CN101682759B - 增强数字图像的图像质量的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了至少一种特定方法和设备，所述方法和设备提供从DCP比特流中的可缩放高分辨率比特流中提取的增强质量的低分辨率图像。在各种实现方式中，增强层用来产生增强的低分辨率图像。增强层可以包括：例如要用于对从DCP比特流中提取的典型低分辨率图像进行增强的空间域或频域信息。一个具体过程包括将数字图像编码(102、302)为编码的图像。编码的图像能够被处理为提供数字图像的较高分辨率解码并且提供数字图像的较低分辨率解码。所述过程还包括：对用于增强较低分辨率解码的附加信息进行编码(112、326)以提供增强的较低分辨率图像。还提供了相应信号和解码过程，以及用于执行所述过程的结构。

Description

增强数字图像的图像质量的方法和设备
技术领域
本发明涉及图像处理。更具体地，至少一个实现方式涉及针对成像系统的分辨率可缩放性。 
背景技术
分辨率可缩放性是许多成像系统中的特征。术语“成像系统”用于包含对静止图像以及运动图像或视频进行处理和呈现的系统。许多已知的成像系统以不同分辨率提供对视频帧的访问。例如，在用于数字电影(DC)或数字媒介(DI)的4K工作流中，4K分辨率图像的较低分辨率版本(代理)可用。以压缩格式存储视频帧，并且可以通过简单截断或解析来从较高分辨率的压缩码流中获得视频帧(具有压缩格式)的较低分辨率版本。在访问压缩码流的非连续部分而不执行解压缩的意义上使用术语“解析”。在缺少分辨率可缩放性的情况下，为了获得较低分辨率，系统可以对高分辨率视频帧进行解码，并执行至较低分辨率的缩减。缩减允许系统提供者使用不同算法来进行缩减。 
发明内容
根据一个总的方面，将数字图像编码为编码的图像。编码的图像能够被处理为提供数字图像的较高分辨率解码，并且提供数字图像的较低分辨率解码。对附加信息进行编码，用于增强较低分辨率解码，以提供增强的较低分辨率图像。 
根据另一个总的方面，访问编码的图像数据。所访问的编码的图像数据能够被处理为提供图像的较高分辨率解码，并且提供图像的较低分辨率解码。访问用于增强图像的较低分辨率解码的附加编码的信息，以提供增强的较低分辨率图像。 
根据另一个总的方面，一种设备包括：处理器，被配置为接收编码的图像数据和附加编码的数据。所述设备包括：高分辨率处理组，耦合至处理器，被配置为从编码的图像数据内包含的高分辨率压缩图像数据来产生低分辨率提取的图像数据。所述设备还包括：低分辨率处理组，耦合至处理器，被配置为使用(a)低分辨率提取的图像数据和(b)附加编码的数据，来产生增强的低分辨率图像。 
根据另一个总的方面，一种表示信息的信号，包括第一信号部分和第二信号部分。第一信号部分表示编码的图像的编码的数据，所述编码的数据能够被处理为产生编码的图像的较高分辨率解码并产生编码的图像的较低分辨率解码。第二信号部分表示附加编码的信息，用于增强较低分辨率解码。 
在附图和以下描述中阐述了一个或多个实现方式的细节。即使以一种特定方式进行描述，应当清楚，可以以各种方式来配置或实现所述实现方式。例如，可以将实现方式执行为方法，或实现为被配置用于执行一组操作的设备或存储用于执行一组操作的指令的设备。根据结合附图和权利要求来考虑的以下详细描述，其他方面或特征将变得显而易见。 
附图说明
贯穿附图，在附图中类似的参考数字一般表示类似的组件。 
图1是用于创建要结合高分辨率图像的分辨率可缩放编码来使用的低分辨率增强层的方法的流程图。 
图2是使用图1中所创建的低分辨率增强层来创建增强的低分辨率图像的方法的流程图。 
图3是用于产生2K增强层压缩码流的方法的流程图。 
图4是使用图3中所产生的2K增强层压缩码流来产生增强的2K分辨率图像的方法的流程图。 
图5是用于产生2K增强层压缩码流的方法的另一实现方式的流程图。 
图6是使用图5中所产生的2K分辨率增强层压缩码流来产生增强的2K分辨率图像的另一实现方式的流程图。 
图7是用于产生低分辨率增强层的编码器的框图。 
图8是用于产生增强的低分辨率图像的解码器的框图。 
图9是根据另一实现方式的用于产生2K增强层压缩码流的编码器的框图。 
图10是根据另一实现方式的用于产生增强的2K分辨率图像的解码器的框图。 
图11是根据一个实现方式的用于产生增强的低分辨率图像的编码方法的流程图。 
图12是根据一个实现方式的用于产生增强的低分辨率图像的解码方法的流程图。 
图13是用于产生增强的2K分辨率图像的符合DCP规范的方法的流程图。 
图14是用于产生增强的2K分辨率图像的符合DCP规范的方法的流程图。 
具体实施方式
在分辨率可缩放性的情况下，所使用的压缩方法和文件格式对较低分辨率图像施加了限制。作为示例，由数字电影倡导组织，LLC于2005年7月发布的数字电影倡导组织(DCI)规范V1.0规定，2K版本应当包含在4K版本中，并能够通过简单截断来访问。然而，这意味着，将缩减滤波器限制为JPEG2000使用的9抽头低通滤波器。如果2K投影仪必须使用2K提取码流来重构2K分辨率视频，则与能够访问2K压缩素材的2K投影仪相比是不利的，该2K压缩素材是通过首先缩减4K分辨率视频然后对缩减的2K版本进行压缩而产生的。然而，典型地，执行缩减操作在计算上较为复杂。期望提供一种方法，以增强从可缩放的高分辨率码流中提取的低分辨率图像的质量。 
增强层通常用来提供质量可缩放性。这种质量可缩放性的示例是MPEG-4视频标准中的MPEG-4精细颗粒可缩放性。典型地，增强层的目的是产生更接近原始图像的重构图像。 
然而，在至少一个实现方式中，增强层用来产生更接近原始图像 的缩减版本(并不必需更接近原始图像本身)的重构图像。发明人认识到，这样的非直观的操作提供了技术优点，例如在类似DCI系统或标准的上下文内提高质量。可以将类似DCI标准定义为，提供一种压缩码流的标准，在对该压缩码流进行解压缩之前，从中可以提取较高分辨率压缩比特流和较低分辨率压缩比特流。 
上述增强层实现方式还使用不同的编码过程来产生原始编码(层)和附加(增强)编码(层)。这不同于使用常用算法来为给定图像的迭代编码逐步创建和发送更细颗粒度的信息。在这样的系统中，连续编码(层)中的每一个彼此相关。一个示例是在每个层中发送愈加精细量化的DCT(离散余弦变换)系数。然而，上述增强层实现方式使用两个分离且独立的编码过程，并且从不同的图像开始。 
至少一个实现方式提供了一种用于提高或增强从可缩放的高分辨率码流中提取的低分辨率图像的质量的方法。根据实现方式，本原理的缩减方法利用增强层，通过直接对高分辨率图像进行操作来产生增强的低分辨率图像。现在参照由数字电影倡导组织，LLC于2005年7月发布的数字电影系统规范V1.0来描述本原理的实现方式。 
作为示例，高分辨率图像是4K(4096×2160)图像，而低分辨率图像是2K图像(2048×1080)。考虑根据DCI规范使用JPEG2000编码的原始4K图像来产生符合DCI的4K压缩码流。本领域技术人员将认识到，这里所使用的术语来自JPEG2000标准。 
如果将4K压缩码流馈送至2K解码器，则解码器提取与2K分辨率相对应的压缩码流，并对其进行解码，以产生2K分辨率的提取图像。然而，在来自由JPEG2000中使用的小波变换而产生的分辨率等级的下一较低分辨率处，该2K分辨率图像被约束为LL频带的压缩版本(已知，LL频带在水平和垂直方向均为低频)。如上所述，对于缩减操作而言这不是最佳选择。例如，缩减方法可能能够使用更好得多的滤波器和自适应处理来产生改进或增强的2K图像。因此，如果投影仪是具有2K解码器的2K投影仪，则最好对较高分辨率的4K原始图像执行缩减操作来产生缩减的2K图像。然后，能够以DCI规范所允许的最大速率对2K图像进行压缩，以产生馈送至2K投影仪的2K分发。然而，期望在发送 方(例如电影工作室)拥有单一存货，以降低成本。该单一存货是4K分发。这相当于在存货中提供4K分发以及改进或增强的2K图像。在单一存货的情况下，2K投影仪是不利的。 
抑制该缺点的一个方式是通过本原理的实现方式。图1示出了创建结合高分辨率图像的分辨率可缩放编码来使用的低分辨率增强层以产生增强的低分辨率图像的一个实现方式。 
访问高分辨率原始图像100(即4K图像)，并对其进行分辨率可缩放编码102，以产生高分辨率压缩码流114。“访问”是较宽的术语，包括：例如，以各种方式获得、检索、接收、操作或处理。术语“编码”和“压缩”在这里可以交换使用。 
例如，DCI规范(JPEG2000)编码本质上包括：DC电平偏移、分量间变换、小波变换、量化、和熵编码。如前所述，高分辨率原始图像100还经历缩减104来产生低分辨率的缩减的图像105。缩减可以是任何期望的缩减操作(包括专有操作)，来产生具有期望质量或期望特性的缩减的图像。 
从高分辨率压缩码流114中提取(106)低分辨率压缩码流107，并且低分辨率压缩码流107经历低分辨率解码108来产生低分辨率提取图像109。取低分辨率缩减的图像105和低分辨率提取的图像109之间的差值(110)，来产生低分辨率增强层111。对增强层111进行编码112来产生低分辨率增强层压缩码流116。 
注意，更一般地，所述实现方式产生附加信息111。在图1的具体实现方式中，该附加信息111被称为增强层111。在各个实现方式中，附加信息与增强层完全相同。在其他实现方式中，附加信息不被称为增强层，直到将附加信息格式化为增强层的特定格式。 
本领域技术人员将认识到，可以以任何质量(包括无损)对低分辨率增强层进行编码。这影响了低分辨率层压缩码流116的大小。在至少一个实施例中，增强层压缩码流116的大小不可以超过固定字节数。例如，基于用户输入可以确定该字节限制。 
图2示出了如何将低分辨率增强层压缩码流116与相应的高分辨率压缩码流114进行组合以产生增强的低分辨率图像。从高分辨率压缩 码流114中提取202低分辨率压缩码流204。然后，对低分辨率压缩码流204进行低分辨率解码206，以获得低分辨率提取的图像208(期望与图像109相同)。同时，通过对低分辨率增强层压缩码流116进行解码(210)来产生低分辨率增强层212。将解码的低分辨率增强层212与低分辨率提取的图像208相加214，以产生增强的低分辨率图像216。如果使用无损编码来对低分辨率增强层进行编码(112)，则期望增强的低分辨率图像216与低分辨率缩减的图像105相同。 
本领域技术人员还将认识到，可以创建多个低分辨率增强层，每个增强层与不同分辨率相对应。作为示例，可以具有2K增强层和另一1K增强层。每一层在与相应提取的分辨率进行组合时将以较低的分辨率来创建增强图像。 
图7和8分别示出了根据在图1和2中示出的实现方式的编码器700和解码器800的方框图。编码器700包括：处理器702，被配置为接收高分辨率原始图像数据；存储器703，与处理器进行通信；以及高分辨率处理组720和低分辨率处理组730。 
处理器702直接耦合至存储器703、编码器704、以及缩减器706。处理器702间接耦合至提取器708、解码器709、以及编码器700内的其他单元。应当清楚，术语“耦合”实质直接(没有中间单元)和间接(有中间单元)的连接，并且这样的连接例如可以是有线或无线，永久或暂时的连接。 
处理器702向高分辨率处理组720和低分辨率处理组730发送高分辨率图像数据。高分辨率处理组720将高分辨率原始图像数据输入至分辨率可缩放的编码器704。编码器704输出高分辨率压缩码流，该高分辨率压缩码流被输入至提取器708和发射机712。提取器708从高分辨率压缩码流中提取低分辨率压缩码流，并且将其输入至低分辨率解码器709，以产生低分辨率提取的图像。低分辨率处理组730将高分辨率原始图像数据输入至缩减器706，缩减器706将高分辨率原始图像数据缩减为低分辨率缩减的图像。减法器710输出该低分辨率缩减的图像与来自高分辨率处理组720的低分辨率提取的图像之间的差值，以产生低分辨率增强层。对低分辨率增强层进行编码711，以产生低分辨率增强层 压缩码流，将该码流输入至发射机712进行传输。本领域技术人员将理解，传输/发送步骤712的实现方式可以包括，例如将高分辨率压缩码流和增强层压缩码流存储在硬盘或其他物理介质上，并将其传送至其他位置。 
应当清楚。通过高分辨率处理组720和低分辨率处理组730的组合动作来产生增强层。相应地，两个组720和730的组合被称为增强层产生器。 
图8示出了根据实现方式的解码器侧800。由处理器802或其他处理设备(可以包括存储器803)来接收从编码器700接收的数据，该数据包括高分辨率压缩码流和低分辨率增强层压缩码流。处理器802将高分辨率压缩码流引导至高分辨力处理组820，并将低分辨率增强层压缩码流引导至低分辨率处理组830。高分辨率处理组820将高分辨率压缩码流输入至提取器804以提取低分辨率压缩码流。对从提取器804输出的低分辨率压缩码流进行低分辨率解码806，以产生低分辨率提取的图像。低分辨率处理组830将低分辨率增强层压缩码流引导至增强层解码器808。将解码的低分辨率增强层与低分辨率提取的图像(从高分辨率图像数据中产生)相加，以产生增强的低分辨率图像。然后，该图像可以例如用来在显示器812上进行显示。 
类似于图7的讨论，应当清楚，通过高分辨率处理组820和低分辨率处理组830的组合动作来产生增强的图像。相应地，两个组820和830的组合被称为增强图像产生器。 
图2-3和7-8的以上实现方式示意了空间域增强层。在空间域实现方式中，增强层包括通过例如两幅图像(109、105)相减(110)而确定的数据。图像均在空间域中，并典型地包括像素值。 
相反，以下在图3-4的上下文中描述的实现方式示意了频域增强层。在频域实现方式中，增强层包括通过例如将两组小波系数(314、320)相减(322)而确定的数据。这些系数是其所基于的图像的频域表示的一部分。 
现在，在符合DCI的4K编码的框架中讨论本原理的另一实现方式。如上所述，在这种情况下，高分辨率图像是4K图像，低分辨率图 像是2K图像。在图3中示出了根据实现方式产生2K增强层压缩码流的流程图。根据DCI规范(JPEG2000)对原始4K图像300进行编码302，以产生符合DCI的4K压缩码流306。通过简单截断，从符合DCI的4K码流306中提取2K分辨率压缩码流310。2K分辨率提取的压缩码流310经历熵解码和解量化312，以针对所提取的2K图像产生重构的小波系数314。在该实现方式中，由于期望小波系数而不是例如空间域像素数据，因此操作312不包括逆小波变换。 
原始4K图像在水平和垂直方向上经历因子为2的缩减，以产生缩减的2K图像316。对缩减的2K图像316进行DC电平偏移，以产生以零为中心的像素值；然后经历JPEG2000标准中指定的不可逆颜色变换(ICT)(318)，以及利用JPEG2000(9，7)滤波器的小波变换(318)，以产生针对缩减的2K图像的小波系数320。仅当DCI 4K编码步骤(302)使用ICT时，才应用ICT(318)。小波编码的分解级的数目比用于DCI 4K编码的分解级少1。 
从针对缩减的2K图像的小波系数320中减去322针对提取的2K图像的重构的小波系数314，以产生针对2K增强层的小波系数324。使用JPEG2000，对针对2K增强层的小波系数324进行量化和熵编码(326)，以产生2K增强层压缩码流328。如前所述，将量化级设置为产生至多固定数目的字节(可以由用户指定)。 
图4示出了如何将2K增强层压缩码流与相应的符合DCI的4K压缩码流进行组合以产生增强的2K图像。从符合DCI的4K压缩码流306中提取4022K分辨率压缩码流404。2K分辨率压缩码流404在JPEG2000框架中经历熵解码和解量化406，以产生针对提取的2K图像408的重构的小波系数。类似地，相应的2K增强层压缩码流328在JPEG2000框架中经历熵解码和解量化410，以产生针对2K增强层412的重构的小波系数。将针对提取的2K图像408和针对2K增强层412的重构小波系数相加，以产生针对增强的2K图像416的小波系数。针对增强的提取的2K图像416的小波系数经历小波合成和逆ICT；然后被执行DC电平偏移并被裁剪418至适当的比特深度，以产生增强的2K图像420。仅当使用ICT来产生符合DCI的4K压缩码流306时才应用逆ICT。小波合成是指反转 的小波变换。 
图5和6示出了根据本原理从原始4k图像产生增强的2k图像的备选实现方式。图5和6的实现方式也是符合DCI的，但是与图像数据(空间域)一起操作，而不是小波系数(频域)或图像数据的其他描述符。 
参照图5，根据DCI规范对原始4K图像502进行DCI 4K编码504，以产生符合DCI的4K压缩码流506。通过简单截断，从符合DCI的4K码流中提取5082K分辨率压缩码流510。2K分辨率提取的压缩码流510经历JPEG2000解码(包括逆小波变换)512来产生重构的提取的2K图像514。这里，JPEG2000解码包括：熵解码、解量化、逆ICT(如果需要)、DC电平偏移、以及裁剪至适当比特深度。原始4K图像在水平和垂直方向还经历因子为2的缩减(516)，以产生缩减的2K图像518。从缩减的2K图像518中减去520重构的提取的2K图像514，以产生2K增强层522。使用JPEG2000对2K增强层压缩码流522进行编码524，以产生2K增强层压缩码流526。如前所述，设置量化级以产生至多固定数目的字节(可以由用户指定)。 
在图6中，从符合DCI的4K压缩码流506中提取2K分辨率压缩码流604。2K分辨率压缩码流604经历JPEG2000解码606，以产生重构的提取的2K图像608。类似地，相应的2K增强层压缩码流526经历JPEG2000解码610，以产生重构的2K增强层612。将重构的提取的2K图像608与重构的2K增强层612相加614并剪裁616至适当的比特深度，以产生增强的2K图像618。如果使用无损编码对2K增强层522进行编码524，则期望增强的2K图像618与缩减的2K图像518相对应。 
图9示出了可以用来实现图3的方法的编码器900的实现方式。类似地，图10示出了可以用来实现图4的方法的解码器1000的实现方式。 
参照图9，处理器902或其他输入设备接收原始4k图像。处理器902耦合至存储器903，并被配置为将原始4k图像输入至高分辨率处理组920和低分辨率处理组930。高分辨率处理组920接收原始4K图像并将其输入DCI 4K编码器904。DCI 4k编码器904产生符合DCI的4K压缩码流，将该码流输入至发射机918用于传输，并还输入至提取器906，以从符合DCI的4K压缩码流中提取2K分辨率压缩码流。一旦完成提取， 对2K分辨率压缩码流进行解码908(熵解码和解量化)，以产生针对提取的2K图像的重构的小波系数。解码操作908还可以被称为部分解码，这是由于仅将码流解码到提供小波系数的程度而未执行逆小波变换。此外，提取(906)和解码(908)的操作一般统称为处理或甚至解码。 
低分辨率处理组930接收原始4K图像，并且将其缩减以产生缩减的2K图像。通过电平偏移和小波变换(912)产生针对缩减的2K图像的小波系数。通过减法器914来确定针对提取的2K图像(由高分辨率处理组产生)和针对缩减的2K图像的重构的小波系数之间的差值，以产生针对2K增强层的小波系数。对这些小波系数进行增强层编码(916)并发送至发射机918进行传输。 
传输/发送单元918可以将编码的增强层(916)和符合DCI的4K压缩码流(904)组合为单一传输或存储单元。例如，如以下关于图11和13所讨论的，单元918可以形成DC封装，该DC封装包括压缩码流和(1)增强层压缩码流或(2)对增强层压缩码流的指针中的至少一个。相应地，单元918可以被称为“组合器”。 
类似于图7的讨论，应当清楚，通过高分辨率处理组920和低分辨率处理组930的组合动作来产生增强层。相应地，两个组920和930的组合被称为增强层产生器。 
图10示出了根据实现方式的解码器1000。解码器1000包括处理器1002和存储器1003，其中，处理器被配置为从编码器接收数据。从编码器接收的数据包括符合DCI的4K压缩码流和2K分辨率增强层压缩码流。处理器1002将4K分辨率压缩码流发送给高分辨率处理组1020，并将2K分辨率增强层压缩码流发送给低分辨率处理组1030。提取器1004从4K分辨率图像数据中提取2K分辨率压缩码流，并且解码器(例如，JPEG2000解码器)1006对所提取的2K分辨率压缩码流进行解码，以产生针对提取的2K分辨率图像的重构的小波系数。 
低分辨率处理组1030包括增强层解码器1008，增强层解码器1008被配置为接收2K分辨率增强层压缩码流，并产生针对2K分辨率增强层的重构的小波系数。然后，将针对提取的2K分辨率图像的重构的小波系数(由高分辨率处理组产生)与针对2K分辨率增强层的重构的小波 系数(由低分辨率处理组产生)相加(1010)，以产生针对增强的提取的低分辨率图像的小波系数。然后对这些小波系数进行合成，经历逆ICT，然后进行电平偏移和裁剪(1012)，以产生增强的2K分辨率图像。仅当使用ICT来产生符合DCI的4K压缩码流时才执行逆ICT步骤。如前所述，可以在显示器1014上显示这些图像。 
类似于图8的讨论，应当清楚，通过高分辨率处理组1020和低分辨率处理组1030的组合动作来产生增强图像。相应地，两个组1020和1030的组合被称为增强图像产生器。 
图9和10可以适于实现图5和6的方法。本领域技术人员将容易理解如何进行这样的修改，尤其是根据图7和8的公开和讨论。 
除了在图3和4的实现方式的情况下对小波分解级的限制，可以自由选择用于对2K增强层进行编码的大多数其他参数。应当选择针对2K增强层的比特深度以避免不必要的裁剪。在DCI框架中，4K和2K图像是12比特。然后在图5中，必需将2K增强层编码为有符号的13比特图像。如图3所示，如果要在小波域中进行减法，则对所需比特深度的分析会更加复杂。假设利用Taubman和Marcellin(“JPEG2000 imagecompression fundamentals，standards and practice”Kluwer AcademicPublishiers，ISBN 0-7923-7519-x，2002)描述的(1，1)归一化来实现两个分解滤波器(低通和高通)。然后，如果原始4K图像的比特深度为N，则(N+1)个比特足以表示每个子带，而无需任何裁剪。假设缩减的2K图像也具有比特深度N，则其小波系数可以由(N+1)个比特来表示。因此，针对2K增强层的小波系数(计算为差值)可以由(N+2)个比特来表示。因此，对于JPEG2000编码的目的，可以假设增强层的小波系数已经由(N+1)比特有符号图像的小波分解产生。 
本领域技术人员将认识到，在图5中，可以使用任何其他压缩方法取代JPEG2000编码来对2k增强层进行压缩。类似地，在图3中，可以使用任何其他压缩方法取代JPEG2000编码来对针对2K增强层的小波系数进行压缩。此外，JPEG2000编码技术可以用于对2K增强层进行压缩，而不产生符合JPEG2000的码流。例如，这可以通过强制2K增强层编码引擎使用与4K JPEG2000编码引擎等效的参数来实现。在该情 况下，不需要存储多个标记段。但是典型地，所产生的压缩效率的增益较小。 
将DC合成定义为带盘(reel)的有序序列。每个带盘可以包含在呈现期间要并行重现的多个媒体轨道文件。带盘可以具有单一主画面、主声音、以及主字幕轨道文件。然而，当前标准规范还支持附加轨道文件以供未来使用。可以将DC合成放入一个或多个DC封装中，以分发给影院或其他地点。 
根据另一实现方式，可以通过保持增强数据与DCP流分离来执行低分辨率增强。图11和12分别示出了来自发射机(即创建)和接收(即回放)侧的这种构思的示例实现方式。 
参照图11，符合DCI的4K压缩码流1102用来创建DC画面轨道文件1106，以及创建2K增强层压缩码流1104。一旦完成，将2K增强层压缩码流1104放入单独的文件1108中。使用先前创建的DC画面轨道文件来创建1110一个或多个DC封装，该DC封装包括增强层文件的文件名或指针。注意，“指针”是较宽的术语，包括例如：地址、名称(例如，文件名)、或指示增强层文件所处位置的其他描述符。在一个实现方式中，在标准所定义的元数据字段中包括文件名或指针。元数据字段例如可以是自由形式的文本字段，有效地允许实现方式来使用该字段用于各种目的。 
在该阶段，可以发送1112(经由电子邮件手动发送，或经由任何适合类型的通信网络以电子方式发送)一个或多个DC封装和增强层文件。本领域技术人员还将认识到，可以完全与DC封装信息分离地传输增强层文件。例如，可以如上所述创建符合DCI的4K压缩码流和2K增强层压缩码流。 
图12示出了根据实现方式的用于接收和处理增强文件数据的方法1200。如图所示，接收1202一个或多个DC封装。然后确定1204DC封装是否包括增强层文件的文件名或其他指针。如果不存在增强层文件名或指针，则对DC画面轨道进行解码，并根据DCI规范来产生1206低分辨率(2K)图像。如果在DC封装信息内包含增强文件名或指针，则对在元数据中命名的增强层文件进行识别、定位和访问1208。一旦 进行了识别或访问，对DC画面轨道文件进行解码，并且使用增强层文件数据来产生1210增强的低分辨率(2K)图像。 
在这种传输的接收端(例如，不知晓增强层数据的电影院或其他回放位置)将直接从DC画面轨道文件来回放提取的2K版本。知晓增强层数据的回放系统将从DC主画面轨道文件和增强层画面轨道文件来产生增强的2K版本。因此，该实现方式与实现DCI规范的传统及其他现有系统向后兼容。这样的系统将典型地忽略不期望具有数据的字段，或者如果系统不知道如何处理这种字段中的数据。 
图13和14示出了本原理的符合DCP规范的实现方式的代表实现方式。图13的方法1300示出，将高分辨率压缩码流和低分辨率增强层压缩码流进行组合，使得低分辨率增强层压缩码流包括在创建的DC封装中。即，将低分辨率增强层压缩码流包括在DC封装内的附加画面轨道中。将高分辨率压缩码流包括(1302)在DC主画面轨道中，并且将低分辨率增强层压缩码流包括(1304)在DC附加画面轨道文件中。一旦完成包括，则创建(1306)DC封装。然后将创建的DC封装发送(即，在带盘或其他存储介质中手动发送)或以电子方式传输1308至图像数据的相应接收机(例如，电影院)。 
图14示出了DC封装数据的接收端1400。接收1402DC封装数据，然后确定(1404)DC封装数据是否包括低分辨率增强层数据作为附加画面轨道文件。如果是，则对DC主画面轨道和附加画面轨道进行解码(1408)，并且使用提取的2K图像和DC主画面轨道和附加画面轨道文件中包含的增强层数据来产生(1408)增强的低分辨率图像。如果在DC封装中不存在作为附加画面轨道而包含的增强层数据，则对DC封装进行解码(1406)，并且根据标准DCI规范要求来产生低分辨率(2K)图像。因此，如在图11-12的先前讨论中，如果系统不知晓附加画面轨道文件(或知晓，但不知道如何处理该附加画面轨道文件)，则系统典型地忽略附加画面轨道文件。 
注意，可以以各种方式来组合以上实现方式。例如，系统可以包括针对第一增强层的附加画面轨道文件(在DC封装中)，以及对第二增强层的指针。作为另一示例，在任何给定DC封装中，系统可以仅包 括附加画面轨道文件或指针中的一个，但是系统可以允许用户针对每个DC封装来选择任一机制。例如，基于针对给定DC封装的增强层的大小来实时进行这样的选择。可选地，无需用户干涉，系统能够通过参考查找表来进行选择，该查找表指示了针对给定电影或DC封装的给定预期接收方的优选机制。 
实现方式具有不同级别的计算复杂度。例如，可以将图4和6的实现方式进行比较。图4描述了需要至少一个逆小波变换(单元418)的解码器，图6描述了至少需要两个逆小波变换(单元606和610)的解码器。 
所描述的实现方式的特征和方面可以应用于各种应用。例如，应用包括，如上所述的用于创建DC封装或其他数据封装的预处理器或编码器，或解码器或其他视频接收/处理设备。当然，可以集成各种单元，例如预处理器和编码器。然而，这里描述的特征和方面适用于其他应用范围。 
这里描述的实现方式可以例如以方法或过程、设备或软件程序来实现。即使仅在单一形式的实现方式的上下文中进行讨论(例如，仅作为方法讨论)，所讨论的特征的实现方式还可以以其他形式(例如，设备或程序)来实现。设备可以以例如适当硬件、软件和固件来实现。方法例如可以在如处理器的设备中实现，处理器通常指处理设备，包括例如计算机、微处理器、集成电路或可编程逻辑器件。 
这里描述的各个过程和特征的实现方式可以在各种不同设备或应用中实现，尤其是例如与视频传输相关联的设备或应用。设备的示例包括视频编码器、视频解码器、视频编解码器、web服务器和个人计算机。根据这些示例应当清楚，可以通过各种路径发送或接收编码，例如包括无线或有线路径、互联网、电视电缆线、电话线和以太网连接。此外，应当清楚，设备可以是可移动的，并且甚至可以安装在移动车辆中。 
此外，方法可以通过由处理器执行的指令来实现，可以将这样的指令存储在处理器可读介质上，例如，集成电路、软件载体、或如硬盘、光盘、随机存取存储器(“RAM”)或只读存储器(“ROM”)等其 他存储设备。处理器还可以包括具有例如用于执行过程的指令的处理器可读介质。 
对本领域技术人员应当显而易见地，实现方式还可以产生格式化为承载例如可以存储或传输的信息的信号。该信号可以例如作为电磁波进行传输，并且可以通过例如对一个或多个载波频率进行调制来承载信息。信息例如可以包括：用于执行方法的指令，或由所描述的实现方式之一产生的数据。 
已经描述了多种实现方式。然而将理解，可以进行各种修改。例如，可以对不同实现方式的元素进行组合、补充、修改、或移除，以产生其他实现方式。此外，本领域技术人员将理解，其他结构和过程可以代替所公开的结构和过程，并且所产生的实现方式将以至少实质上相同的方式执行至少实质上相同的功能，以实现与所公开的实现方式至少实质上相同的结果。相应地，这些和其他实现方式可以通过本申请而想到，并在所附权利要求的范围之内。 

Claims (16)

1.一种用于处理数字图像的方法，所述方法包括：
将数字图像编码(102、302)为编码的图像，所述编码的图像包括数字图像的压缩码流，所述压缩码流使得能够在对所述压缩码流进行解压缩之前从所述压缩码流中提取较高分辨率压缩比特流和较低分辨率压缩比特流，所述较高分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的较高分辨率解码，所述较低分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的指定较低分辨率解码；
对数字图像进行缩减，以产生与数字图像的所述指定较低分辨率解码不同的缩减的较低分辨率图像；
确定缩减的较低分辨率图像与数字图像的所述指定较低分辨率解码之间的差值；以及
对所述差值进行编码(112、326)，以允许基于数字图像的所述指定较低分辨率解码和所述差值来重构缩减的较低分辨率图像。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
形成(918、1110、1306)DC封装，所述DC封装包括压缩码流，以及(1)编码的差值和(2)对编码的差值的指针二者中的至少一个；以及
发送(918、1112、1308)所述DC封装，所述DC封装由被配置为提取较低分辨率压缩比特流并使用增强层压缩码流来增强与较低分辨率压缩比特流相对应的图像的设备所接收。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，形成DC封装包括：
形成针对压缩码流的DC画面轨道文件；以及
使用DC画面轨道文件来创建DC封装。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，形成DC封装包括：
形成针对编码的差值的DC画面轨道文件；以及
使用DC画面轨道文件来创建DC封装。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，
形成DC封装包括：将所述指针插入DC封装的元数据字段；以及
所述方法还包括：在与DC封装分离的文件中发送编码的差值，编码的差值由所述设备接收。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：创建(524)包括编码的差值在内的增强层压缩码流。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述差值包括空间域数据。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定差值包括确定与缩减的较低分辨率图像相关的小波系数和与数字图像的指定较低分辨率解码相关的小波系数之间的差值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述编码是根据DCI规范来执行的。
10.一种用于处理数字图像的设备，所述设备包括：
编码器(704)，将数字图像编码为编码的图像，所述编码的图像包括数字图像的压缩码流，所述压缩码流使得能够在对所述压缩码流进行解压缩之前从所述压缩码流中提取较高分辨率压缩比特流和较低分辨率压缩比特流，所述较高分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的较高分辨率解码，所述较低分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的指定较低分辨率解码；
缩减器(706、910)，用于对数字图像进行缩减，以产生与数字图像的所述指定较低分辨率解码不同的缩减的较低分辨率图像；
减法器(710、914)，用于确定缩减的较低分辨率图像与数字图像的所述指定较低分辨率解码之间的差值；以及
第二编码器(711)，用于对所述差值进行编码，以允许基于数字图像的所述指定较低分辨率解码和所述差值来重构缩减的较低分辨率图像。
11.一种用于处理数字图像的设备，所述设备包括：
将数字图像编码为编码的图像的装置，所述编码的图像包括数字图像的压缩码流，所述压缩码流使得能够在对所述压缩码流进行解压缩之前从所述压缩码流中提取较高分辨率压缩比特流和较低分辨率压缩比特流，所述较高分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的较高分辨率解码，所述较低分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的指定较低分辨率解码；
对数字图像进行缩减，以产生与数字图像的所述指定较低分辨率解码不同的缩减的较低分辨率图像的装置；
确定缩减的较低分辨率图像与数字图像的所述指定较低分辨率解码之间的差值的装置；以及
对所述差值进行编码(112、326)，以允许基于数字图像的所述指定较低分辨率解码和所述差值来重构缩减的较低分辨率图像的装置。
12.一种用于处理数字图像的方法，所述方法包括：
访问(202-206)编码的图像数据，所述编码的图像数据包括数字图像的压缩码流，所述压缩码流使得能够在对所述压缩码流进行解压缩之前从所述压缩码流中提取较高分辨率压缩比特流和较低分辨率压缩比特流，所述较高分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的较高分辨率解码，所述较低分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的指定较低分辨率解码；
从压缩码流中提取较低分辨率压缩比特流；
对所提取的较低分辨率压缩比特流进行解码，以产生数字图像的所述指定较低分辨率解码；
对编码的差值信息进行解码，所述差值信息指示数字图像的所述指定较低分辨率解码与数字图像的缩减的较低分辨率版本之间的差值，其中，所述缩减的较低分辨率版本不同于数字图像的所述指定较低分辨率解码；以及
将数字图像的所述指定较低分辨率解码与解码的差值信息进行组合，以提供数字图像的所述缩减的较低分辨率版本的重构。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在与编码的图像数据一起接收的数字电影DC封装中包含的元数据中，接收对编码的差值信息的指针。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括：接收DC封装，所述DC封装包括针对数字图像的压缩码流的DC画面轨道文件，以及(1)编码的差值信息和(2)对编码的差值信息的指针二者中的至少一个。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，将数字图像的所述指定较低分辨率解码与解码的差值信息进行组合包括：将数字图像的所述指定较低分辨率解码的小波系数与解码的差值信息相加，以产生增强的小波系数用于重构数字图像的所述缩减的较低分辨率版本。
16.一种用于处理数字图像的设备，所述设备包括：
访问编码的图像数据的装置，所述编码的图像数据包括数字图像的压缩码流，所述压缩码流使得能够在对所述压缩码流进行解压缩之前从所述压缩码流中提取较高分辨率压缩比特流和较低分辨率压缩比特流，所述较高分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的较高分辨率解码，所述较低分辨率压缩比特流能够被解码为产生数字图像的指定较低分辨率解码；
从压缩码流中提取较低分辨率压缩比特流的装置；
对所提取的较低分辨率压缩比特流进行解码，以产生数字图像的所述指定较低分辨率解码的装置；
对编码的差值信息进行解码的装置，所述差值信息指示数字图像的所述指定较低分辨率解码与数字图像的缩减的较低分辨率版本之间的差值，其中，所述缩减的较低分辨率版本不同于数字图像的所述指定较低分辨率解码；以及
将数字图像的所述指定较低分辨率解码与解码的差值信息进行组合，以提供数字图像的所述缩减的较低分辨率版本的重构的装置。
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