CN108141505B - 用于高位深医学灰度图像的压缩和解压缩方法 - Google Patents
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Abstract
允许标准3通道彩色图像压缩算法的高位深灰度医学图像的数字编码和解码方法可以用来对这样的已编码的高位深灰度图像进行压缩和解压缩而没有显著图像质量损失。本发明可以用来改进这样的灰度图像在标准web浏览器中的网络传输、存储和显现。
Description
技术领域
本发明一般地涉及高质量数字灰度图像的压缩和解压缩。本发明提出一种用来以已编码的图像数据可以由在诸如web浏览器之类的标准软件中广泛使用的工业标准图像压缩算法来处理的这样的方式对高质量（高位深）灰度图像进行编码的方法。同样地，本发明提出一种用来将高质量灰度图像暂时编码并解码成作为中间格式的标准8位3通道RGB颜色格式化的图像文件以在数字计算机系统中存储和/或传递原始灰度图像数据的方法。该中间格式的使用具有可以将标准图像压缩技术（诸如jpeg压缩）应用于该中间格式而不恶化或损害封装的原始（通常为10-14位）灰度图像的图像质量的优点。
背景技术
图像数据具有多个采样分辨率。存在运动图片数据的时间采样率，通常被称为帧速率。每个图像还具有垂直和水平采样分辨率，其指示在图像的水平和垂直维度上的通常被称为像素的各个元素的数目。该采样分辨率被称为空间分辨率。每个像素通常由用来限定颜色的多个分量来表示。分量可以表示亮度和色度（例如YCrCb），或者可以表示颜色通道（例如红、绿和蓝，或RGB）。一般使用被称为位深的位的数目来表示每个分量的值。用于彩色图像的典型位深是8位，并且例外地是10位或甚至16位。
在医学中使用的诊断成像模式常常仅使用表示灰度亮度的一个单色通道和通常为10、12或16位的位深来产生灰度图像。这些位深确保足够的图像质量（即亮度准确度）以确保用来对它们执行不同的对比度增强操作的必要的图像处理净空。然而，由于每像素所需的位深越大，用来相应地存储或传递该种类的诊断图像的存储或带宽的量就越大。因此，数字医学成像的一个未解决方面是在维持执行诊断工作所需的图像质量的同时方便地减少传递诊断图像所需的该带宽。
对图像数据执行对比度增强操作（诸如窗口/级别操作）的原因是诊断图像中包含的相关临床信息可以被存储在图像中的某些灰度值范围中。图像数据的直方图通常给出关于相关信息被存储在用于某一临床应用的图像中的哪里的重要指导。直方图因此常常被用作自动对比度增强算法的基础。对比度增强算法通常由用户交互式地应用于原始图像数据上，从而要求原始数据集在对比度增强过程期间可用。这意味着原始n位图像数据集必须可用于能够交互式地且在运行中执行所述操作的查看软件。这暗示原始n位图像数据必须以某种方式传递到执行诊断工作的放射科医生的工作站。
为了能够实现这一点，必须考虑多个技术约束。任何计算机系统的标准字长是8位；这意味着默认情况下最小存储器存储单元是8位长（8位=1字节）。在通用计算机上，位路径具有基于2的幂的位深并且是8的倍数（例如，8、16、32或64位）。因此，10位数据一般在其被计算机处理之前被转换成16位数据。同样地，具有10位、12位或16位的位深的诊断图像或医学图像一般以使用每像素16位或每像素2字节的文件格式来存储。
由于诊断图像的该每像素16位的颜色深度和通常非常高的空间分辨率，用于归档的存储空间和用于通过计算机网络传递这些图像的带宽趋向于非常高。高带宽要求对医学成像数据的网络传递速率具有高的影响。医学成像数据的典型消费者不能负担必须等待超过几秒钟来从数字档案系统获得所请求的图像。该用户要求迫使医学查看和归档系统的开发者寻找图像质量和处理性能之间的平衡。
在本领域中，已经提出了不同的解决方案来平衡图像质量与被传递的文件大小。所选取的策略通常取决于图像在医学应用中的预期使用。对于某些应用，不可接受的是空间分辨率受损害或者颜色空间将非任意地减小到8位。
用来减小文件大小的典型解决方案是：
- 降低图像文件的空间分辨率（裁剪、按比例缩小），其使空间分辨率以及因此原始图像的质量降低
- 图像压缩，诸如jpeg压缩，其操作于图像数据的内容上并且可能对图像数据具有可见影响
- 丢弃图像数据集中的最低有效位；并且因此将图像数据压缩成8位格式。
在该对比度增强过程之后，不管怎样将用于显示的所得数据集转换成8位格式。这样的原因与人眼的限制有关，而且与标准计算机架构的技术限制有关。
碰巧，在最佳的查看条件（黑与白之间非常高的对比度）下，人眼仅能够同时区分最多2^9个不同的灰色深浅，这是为什么甚至诊断显示系统也以8位来显示医学诊断图像。
8位适合标准计算机架构限制，其也应用于任何显示系统的架构中。（在该上下文中的显示系统包括应用软件、操作系统、显示驱动软件、帧缓冲器（或视频存储器）和实际显示器或监视器）。
任何输出系统（任何显示系统）被限制成能够同时显示仅256个灰色深浅（或数据的8位的相等）。因此，为了最优地使用存储在利用比8更高的位深获取的医学图像中的数据，在最相关的信息被作为8位深图像呈现给显示系统之前其已被过滤掉或选择。
在查看器软件基于标准web技术的情况下，即当到用户的应用递送中涉及web服务器和浏览器时，必须考虑另一关心。在临床（或任何其他）环境中的web技术的使用中存在清楚的优点。从服务和维护角度来看软件应用的部署以非常便利的方式发生：web浏览器现今是部署在几乎任何平台上的高度标准化应用。每次用户想要访问应用时，从web服务器集中地部署浏览器内部运行的软件应用。然而，web技术的缺点是当前浏览器实现没有被设计成支持诊断影像，也没有被设计成优化高质量诊断图像至浏览器的传递。医学应用开发者必须绕过这些现有限制排除困难前进。
因为标准浏览天然地不支持上面提及的特殊文件格式，所以用来将具有多于8位精度的灰度图像数据传递至浏览器中运行的查看软件的传统方法是将来自这样的图像的数据值分成低字节值和高字节值，它们可以被存储在RGB图像的两个或三个8位通道中，并使用无损压缩用于传递[参考US2010/0123733 A1]。然而，该方法不能改进（降低）高位深图像的净数据大小，因为它在仅10位将包含重要的图像信息时仍传输或存储全十六位。这些大文件也不能通过浏览器的标准图像压缩算法天然地处理（压缩）。因此本领域中描述的该方法和其他方法解决了传递扩展的位深灰度图像的问题，但是不能使该传递更有效率，因为数据是解压缩传递的。
其他方法描述用于 “打包” 采用不同格式的像素数据的系列的方法。同样地，US6239815描述了一种其中将针对2个像素的10位YCrCb数据打包到5个字节中的方法。
EP 0405885公开了一种记录设备，在一个示例中其将数字信号的10位样本分成最高有效8位的字A和最低有效2位的字B。将相应样本的字B组合到8位的字C中，并且记录字A和C。
这些方法中的一些可能已经改进了针对图像的总字节消耗，但是然而这些方法都没有使用诸如用于彩色图像的更有效率的压缩技术。标准浏览器是高度有效率的并且被很好地装备以对规则彩色图像执行图像压缩。不幸地是，如上面所描述的，这些压缩算法不对已更改的文件格式起作用。将标准图像压缩算法应用于这些灰度图像对它们的临床质量具有不利影响。
质量中的该损失的原因是最流行的压缩算法（有损JPEG）[JPEG=联合图片专家组]对图像文件中的内容作出假设。因此分布在不同颜色通道上的灰度图像的图像数据将被jpeg压缩算法错误地解释。
发明内容
本发明提供了一种用于将数字n位灰度图像数据流（其中9 < n < 24）编码成RGB编码的8位图像数据流的计算机实现方法，所述方法包括以下步骤：顺序地访问所述n位数据流的每个灰度图像数据像素，向从所述灰度图像数据像素检索的n位亮度值中的每个应用3个数学变换，将所述数学变换的结果存储到三个8位子像素存储器位置中作为8位RGB编码的图像数据像素，将所述8位RGB编码的图像数据像素顺序地输出为8位RGB编码的图像数据流，其特征在于，应用于每个n位像素数据值的所述3个数学变换被定义为：
其中ν是存储在原始数字高质量灰度图像的数据像素中的n位亮度值（9-24位），s是取决于灰度值的位范围的比例因子，并且R、G和B分别是RGB编码的图像中的三个8位像素通道的8位值。
本发明提供一种用于根据RGB编码的8位图像数据流对数字n位灰度图像数据流（其中9 < n < 24）进行解码的计算机实现方法，所述方法包括以下步骤：顺序地访问存储在所述RGB编码的8位图像数据流的每个RGB 8位图像数据像素中的三个子像素值，向所述三个子像素值应用数学变换，将所述数学变换的结果存储在单通道n位灰度图像数据像素中，将所述n位图像像素顺序地输出为高质量灰度图像数据流，其特征在于，应用于所述三个子像素值的所述数学变换被定义为：
其中v L是所计算的n位亮度值，s是取决于灰度值的位范围的比例因子，并且R、G和B分别是RGB编码的图像中的三个8位像素通道的8位值。
通过应用有损JPEG压缩来降低文件大小的直接尝试导致对数据的不可接受的损坏，因为用来处理图像的压缩算法作出了它应对正常RGB图像的错误假设。
因此，如由本发明公开的，编码和解码算法被用来将灰度图像暂时转换成RGB颜色格式化的图像文件，可以对所述图像文件应用有损JPEG压缩而不对诊断图像内容造成损害。在从灰度（单通道）图像数据至RGB（三通道）颜色数据的该转换中采取的定义步骤是对特别设计的数学变换的应用，所述特别设计的数学变换允许灰度亮度数据“幸存于”在颜色JPEG压缩期间执行的随后步骤：
- 成为Y'CBCR的颜色空间变换，
- CB和CR分量的空间分辨率的降低（色度二次采样），
- 块分割（每个通道被分成8x8像素块），
- 离散余弦变换，
- 量化，
- 以及熵编码。
为此目的，仅可以应用如在这里公开的非常具体的数学函数，其从本质上保护了存储的三通道数据以免影响最终解码的高质量灰度图像的质量。为了实现最好的压缩率，已经发现将n位值映射成3个8位值以使得在所得颜色像素中存在小的颜色变化的数学变换在文件大小压缩方面给出最好的结果。换言之，将n位像素值变换成尽可能接近灰颜色值的8位RGB像素的数学变换将给出最好的压缩结果。
本发明是有利的，因为它允许通过非常有效率的标准压缩算法（诸如JPEG有损压缩）来压缩（并且因此显著地在大小上减小）高质量灰度图像数据而不显著损害图像质量。同时，本发明允许原始图像（n位）在图像解码成其全位深之后变得可用于客户端应用软件。这意味着全动态范围图像可用于其上例如可以实时地执行窗口级别操作的客户端软件。
在本发明的上下文中，必须将数字n位灰度图像数据理解为数字数据，所述数字数据被构造为使得它可以保存或包含数字图像的像素数据并且其中用n位存储器位置来表示每个像素，从而为像素保存表示亮度值的n位值。n位值可以表示2^n个不同灰度深浅。例如，10位像素可以表示在0和1023之间的亮度值。数字数据可以被呈现为表示单个图像或一系列多个图像（图像数据流）的连续像素流或表示一个单个图像（图像数据文件）的带分隔符的数据文件。
在本发明的上下文中，必须将图像数据像素理解为数字图像数据流中的表示数字图像的1个像素元素的亮度值的最小离散存储器位置。
8位编码的RGB图像是使用加性RGB颜色模型存储的数字图像。在RGB颜色模型中，使用三个颜色通道来存储采用变化的量的红色值、绿色值和蓝色值以表示可以再现的每个可用颜色。调整这些颜色通道中的值的相对平衡会调整被表示的颜色。当所有三个值相等时，结果是中性色调，从黑色穿过灰色到白色。8位编码的RGB像素由将三个（R、G或B）颜色通道值中的一个表示为8位值的三个8位子像素或存储器位置组成。
可以以硬件或软件或二者的组合来实现本文中描述的系统和方法的实施例。然而，优选地，以在可编程计算机上执行的计算机程序来实现这些实施例，所述可编程计算机每个包括至少一个模块部件，其包括至少一个处理器（例如微处理器）、数据存储系统（包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件）、至少一个输入设备和至少一个输出设备。例如并且没有限制，可编程计算机（在这里被称为计算机系统）可以是个人计算机、膝上型计算机、个人数据助理和蜂窝电话、智能电话设备、平板计算机和/或无线设备。将程序代码应用于输入数据以执行本文中描述的功能并且生成输出信息。以已知的方式将输出信息应用于一个或多个输出设备。
优选地以高级程序的或面向对象的编程和/或脚本语言来实现每个程序以与计算机系统通信。然而，如果需要，可以以汇编或机器语言来实现程序。在任何情况下，语言可以是编译或解释语言。每个这样的计算机程序被优选地存储在可由通用或专用可编程计算机读取的存储介质或设备（例如ROM或磁盘）上，用于在存储介质或设备被计算机读取时配置并操作计算机以执行本文中描述的过程。该主题系统还可以被认为被实现为配置有计算机程序的计算机可读存储介质，其中这样配置的存储介质使得计算机能够以特定和预定义的方式来操作以执行本文中描述的功能。
优选地以高级程序的或面向对象的编程和/或脚本语言来实现每个程序以与计算机系统通信。然而，如果需要，可以以汇编或机器语言来实现程序。在任何情况下，语言可以是编译或解释语言。每个这样的计算机程序被优选地存储在可由通用或专用可编程计算机读取的存储介质或设备（例如ROM或磁盘）上，用于在存储介质或设备被计算机读取时配置并操作计算机以执行本文中描述的过程。该主题系统还可以被认为被实现为配置有计算机程序的计算机可读存储介质，其中这样配置的存储介质使得计算机能够以特定和预定义的方式来操作以执行本文中描述的功能。
本发明可以被实现为适配成执行说明书中陈述的步骤的计算机程序产品。适配成执行说明书中陈述的步骤的计算机可执行程序代码可以被存储在计算机可读介质上。
从属权利要求中陈述了特定示例和优选实施例。
根据以下描述和附图，本发明的其他优点和实施例将变得显而易见。
附图说明
图1示出了图示在医学应用中使用的编码[1002]和压缩[1004]步骤的流程图。在所示实施例中，编码和压缩发生在应用的服务器侧[1000]处，并且标准解压缩[2001]和解码[2003]发生在浏览器应用[2000]中。因此该流程图图示了在本申请中公开的所描述的编码方案的一个实施例，允许数字医学图像可以在服务器侧上被编码和压缩以用于图像数据至web浏览器客户端软件的最佳网络传递[1005]，所述web浏览器客户端软件可以对已编码图像进行解压缩和解码以用于由浏览器进一步使用或处理[2005]。
图2示出了本发明的一个实施例的流程图，其中如本申请的权利要求1中公开的那样对一个10位灰度图像像素执行编码步骤。将10位灰度像素值[100]变换成由3个子像素值[301]、[302]和[303]组成的RGB编码的8位图像像素[300]。可以在允许更有效率的图像日期存储[401]或图像数据网络传递[402]之后应用随后的图像压缩[400]。
图3示出了本发明的一个实施例的流程图，其中在RGB编码的8位图像像素[600]的解压缩步骤[500]之后执行解码步骤。通过在解码步骤[700]中对RGB编码的8位图像像素[600]的三个子像素值[601]、[602]和[603]应用变换[701]来将RGB编码的8位图像变换成10位灰度图像像素[800]。
图4示意性地图示了包括“n位”位流存储装置[21]的本发明的一个实施例，所述“n位”位流存储装置[21]在表示原始n位图像数据的n位位流[10]中读取。图像处理装置或处理器[20]能够访问位流存储装置[21]并且被配置成对位流存储装置的内容执行数学变换。图像处理装置将原始n位图像数据转换成8位RGB位流。
图5示意性地图示了包括8位RGB位流存储装置[41]的本发明的一个实施例，所述8位RGB位流存储装置[41]在表示（先前解压缩的）8位RGB图像的8位RGB位流[40] 中读取。图像处理装置或处理器[20]能够访问位流存储装置[41]并且被配置成对位流存储装置的内容执行数学变换。图像处理装置将8位RGB图像数据转换成原始n位位流[50]。
具体实施方式
在以下详细描述中，充分详细地参考上面引用的附图，从而允许本领域技术人员实践下面解释的实施例。
本发明的实施例提供一种用于将数字n位灰度图像数据流（其中9 < n < 24）编码成RGB编码的8位图像数据流的方法。通常在包括用于输入数据的装置（诸如键盘、触摸屏、计算机鼠标、条码扫描仪或其他装置）、用于存储医学数据的装置（诸如计算机存储器）、用于对数据应用计算、规则和比较的处理器以及显示或存储结果的装置（诸如计算机监视器、打印机和/或外部计算机存储器）的计算机系统上实现图像处理设备。
图1极详细地示出了原始数字医学高分辨率灰度图像在被用如由本发明公开的方法进行编码时经历的不同步骤。呈现原始n位灰度图像以用于编码[1002]为具有9和24位之间的位深的灰度图像数据[1001]。可以将具有比9低的位深的图像存储在1字节中并且因此不需要转换或压缩，因为每个像素已经可以适配在单个字节的最小字长内。编码步骤由图4和5的图像处理装置[20]来执行并且将在下面较详细地讨论。
编码步骤[1002]的结果是已编码的3 x 8位RGB数据流[1003]，其被提供为中间图像格式但是在任何图像处理应用中不可直接使用。不能将中间图像数据流或文件与标准8位RGB彩色图像区分开，这是为什么可以用标准彩色图像压缩算法（诸如有损jpeg基线压缩）来处理它的原因。并且这确实是由编码[1002]提供的转换的目的；可以使用在标准web服务器和浏览器软件中使用的标准压缩方法[1004]来压缩被格式化为8位RGB图像的中间图像格式。
然后可以通过计算机网络[1005]更有效地传递已压缩的中间图像数据流，在这之后在由浏览器的标准jpeg解压缩编解码器执行解压缩[2001]之后获得已压缩的中间图像数据[2002]。然后可以对中间图像数据[2002]进行解码[2003]以便获得被用于进一步图像处理步骤[2005]和显示[2006]的原始n位灰度数据[2004]。
图2公开了原始10位灰度图像的编码步骤的一个实施例的细节。在该示意图中示出了10位像素值[100]，其可以被赋予0和1023之间的值。通过向原始灰度10位值“v”应用三个所示数学变换[201]、[202]和[203]来将n位像素值变换成三个8位值。将所述三个数学变换设计为使得它们的结果适配RGB格式化的中间数据文件[300]的三个8位子像素[301]、[302]和[303]的预见8位值（在0和255之间）。因此，将仔细选取的比例因子“s”引入数学变换函数中。在位范围是例如10的情况下，乘数“s”将确保数学变换的结果将决不超过在0和255之间的8位范围值。显然在不同位范围的情况下将需要使用不同的比例因子。假设是优选地使用针对颜色通道的8位位范围来存储尽可能多的图像信息。
特定数学变换的另一非常重要方面是随后应用的jpeg压缩步骤[400]对在所传递[401]或存储[402]的图像数据的解压缩[500]和解码[700]之后的图像质量没有重要影响。使变换成形的方式将确定对在编码-压缩-解压缩-解码周期之后的最终图像质量的影响。因此，明确地参考在本申请的图2和图3中公开的公式，所述公式确实满足所述要求。
该同一发明的另一实施例可以应用与图2和图3中示出的数学变换函数不同但是具有如上面提及的类似特性的数学变换函数。可以以如下的一般方式将用于编码的这些变换函数格式化：
并且其中所述数学变换fn、fn'和fn''被定义为使得当
时，dr、dg、db的值优选地尽可能接近0。于是可以将解码变换函数格式化为：
图3公开了8位RGB编码的图像的解码步骤的一个实施例的细节。在该示意图中，在已压缩的RGB数据的传递[401]或存储[402]之后接收并解压缩[500]已压缩的RGB数据。通过将数学变换[701]应用于8位子像素数据[601]、[602]和[603]来将已解码的8位RGB数据[600]解码[700]成10位像素值[800]。
图4和图5图示了至少包括被配置成分别执行如之前描述的编码和解码操作的图像处理装置（或处理器）[20]和位流存储装置[21]和[41]的本发明的一个实施例。位流存储装置连接至被配置成检索图像数据位流以用于编码以及相应地解码的图像处理装置。位流存储装置允许由图像处理装置[20]顺序地（即逐字节地）读出图像数据位流，因此它可以对图像信息的每个字节执行数学变换，如上面所解释的那样。根据由图像处理装置（20）执行的编码过程的所得输出是8位RGB位流[30]，然而根据解码过程，所得输出是n位位流[50]。
为了说明所描述的发明的性能，对一组参考灰度医学图像执行测量，将针对其的压缩（图像）质量和大小与已知的压缩技术进行了比较。参考图像本身是12位灰度图像。
- 图6示出了由不同的被测试算法与（被指示为“发明”）的新算法所实现的（用RMS表达的）压缩结果。压缩性能被测量为在所选参考图像的压缩之后的所得文件大小（其应该尽可能地小）。不同的被测试算法如下：
- jpg8 80%：对图像的8个最高有效位的基线jpg压缩，其中压缩质量设置是80%（有损）
- jpg8 100%：对图像的8个最高有效位的基线jpg压缩，其中压缩质量设置是100%（无损）
- jpg12：12位灰度jpg编码方案（其被jpg标准支持，但是不在标准互联网浏览器中实现）
- 发明：12位灰度成为8位RGB编码图像的立方根编码，之后是规则jpg-RGB压缩方案
- 简单的颜色分割：较低8位在一个颜色通道中并且最高4位在另一颜色通道中的分离，之后是规则颜色基线jpg压缩方案。该方法图示了其中在jpg-RGB压缩之前不发生编码（或至少不发生适当编码）的场景。
由“简单的颜色分割”方法实现的压缩质量结果清楚地示出成为RGB格式化的像素流的任意选取的转换不实现可用的结果。这是在应用标准基线jpg压缩之前没有选取适当变换的情况下数据值严重失真的清楚指示。
“jpg12”压缩技术明显是用来与我们的发明相比较的参考技术，因为该方法压缩了12位的全颜色范围。然而该算法不是由标准web浏览器所支持的标准支持的方法。
我们的发明的压缩质量仍明显超过通过应用被测试的所谓8位压缩方法来实现的质量。8位压缩方法仅通过对仅最高有效8位的压缩来执行它们的压缩，这证明我们的方法明显优于这些标准方法。
图7和8示出了如在与其他标准压缩算法的比较中测量到的如由编码变换接着是RGB-jpg压缩所实现的已压缩的2个参考医学图像的所得大小。第一个图示出了12位灰度512x512 CT图像的压缩结果，而第二个图涉及12位灰度2800x2300 CR图像。
结果指示8位jpg压缩方法好像明显是最执行的一个，但是它们由于它们先验地丢弃1/3的图像信息的事实而实现该高压缩率，所述事实对于在诊断上下文中使用的压缩方法来说不可接受的。通过新算法实现的压缩比得上通过12位jpg压缩可以实现的。
Claims (6)
1.一种用于将数字n位灰度图像数据流编码并压缩成RGB编码的8位图像数据流的方法，其中9 < n < 24，包括以下步骤：
- 顺序地访问所述n位数据流的每个灰度图像数据像素，
- 向从所述灰度图像数据像素检索的亮度值中的每个应用3个数学变换，其中亮度值是n位亮度值，
- 将所述数学变换的结果存储到三个8位子像素存储器位置中作为8位RGB编码的图像数据像素，
- 将所述8位RGB编码的图像数据像素顺序地输出为8位RGB编码的图像数据流，
- 经由JPEG标准来压缩所述8位RGB编码的图像数据流，
其特征在于，
应用于每个n位亮度值的所述3个数学变换被定义为：
其中ν是存储在原始数字高质量灰度图像的数据像素中的n位亮度值，s是取决于灰度值的位范围的比例因子，并且R、G和B分别是RGB编码的图像中的三个8位像素通道的8位值。
2.一种用于根据RGB编码的8位图像数据流对数字n位灰度图像数据流进行解压缩和解码的方法，其中9 < n < 24，包括以下步骤：
- 顺序地访问存储在所述RGB编码的8位图像数据流的每个RGB 8位图像数据像素中的三个子像素值，
- 经由JPEG标准来对所述8位RGB编码的图像数据流进行解压缩，
- 向所述三个子像素值应用数学变换，
- 将所述数学变换的结果存储在单通道n位灰度图像数据像素中，
- 将所述8位图像数据像素顺序地输出为高质量灰度图像数据流，
其特征在于，
应用于所述三个子像素值的所述数学变换被定义为：
其中ν L是所计算的n位亮度值，s是取决于灰度值的位范围的比例因子，并且R、G和B分别是RGB编码的图像中的三个8位像素通道的8位值。
3.一种图像处理设备，包括：保存n位图像数据流的位流存储装置和与所述位流存储装置通信的图像处理装置，所述图像处理装置被配置成执行根据权利要求1所述的方法的步骤。
4.一种图像处理设备，包括：保存RGB编码的8位图像数据流的位流存储装置和与所述位流存储装置通信的图像处理装置，所述图像处理装置被配置成执行根据权利要求2所述的方法的步骤。
5.一种具有存储于其上的指令的计算机可读介质，当所述指令被执行时使得计算设备执行根据权利要求1所述的方法的步骤。
6.一种具有存储于其上的指令的计算机可读介质，当所述指令被执行时使得计算设备执行根据权利要求2所述的方法的步骤。
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