CN103313050A - 图像处理装置和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理装置和图像处理方法。提供了一种图像处理装置，包括：逆变换单元，该逆变换单元通过执行整数逆离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

Description

图像处理装置和图像处理方法

技术领域

本发明涉及图像处理装置和图像处理方法。

背景技术

在近年来投入实践的许多图像编码方案中，通过将数字图像信号从空间域信号变换成频域信号，并在频域中量化和编码数据而压缩图像的数据尺寸。例如，在JPEG（联合图像专家组）方案中，使用离散余弦变换（DCT）以变换信号。同时，在JPEG2000方案中，使用离散小波变换（DWT）以变换信号。

通常以设置在图像中的块为单位进行这样的变换。在DCT中，以块为单位使用具有各个频率的驻波（余弦波），而在DWT中，在块中使用具有空间局部性的孤波。当进行这样的以块为单位的信号变换时，沿着块边界可能发生图像失真（即，图像质量的下降）。

JP2004-112004A和JP2001-257596A各自公开了一种方法：在基于DWT的图像编码方案中，过滤将要解码的图像的块边界附近的像素，从而从在块边界处已经发生的图像质量的下降恢复。

发明内容

然而，过滤块边界附近的像素的方法具有这样的副效应：图像在块边界附近的区域不自然地模糊。从而，相比于在后续阶段过滤图像的方法，使用除去导致图像质量下降的原因的方法更有利之处在于，可以避免过滤的副作用。

根据本发明的实施例，提供了一种图像处理装置，包括：逆变换单元，该逆变换单元通过执行整数逆离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种图像处理装置，包括：变换单元，该变换单元通过执行整数离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的图像信号变换为频率分量的变换系数数据，其中整数离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于解码包括一个或多个块的图像的图像处理方法，该方法包括：通过执行整数逆离散小波变换，将图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

根据本发明的技术，可以避免或减少在现有方法中可能发生的沿块边界的图像质量的下降。

附图说明

图1示意示出在块的端部的对称周期扩展；

图2示意示出在整数离散小波变换中的现有整数变换函数的函数图形；

图3A示意示出可在实施例中采用的新整数变换函数的函数图形的第一实例；

图3B示意示出可在实施例中采用的新整数变换函数的函数图形的第二实例；

图4为示出根据实施例的编码器的示例结构的框图；

图5示意示出二维DWT；

图6为示出根据实施例的解码器的示例结构的框图；

图7为示出根据实施例的编码处理的示例流程的流程图；以及

图8为示出根据实施例的解码处理的示例流程的流程图。

具体实施方式

下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在该说明书和附图中，以相同的标号表示具有基本相同的功能和结构的构成元件，并省略对这些构成元件的重复的说明。

本文将以下面的顺序进行描述。

1.问题的描述

1.1现有整数逆离散小波变换

1.2新整数变换函数

2.编码器的示例结构

3.解码器的示例结构

4.编码处理的流程

5.解码处理的流程

6.结论

<1.问题的描述>

首先，将参考图1和2描述与根据本发明的技术相关的问题。

[1-1.现有整数逆离散小波变换]

在诸如JPEG2000方案的一些图像编码方案中采用的离散小波变换（DWT）基本上通过滤波计算实现，该滤波计算使用包括围绕每个像素的周边像素的滤波抽头（filter tap）作为输入值。DWT分为两种：整数DWT和实数DWT。在这两种DWT中，例如，在JPEG2000中将作为整数DWT中的一种类型的整数5×3DWT定义为下面的算术表达式（1）和（2）。

$Y\left(2n\right)=X\left(2n\right)+\mathrm{floor}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)+2}{4}\right)---\left(1\right)$

$Y(2n+1)=X(2n+1)-\mathrm{floor}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)---\left(2\right)$

算术表达式（1）对应于低通滤波的滤波计算，且算术表达式（2）对应于高通滤波的滤波计算。在该算术表达式中，n表示在水平方向或垂直方向中的信号位置，X（n）表示在信号位置n处的像素值，以及Y（n）表示在信号位置n处的变换系数。Floor（x）是这样的函数，其通过对自变量x的小数部分舍去而将自变量x变换为整数。当对每个信号位置分别根据算术表达式（1）和（2）交替执行低通滤波和高通滤波的滤波计算，将空间域图像信号转变为频域中的多个子带的变换系数数据。

同时，例如在JPEG2000方案中将整数5×3逆DWT定义为下面的算术表达式（3）和算术表达式（4）。

$X\left(2n\right)=Y\left(2n\right)-\mathrm{floor}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)+2}{4}\right)---\left(3\right)$

$X(2n+1)=Y(2n+1)+\mathrm{floor}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)---\left(4\right)$

算术表达式（3）对应于低通滤波的滤波计算，且算术表达式（4）对应于高通滤波的滤波计算。当分别根据算术表达式（3）和（4）执行低通滤波和高通滤波的滤波计算时，将频域中的多个子带的变换系数数据转换为空间域图像信号。

当关注该算术表达式时，可以理解，存在这样的缺点，即被输入到滤波计算中的滤波抽头位于块的端部。从而，通过对称周期扩展补充缺少的像素值。

图1示意示出在块的端部的对称周期扩展。在图1中，水平轴对应于一维化的图像信号的信号位置，垂直轴对应于在每个信号位置处的像素值。图1中的实心圆表示实际像素值，以及虚线圆表示通过对称周期扩展补充的像素值。在图1的实例中，在从信号位置零到信号位置N-1的位置处的像素被包括在块B0中。当以JPETG2000方案编码图像时，将这样的块称为拼接片（tile）,并在作为处理单位的每个拼接片上执行离散小波变换（DWT）。在JPETG2000方案中的每个拼接片的尺寸是可变的。可以对于整个图像设置单个拼接片。在该情况中，拼接片的端部等同于图像的端部。在图1的实例中，像素Pa、Pb和Pc在块边界BB1附近的位置处被包括在块B0中，而像素Pb和Pe未被包括在块B0中。从而，对于在信号位置N-1处的DWT的滤波计算，在信号位置N和信号位置N+1处分别复制像素Pb’和像素Pa’，从而将像素Pa、Pb、Pc、Pb’和Pa’的像素值用于滤波计算。

图2示出在算术表达式（1）到（4）中的整数变换函数floor（x）的函数图形。在算术表达式（1）到（4）中，整数变换函数的自变量具有通过将整数值除以2或4获得的值。从而，自变量的小数部分是零、0.25、0.5或0.75中的任一个。当通过整数变换函数floor（x）对该小数部分舍去时，通过滤波计算对信号值施加了负方向的偏移。例如，通过将信号值0.5、1.5和2.5变换为整数获得的结果分别是0、1和2。同时，通过将信号值-0.5、-1.5和-2.5变换为整数获得的结果分别是-1、-2和-3。即，当正信号值包括小数部分时，可通过滤波计算减小信号值的绝对值，而当负信号值包括小数部分时，可通过滤波计算增大信号值的绝对值。

然而，由于上述对称周期扩展，在块的端部处的信号值未受到该偏移的影响。例如，在整数5×3DWT中，假设信号位置N-1是块的端部，由于对称周期扩展获得像素值X(N)=X(N–2)。当将其代入算术表达式（2）中时，获得变换系数Y(N–1)=X(N–1)–X(N–2)。同样，在整数5×3逆DWT中，假设信号位置N-1是块的端部，由于对称周期扩展获得像素值X(N)=X(N–2)。当将其代入算术表达式（4）中时，获得像素值X(N–1)=Y(N–1)+X(N–2)。即，在整数5×3DWT和整数5×3逆DWT的每一个中，由于对称周期扩展，整数变换函数的自变量不包括小数部分。从而，由于小数部分实质上未被舍去，从而未对信号值施加特定方向中的特定偏移。

从而，当解码通过整数DWT编码的图像时，通过量化或截断低比特产生的误差的行为在图像的块边界与其它部分之处是不同的。从而，可能沿块边界发生可视觉感知的图像质量的下降。特别是，当将单个图像分割为多个块时，块边界通过图像的中心。从而，沿块边界的失真可能变得视觉突出。

在现有方法中，当在块边界附近的区域中出现块失真时，通过在解码器侧对块边界附近的像素进行滤波而试图从图像质量的降级中恢复过来。然而，该方法具有这样的副作用：图像在块边界附近的区域不自然地模糊。从而，根据本发明的技术不是如同现有方法那样采用在后续阶段中进行滤波的方式，而是采用修改或重定义造成图像质量的下降的整数变换函数，以防止或减小图像质量的下降。

[1-2.新整数变换函数]

在根据本发明的技术的实施例中，用于整数DWT和整数逆DWT的算术表达式中的整数变换函数是具有以原点为基准的点对称的函数图形的函数。当使用这样的整数变换函数时，可以避免这样的情况，其中，即使信号值包括小数部分，仍在特定方向对信号值施加偏移。整数变换函数可以是这样的函数，其将自变量的绝对值变换为整数而不考虑自变量符号，并将与自变量符号相同的符号分配给被变换为整数的绝对值。

图3A和3B各自示出可在实施例中采用的新整数变换函数的函数图形的实例。在图3A的实例中，整数变换函数round（x）是这样的函数，其将自变量x的绝对值四舍五入到最接近的整数，从而将与自变量x的符号相同的符号分配给变换为整数的绝对值。例如，通过利用图3A中的整数变换函数round（x）将信号值0.5、1.5和2.5变换为整数获得的结果分别是1、2和3，而通过利用整数变换函数round（x）将信号值-0.5、-1.5和-2.5变换为整数获得的结果分别是-1、-2和-3。在图3B的实例中，仅当自变量x的小数部分等于0.5时，整数变换函数round（x）的输出与图3A中的实例的输出不同。在图3A和3B的每一个中，信号值的绝对值的行为与信号值是正数还是负数无关。

注意，图3A和3B所示的整数变换函数仅仅是示例性的，并且可以使用具有以原点为基准的点对称的函数图形的其它整数变换函数。另外，这里的“对称性”可在离散域中实现，该离散域可至少通过整数变换函数的自变量（在算术表达式（1）到（4）的实例中为0.25的整数倍）获取。另外，尽管在该说明书中将主要描述JPEG2000方案作为实例，根据本发明的技术不限于此，而可以广泛应用于基于整数DWT并涉及对称周期扩展的各种图像编码方案。

<2.编码器的示例结构>

图4为示出根据实施例的编码器100的示例结构的框图。参考图4，编码器100包括变换/偏移单元110、拼接片分割单元120、DWT单元130、量化单元140、比特建模单元150、编码/比率控制单元160、及流输出单元170。

（1）变换/偏移单元

变换/偏移单元110接收输入图像的图像信号IMG。当编码器100支持的颜色空间与图像信号IMG的颜色空间不同时，变换/偏移单元110将图像信号IMG的颜色空间变换为编码器100支持的颜色空间。另外，变换/偏移单元110一致地偏移图像信号IMG的信号水平，从而使得图像信号IMG的信号水平的范围的中心值变为零。例如，当偏移前信号值的范围为0到255时，可以将信号值一致地减去128。然后，变换/偏移单元110将经变换和偏移后的图像信号BB输出到拼接片分割单元120。

（2）拼接片分割单元

拼接片分割单元120在输入图像中设置一个或多个拼接片。可从等于像素数目的多个尺寸的备选中选择每个拼接片的尺寸，每个拼接片的单个边的长度是2的幂。也可以对于整个输入图像设置单个拼接片。根据对拼接片的设置，拼接片分割单元120将图像信号BB分割为拼接片信号TBB，并随后将拼接片信号TBB输出到DWT单元130，其中拼接片信号TBB是对应拼接片的图像信号。

（3）离散小波变换（DWT）单元

DWT单元130在来自拼接片分割单元120的每个拼接片的拼接片信号TBB输入上执行二维整数DWT，从而产生每个拼接片的变换系数数据。这里的整数DWT的算术表达式可以是例如下文的算术表达式（5）和（6）。

$Y\left(2n\right)=X\left(2n\right)+\mathrm{round}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)}{4}\right)---\left(5\right)$

$Y(2n+1)=X(2n+1)-\mathrm{round}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)---\left(6\right)$

注意，算术表达式（5）对应于低通滤波的滤波计算，且算术表达式（6）对应于高通滤波的滤波计算。Round（x）表示用于将自变量x变换为整数的整数变换函数，并且具有以原点为基准的点对称的函数图形。整数变换函数round（x）在不考虑自变量x的符号的情况下将自变量x的绝对值变换为整数，并将与自变量x的符号相同的符号分配给变换为整数的绝对值。整数变换函数round（x）的函数图形可以为例如图3（A）所示的图形。在该情况中，整数变换函数round（x）将自变量x的绝对值四舍五入到最接近的整数，从而将绝对值变换为整数。可选地，整数变换函数round（x）的函数图形可以是如图3B所示的图形或者以原点为基准的点对称的其它图形。DWT单元130通过对每个信号位置交替地分别执行根据算术表达式（5）和（6）的低通滤波和高通滤波的滤波计算，将拼接片信号TBB分解为两个子带信号。

当如上所述执行DWT时，在拼接片的端部缺少将要代入算术表达式（5）或（6）的滤波抽头。因此，DWT单元130通过参考图1描述的对称周期扩展在扩展每个拼接片的端部处的像素值之后执行滤波计算。

图5示意示出二维DWT。图5的左上部分示出用于单个拼接片的拼接片信号TBB。DWT单元130首先在水平方向中扫描拼接片信号TBB，并对每个信号位置交替施加低通滤波和高通滤波。DWT单元130如图5的中上部分所示重新排列低通滤波的输出信号（1L）和高通滤波的输出信号（1H）。当在垂直方向也进行该处理时，如图5的右上部分所示，获得四个子带信号（1LL、1HL、1LH和1HH）。这是单次二维DWT的结果。DWT单元130还可以在低频分量的子带信号（1LL）上执行二维DWT。从而，如图5右下部分所示，获得七个子带信号（2LL、2HL、2LH、2HH、1HL、1LH和1HH）。DWT单元130如上所述重复执行预定次数的二维DWT（分解为低频和高频子带信号），从而生成包括多个频率分量（即，子带）的变换系数的变换系数数据CE。通过这样分级分解成子带，使得逐步图像解码变为可能。注意，可以将分解为子带的处理重复任意次数。

DWT单元130将通过如上所述执行二维整数DWT生成的用于每个拼接片的变换系数数据CE输出到量化单元140。

（4）量化单元

量化单元140对从DWT单元130输入的变换系数数据CE进行量化，从而生成量化的变换系数数据QCE。在JPEG2000方案中，采用标量量化，并且可对每个子带动态确定量化步骤。量化单元140将量化的变换系数数据QCE输出到比特建模单元150。注意，量化单元140的量化处理可以省略。

（5）比特建模单元

比特建模单元150进行比特建模以实现作为一种熵编码类型的EBCOT（优化截断内嵌块编码）。比特建模单元150对于每个代码块生成比特流BIN，其包括根据从量化单元140输入的变换系数数据QCE的三次编码（子比特图形）。然后，比特建模单元150将生成的比特流BIN输出到编码/比率控制单元160。

（6）编码/比率控制单元

为了实现指定的编码率（或压缩率），编码/比率控制单元160确定每个代码块的比特截断点（TP），并在等于或低于截断点的位置截断对应于低比特的变换系数数据QCE的比特平面。另外，编码/比率控制单元160利用一种算数编码器类型的MQ-编码器对包括剩余比特平面的变换系数数据的比特流BIN编码，从而生成编码流BS。然后，编码/比率控制单元160将生成的编码流BS输出到流输出单元170。

（7）流输出单元

流输出单元170将从编码/比率控制单元160输入的编码流BS整形为预定文件格式，从而生成输出数据PBS，并且然后输出生成的输出数据PBS。可通过连接到编码器100的存储介质存储从流输出单元170输出的输出数据PBS。可选地，可以从编码器100将输出数据PBS输出到另一个装置并由另一个装置存储或解码。

<3.解码器的示例结构>

图6为示出根据实施例的解码器200的示例结构的框图。参考图6，解码器200包括：流获取单元210、解码单元220、比特解建模单元230、逆量化单元240、逆DWT单元250、拼接片组合单元260、以及逆变换/逆偏移单元270。

（1）流获取单元

流获取单元210获取作为用于解码器200的解码处理的输入的输入数据PBS。输入数据PBS包括通过对要解码的图像的频率分量的变换系数数据进行编码获得的编码流。变换系数数据是从图像信号通过包括对称周期扩展的整数DWT而变换得到的数据。输入数据PBS的文件格式可以与从例如上述编码器100输出的输出数据PBS的格式类似。流获取单元210从输入数据PBS提取编码流BS，并将提取的编码流BS输出到解码单元220。

（2）解码单元

解码单元220对来自从流获取单元210输入的编码流BS的变换系数数据的比特流BIN进行解码。更具体是，在该实施例中，解码单元220利用MQ-解码器对于来自编码流BS的、对每个代码块进行三遍编码的比特流BIN进行解码。然后，解码器220将解码的比特流BIN输出到比特解建模单元230。

（3）比特解建模单元

比特解建模单元230重新排列从解码单元220输入的比特流BIN，从而恢复在编码器200中量化的变换系数数据QCE。然后，比特解建模单元230将恢复的变换系数数据QCE输出到逆量化单元240。

（4）逆量化单元

逆量化单元240在与编码器100的量化处理中使用的步骤近似相同的量化步骤中对从比特解建模单元230输入的变换系数数据QCE进行逆量化，从而恢复量化前的变换系数数据CE。然后，逆量化单元240将恢复的变换系数数据CE输出到逆DWT单元250。注意，逆量化单元240的逆量化处理可以省略。

（5）逆DWT单元

逆DWT单元250对从逆量化单元240输入的变换系数数据CE进行二维整数逆DWT，从而恢复作为每个拼接片的图像信号的拼接片信号TBB。这里的整数逆DWT的算术表达式可以是例如下文的算术表达式（7）和（8）。

$X\left(2n\right)=Y\left(2n\right)-\mathrm{round}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)}{4}\right)---\left(7\right)$

$X(2n+1)=Y(2n+1)+\mathrm{round}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)---\left(8\right)$

注意，算术表达式（7）对应于低通滤波的滤波计算，且算术表达式（8）对应于高通滤波的滤波计算。Round（x）表示用于将自变量x变换为整数的整数变换函数，并具有以原点为基准的点对称的函数图形。逆DWT单元250通过重复这样的二维整数变换逆DWT以希望的水平恢复拼接片信号TBB，并随后将恢复的拼接片信号TBB输出到拼接片组合单元260。

（6）拼接片组合单元

拼接片组合单元260随后根据拼接片位置和拼接片尺寸在图像中排列从逆DWT单元250输入的拼接片信号TBB，从而恢复单个图像的图像信号BB。然后，拼接片组合单元260将恢复的图像信号BB输出到逆变换/逆偏移单元270。

（7）逆变换/逆偏移单元

逆变换/逆偏移单元270一致地偏移从拼接片组合单元260输入的图像信号BB的信号值，从而恢复图像信号IMG。另外，逆变换/逆偏移单元270在图像信号IMG的颜色空间上进行逆变换。通过逆变换/逆偏移单元270恢复的图像信号IMG可以例如被输出到显示装置（未示出）或通过存储介质存储。

<4.编码处理的流程>

图7为示出通过编码器100进行的编码处理的示例流程的流程图。

参考图7，首先，变换/偏移单元110将输入图像信号IMG的颜色空间变换到编码器100支持的颜色空间，并偏移信号水平（步骤S110）。然后，变换/偏移单元110将经变换和偏移后的图像信号BB输出到拼接片分割单元120。

然后，拼接片分割单元120在输入图像中设置一个或多个拼接片，并将图像信号BB分割为拼接片信号TBB（步骤S120）。然后，拼接片分割单元120将拼接片信号TBB输出到DWT单元130。对输入图像中的每个拼接片重复在后面的步骤S130到步骤S180中的处理。

DWT单元130对从拼接片分割单元120输入的拼接片信号TBB执行整数DWT，该整数DWT使用具有以原点为基准的点对称的函数图形的整数变换函数，从而生成变换系数数据CE（步骤S130）。然后，DWT单元130将生成的变换系数数据CE输出到量化单元140。

然后，量化单元140对从DWT单元130输入的变换系数数据CE进行量化，从而生成量化的变换系数数据QCE（步骤S140）。因此，变换系数数据可具有量化误差。然后，量化单元140将量化的变换系数数据QCE输出到比特建模单元150。

然后，比特建模单元150对于每个代码块将从量化单元140输入的变换系数数据QCE变换为包括三遍编码的比特流BIN（步骤S150）。然后，比特建模单元150将比特流BIN输出到编码/比率控制单元160。

然后，编码/比率控制单元160根据指定的编码率确定截断点TP，并在等于或小于从比特建模单元150输入的比特流BIN的截断点TP的位置截断低比特（步骤S160）。因此，变换系数数据可能具有由于截断比特导致的误差。

另外，编码/比率控制单元160对已经被截断低比特的比特流BIN进行编码，从而生成编码流BS（步骤S170）。然后，编码/比率控制单元160将生成的编码流BS输出到流输出单元170。

之后，如果存在下一个未处理的拼接片，则处理返回到步骤S130。如果已经对全部拼接片生成了编码流，则处理前进到步骤S190（步骤S180）。

在步骤S190，流输出单元170将编码流BS整形为预定文件格式，以生成输出数据PBS，并输出生成的输出数据PBS。

<5.解码处理的流程>

图8为示出通过解码器200执行的解码处理的示例流程的流程图。

参考图8，首先，流获取单元210获取通过对要解码的图像的变换系数数据进行编码获得的编码流BS（步骤S210）。然后，流获取单元210将编码流BS输出到解码单元220。

对输入图像中的每个拼接片重复在后面的步骤S220到步骤S260中的处理。

解码单元220对来自从流获取单元210输入的编码流BS的变换系数数据的比特流BIN进行解码（步骤S220）。然后，解码单元220将解码的比特流BIN输出到比特解建模单元230。

然后，比特解建模单元230重新排列从解码单元220输入的比特流BIN，从而将比特流BIN变换为量化的变换系数数据QCE（步骤S230）。然后，比特解建模单元230将量化的变换系数数据QCE输出到逆量化单元240。

然后，逆量化单元240对从比特解建模单元230输入的变换系数数据QCE进行逆量化，从而恢复量化前的变换系数数据CE（步骤S240）。然后，逆量化单元240将恢复的变换系数数据CE输出到逆DWT单元250。

然后，逆DWT单元250对变换系数数据CE执行二维整数逆DWT，其使用具有以原点为基准的点对称的函数图形的整数变换函数，从而恢复作为每个拼接片的图像信号的拼接片信号TBB（步骤S250）。然后，逆DWT单元250将恢复的拼接片信号TBB输出到拼接片组合单元260。

之后，如果存在下一个未处理的拼接片，则处理前进到步骤S220。如果已经恢复全部拼接片的拼接片信号TBB，则处理前进到步骤S270（步骤S260）。

在步骤S270,拼接片组合单元260组合从逆DWT单元250输入的多个拼接片的拼接片信号TBB，从而恢复单个图像的图像信号BB（步骤S270）。然后，拼接片组合单元260将恢复的图像信号BB输出到逆变换/逆偏移单元270。注意，当整个图像对应于单个拼接片时，可以跳过步骤S270中的处理。

然后，逆变换/逆偏移单元270一致地偏移从拼接片组合单元260输入的图像信号BB的信号值，以恢复图像信号IMG，并（根据需要）对图像信号IMG的颜色空间进行逆变换（步骤S280）。然后，逆变换/逆偏移单元270将图像信号IMG输出到与解码器200连接的装置，例如显示装置或存储装置。

注意，本说明书中描述的处理不一定需要以流程图所示的顺序进行。例如，可以调换变换颜色空间、偏移信号水平和拼接片分割的顺序。

<6.结论>

前文已经参考图1至8描述了根据本发明的技术的实施例。根据上述实施例，在图像的编码过程中，利用具有以原点为基准的点对称的函数图形的整数变换函数执行整数DWT。同时，在图像的解码过程中，利用具有以原点为基准的点对称的函数图形的整数变换函数执行整数逆DWT。因此，消除了这样的现象：其中，对于通过量化或截断低比特产生的误差，在特定方向仅对除块边界以外的部分施加偏移。从而，可避免由于该误差的行为导致的沿块边界出现的图像质量下降的现象。另外，根据上述实施例，没有进行另外的对于块边界附近的像素的滤波。从而，不会出现图像在块边界附近的区域中模糊的副作用。

根据上述实施例，整数变换函数是这样的函数，其在不考虑函数的自变量符号的情况下将自变量的绝对值变换为整数，并将与自变量符号相同的符号分配给被变换为整数的绝对值。当使用这样的整数变换函数时，避免了被变换为整数的信号值的绝对值将根据信号值的符号（正或负）而不同的现象。因此，在其中输入到整数变换函数中的信号值作为对称周期扩展的结果变为整数的块边界与其中输入到整数变换函数的信号值可以包括小数部分的非块边界之间，误差的行为变得一致。

上述整数变换函数可以是例如这样的函数，其通过将自变量的绝对值四舍五入到最接近的整数，而将绝对值变换为整数。所述绝对值运算和四舍五入运算在通常的图像处理环境中已经是可用的。从而，可用以低成本容易地实现这样的整数变换函数。

注意，根据上述实施例的解码器200还可以用于解码来自已经通过现有编码器的编码处理获得的编码流的图像，所述现有编码器即为执行使用具有点对称函数图形的整数变换函数的整数DWT的编码器。在该情况中，可以在通过整数逆DWT从包括误差的变换系数数据恢复图像时减少块失真。

在本文中描述的编码器和解码器的系列处理可利用软件、硬件或其组合中的任一种实现。例如，将构成软件的程序预先存储到设置在装置内部或外部的存储介质中。然后，在执行中通过RAM（随机存取存储器）读取每个程序，通过例如CPU（中央处理单元）的处理器执行所述程序。

根据本发明的技术可应用于用于编码或解码图像的各种产品，例如PC（个人计算机）、智能电话、PDA（个人数字助理）、数字摄像机、游戏机、内容记录器、内容播放器、或者数字电视装置。

尽管参考附图详细描述了本发明的优选实施例，本发明不限于此。对于本领域技术人员显而易见的是，可以进行各种修改或变化，只要其落入所附权利要求或其等同的技术范围内。应理解，这样的修改或变化也落入本发明的技术范围内。

另外，还可以如下配置本发明。

（1）一种图像处理装置，包括：逆变换单元，所述逆变换单元通过执行整数逆离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中

整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

（2）根据（1）的图像处理装置，其中所述整数变换函数是这样的函数，该函数在不考虑自变量符号的情况下将自变量的绝对值变换为整数，并将与自变量符号相同的符号分配给被变换为整数的绝对值。

（3）根据（2）的图像处理装置，其中所述整数变换函数通过将所述绝对值四舍五入到最接近的整数而将所述绝对值变换为整数。

（4）根据（1）到（3）中任一项的图像处理装置，其中在第n个像素值为X（n）且第n个变换系数为Y（n）的情况下，所述整数逆离散小波变换对于低频分量定义如下，

$X\left(2n\right)=Y\left(2n\right)-\mathrm{round}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)}{4}\right)$

对于高频分量定义如下，

$X(2n+1)=Y(2n+1)+\mathrm{round}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)$

，其中round（）表示整数变换函数。

（5）根据（1）到（4）中任一项的图像处理装置，其中通过利用对称周期扩展来扩展在每个块的端部的像素值并对扩展的像素值执行离散小波变换，而在编码所述图像的过程中生成所述变换系数数据。

（6）根据（1）至（5）中任一项所述的图像处理装置，其中

所述图像处理装置为根据JPEG2000方案对图像进行解码的装置，以及

所述块对应于拼接片。

（7）一种图像处理装置，包括：变换单元，所述变换单元通过执行整数离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的图像信号变换为频率分量的变换系数数据，其中

整数离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

（8）根据（7）的图像处理装置，其中所述整数变换函数是这样的函数，该函数在不考虑自变量符号的情况下将自变量的绝对值变换为整数，并将与自变量符号相同的符号分配给被变换为整数的绝对值。

（9）根据（8）的图像处理装置，其中所述整数变换函数通过将所述绝对值四舍五入到最接近的整数而将所述绝对值变换为整数。

（10）根据（7）到（9）中任一项的图像处理装置，其中在第n个像素值为X（n）且第n个变换系数为Y（n）的情况下，所述整数离散小波变换对于低频分量定义如下，

$Y\left(2n\right)=X\left(2n\right)+\mathrm{round}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)}{4}\right)$

对于高频分量定义如下，

$Y(2n+1)=X(2n+1)-\mathrm{round}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)$

，其中round（）表示整数变换函数。

（11）根据（7）到（10）中任一项的图像处理装置，其中所述变换单元通过对称周期扩展来扩展在每个块的端部的像素值，并对扩展的像素值执行离散小波变换。

（12）根据（7）至（11）中任一项所述的图像处理装置，其中

所述图像处理装置为根据JPEG2000方案对图像进行编码的装置，以及

所述块对应于拼接片。

（13）一种用于解码包括一个或多个块的图像的图像处理方法，包括：

通过执行整数逆离散小波变换，将图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中

整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

（14）一种用于编码包括一个或多个块的图像的图像处理方法，包括：

通过执行整数离散小波变换，将图像的图像信号变换为频率分量的变换系数数据，其中

整数离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

（15）一种用于使得控制图像处理装置的计算机用作逆变换单元的程序，所述逆变换单元通过执行整数逆离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中

整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

（16）一种用于使得控制图像处理装置的计算机用作变换单元的程序，所述变换单元通过执行整数离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的图像信号变换为频率分量的变换系数数据，其中

整数离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

本公开包含与在于2012年3月7日提交于日本专利局的日本优先权专利申请JP2012-050436中公开的主题相关的主题，该日本优先权专利申请的全部内容在此引入作为参考。

Claims (13)

1.一种图像处理装置，包括：逆变换单元，所述逆变换单元通过执行整数逆离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中

整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

2.根据权利要求1的图像处理装置，其中所述整数变换函数是这样的函数，该函数在不考虑自变量符号的情况下将自变量的绝对值变换为整数，并将与自变量符号相同的符号分配给被变换为整数的绝对值。

3.根据权利要求2的图像处理装置，其中所述整数变换函数通过将所述绝对值四舍五入到最接近的整数而将所述绝对值变换为整数。

4.根据权利要求1的图像处理装置，其中在第n个像素值为X（n）且第n个变换系数为Y（n）的情况下，所述整数逆离散小波变换对于低频分量定义如下，

$X\left(2n\right)=Y\left(2n\right)-\mathrm{round}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)}{4}\right)$

对于高频分量定义如下，

$X(2n+1)=Y(2n+1)+\mathrm{round}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)$

，其中round（）表示整数变换函数。

5.根据权利要求1的图像处理装置，其中通过利用对称周期扩展来扩展在每个块的端部的像素值并对扩展的像素值执行离散小波变换，而在编码所述图像的过程中生成所述变换系数数据。

6.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中

所述图像处理装置为根据JPEG2000方案对图像进行解码的装置，以及

所述块对应于拼接片。

7.一种图像处理装置，包括：变换单元，所述变换单元通过执行整数离散小波变换，将包括一个或多个块的图像的图像信号变换为频率分量的变换系数数据，其中

整数离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

8.根据权利要求7的图像处理装置，其中所述整数变换函数是这样的函数，该函数在不考虑自变量符号的情况下将自变量的绝对值变换为整数，并将与自变量符号相同的符号分配给被变换为整数的绝对值。

9.根据权利要求8的图像处理装置，其中所述整数变换函数通过将所述绝对值四舍五入到最接近的整数而将所述绝对值变换为整数。

10.根据权利要求7的图像处理装置，其中在第n个像素值为X（n）且第n个变换系数为Y（n）的情况下，所述整数离散小波变换对于低频分量定义如下，

$Y\left(2n\right)=X\left(2n\right)+\mathrm{round}\left(\frac{Y(2n-1)+Y(2n+1)}{4}\right)$

对于高频分量定义如下，

$Y(2n+1)=X(2n+1)-\mathrm{round}\left(\frac{X\left(2n\right)+X(2n+2)}{2}\right)$

，其中round（）表示整数变换函数。

11.根据权利要求7的图像处理装置，其中所述变换单元通过对称周期扩展来扩展在每个块的端部的像素值，并对扩展的像素值执行离散小波变换。

12.根据权利要求7所述的图像处理装置，其中

所述图像处理装置为根据JPEG2000方案对图像进行编码的装置，以及

所述块对应于拼接片。

13.一种用于解码包括一个或多个块的图像的图像处理方法，包括：

通过执行整数逆离散小波变换，将图像的频率分量的变换系数数据变换为图像信号，其中

整数逆离散小波变换中的整数变换函数具有以原点为基准的点对称的函数图形。

Images