算预测块的平均值；和

使用所述压缩块的平均值和预测块的平均值产生一个缩小的图像。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述产生的步骤包括对压缩块的平均值和预测块的平均值进行求和以产生一个缩小的图像。

3.根据权利要求1所述的方法，所述计算包括：

提取压缩块的最底部分量和压缩块的最右侧分量；

使用在预测块的左上边处的相邻块的最底部分量处的频率值X_1，v、在预测块的上边处的相邻块的最底部分量处的频率值X_2，v、在预测块的右上边处的相邻块的最底部分量处的频率值X_3，v和在预测块的左边处的相邻块的最右边分量处的频率值X_4，H，使用公式：

Y_pred，V＝X_1，vC_1，V+X_2，vC_2，V+X_3，vC_3，V+(C_4，VX_4，H)^T

Y_pred，H＝(X_1，vC_1，H+X_2，vC_2，H+X_3，vC_3，H)^T+C_4，HX_4，H

来计算预测块的最底部分量Y_pred，V和预测块的最右侧分量Y_pred，H，其中，C_1，V、C_2，V、C_3，V、C_4，V、C_1，H、C_2，H、C_3，H、C_4，H是由压缩模式确定的系数矩阵；和

存储一个块的最底部分量和所述块的最右侧分量，所述最底部分量是使用压缩块的最底部分量和预测块的最底部分量计算的，所述最右侧分量是使用压缩块的最右侧分量和预测块的最右侧分量计算的。

4.根据权利要求1所述的方法，其中包括通过帧内预测编码的压缩块的压缩图像是使用H.264压缩标准压缩的图像。

5.一种图像装置，包括：

图像提供器，用于提供包括通过帧内预测编码的压缩块的压缩图像；和

缩小图像产生器，其使用所述压缩图像的压缩块的平均值和预测块的平均值产生一个缩小的图像，所述缩小图像产生器包括预测块平均值计算单元，使用在预测块的左上边处的相邻块的最底部分量处的频率值、在预测块的上边处的相邻块的最底部分量处的频率值、在预测块的右上边处的相邻块的最底部分量处的频率值和在预测块的左边处的相邻块的最右边分量处的频率值中，来计算预测块的平均值。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述缩小图像产生器还包括：

压缩块平均值提取器，用于提取压缩块的平均值；和

平均值加法器，用于对压缩块的平均值和预测块的平均值进行求和以产生一个缩小的图像。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述缩小图像产生器包括：

提取器，提取压缩块的最底部分量、压缩块的最右侧分量和压缩块的平均值；

计算单元，使用在预测块的左上边处的相邻块的最底部分量处的频率值X_1，v、在预测块的上边处的相邻块的最底部分量处的频率值X_2，v、在预测块的右上边处的相邻块的最底部分量处的频率值X_3，v和在预测块的左边处的相邻块的最右边分量处的频率值X_4，H，来计算预测块的最底部分量、预测块的最右侧分量和预测块的平均值，其中使用公式：

Y_pred，V＝X_1，vC_1，V+X_2，vC_2，V+X_3，vC_3，V+(C_4，VX_4，H)^T

Y_pred，H＝(X_1，vC_1，H+X_2，vC_2，H+X_3，vC_3，H)^T+C_4，HX_4，H

来计算预测块的最底部分量Y_pred，V和预测块的最右侧分量Y_pred，H，其中，C_1，V、C_2，V、C_3，V、C_4，V、C_1，H、C_2，H、C_3，H、C_4，H是由压缩模式确定的系数矩阵；和

存储器，用于存储一个块的最底部分量和所述块的最右侧分量，所述最底部分量是使用压缩块的最底部分量和预测块的最底部分量计算的，所述最右侧分量是使用压缩块的最右侧分量和预测块的最右侧分量计算的。

8.根据权利要求5所述的装置，其中包括通过帧内预测编码的压缩块的压缩图像是使用H.264压缩标准压缩的图像。

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