CN115100031B

CN115100031B - 图像处理方法以及图像处理装置

Info

Publication number: CN115100031B
Application number: CN202211010570.XA
Authority: CN
Inventors: 昝航; 吴克寿; 何艳坤; 马凤翔
Original assignee: Moore Threads Technology Co Ltd
Current assignee: Moore Threads Technology Co Ltd
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2042-08-23
Also published as: CN115100031A

Abstract

本发明公开了一种图像处理方法以及图像处理装置，涉及图像处理领域。所述图像处理方法包括：根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，第一比特位深的值比第二比特位深的值大，中间比特位深的值在第一比特位深的值与第二比特位深的值之间；根据第一比特位深和中间比特位深确定第一映射曲线；利用第一映射曲线将输入图像映射为中间比特位深的中间图像；根据中间比特位深和第二比特位深确定第二映射曲线；利用第二映射曲线将中间比特位深的中间图像映射为第二比特位深的输出图像。由此，通过两级映射曲线对图像进行压缩，能够减轻一次性压缩图像时产生的band效应。

Description

图像处理方法以及图像处理装置

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像处理方法以及图像处理装置。

背景技术

图像压缩是图像和视频处理中重要的数据压缩技术。图像压缩可以有效的降低图像在传输中的数据量，减少传输链路的带宽和内存占用，在软硬件领域皆有较大的应用价值。图像压缩的目的是减少图像链路的带宽和内存。而要满足内存可控和带宽可控的要求，需要用到图像有损压缩技术。

常用技术分为浅压缩图像处理和深压缩图像处理，其中，浅压缩图像处理主要是以较少的行缓存（linebuffer）和逻辑运算进行的主观图像无损技术，其对图像的画质影响较小；深压缩图像处理可用于设备间的数据传输，可以参考jpeg2000、h264、h265等图像压缩标准协议，以h265标准为例，由于借助了帧内和帧间、时域与频域的信息进行压缩，可以将图像的数据压缩为原始图像的百分之一，同时，还可以通过设置，完成高比特位深图像输入，低比特位深图像输出的功能。

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

发明人发现，在输入的图像位深大于输出图像位深时，对于一些色彩渐变的图像，例如天空、平静的水面等图像，会产生图像的断层（band）效应。

为了解决上述问题中的至少一个，本发明实施例提出一种图像处理方法以及图像处理装置。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种图像处理方法，所述图像处理方法包括：根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，所述中间比特位深的大小在所述第一比特位深与所述第二比特位深之间；根据所述第一比特位深和所述中间比特位深确定第一映射曲线；利用所述第一映射曲线将所述输入图像映射为中间比特位深的中间图像；根据所述中间比特位深和所述第二比特位深确定第二映射曲线；利用所述第二映射曲线将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像。

根据本发明实施例的第二方面，提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括：第一确定单元，其根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，所述中间比特位深的大小在所述第一比特位深与所述第二比特位深之间；第二确定单元，其根据所述第一比特位深和所述中间比特位深确定第一映射曲线；第一映射单元，其利用所述第一映射曲线将所述输入图像映射为中间比特位深的中间图像；第三确定单元，其根据所述中间比特位深和所述第二比特位深确定第二映射曲线；第二映射单元，其利用所述第二映射曲线将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种图像处理方法，所述图像处理方法包括：根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定映射曲线，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大；以及利用所述映射曲线和预定模板将所述输入图像映射为所述第二比特位深的输出图像，所述预定模板使所述输入图像的像素的在映射为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过映射的像素的像素值上。

根据本发明实施例的第四方面，提供一种图像处理装置，所述图像处理装置包括：确定单元，其根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定映射曲线，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大；以及映射单元，其利用所述映射曲线和预定模板将所述输入图像映射为所述第二比特位深的输出图像，所述预定模板使所述输入图像的像素的在映射为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过映射的像素的像素值上。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法。

本发明实施例中，通过两级映射曲线对图像进行压缩，能够减轻一次性压缩图像时产生的band效应。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明第一方面的实施例的图像处理方法的一个示意图。

图2是本发明第一方面的实施例的第一映射曲线的一个示意图。

图3是本发明第一方面的实施例的图像处理方法的另一个示意图。

图4是本发明第一方面的实施例的预定模板的一个示意图。

图5是本发明第一方面的实施例的预定模板的另一个示意图。

图6是本发明第一方面的实施例的预定模板的又一个示意图。

图7是本发明第二方面的实施例的图像处理装置的一个示意图。

图8是本发明第三方面的实施例的图像处理方法的一个示意图。

图9是本发明第三方面的实施例的图像处理方法的另一个示意图。

图10是本发明第四方面的实施例的图像处理方法的一个示意图。

图11是本发明第四方面的实施例的图像处理方法的另一个示意图。

图12是本发明第五方面的实施例的图像处理装置的一个示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

第一方面的实施例

本发明第一方面的实施例提供一种图像处理方法，图1是本发明第一方面的实施例的图像处理方法的一个示意图。

如图1所示，方法100包括：

步骤101：根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，所述中间比特位深的大小在所述第一比特位深与所述第二比特位深之间；

步骤103：根据所述第一比特位深和所述中间比特位深确定第一映射曲线；

步骤105：利用所述第一映射曲线将所述输入图像映射为中间比特位深的中间图像；

步骤107：根据所述中间比特位深和所述第二比特位深确定第二映射曲线；

步骤109：利用所述第二映射曲线将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像。

由此，通过两级映射曲线对图像进行压缩，能够减轻一次性压缩图像时产生的band效应。此外，由于逐级减小了图像的比特位深，相比于将输入图像直接压缩为期望的比特位深图像，可以减小图像处理的数据量，提高运算速度。

在步骤101中，中间比特位深的值例如可以选择第一比特位深和第二比特位深的中位值，例如，输入图像例如为10比特位深的图像，期望的第二比特位深例如为8比特，中间比特位深可以为9比特。但本发明实施例不限于此，中间比特位深的值还可以是第一比特位深和第二比特位深之间的某个值，例如，第一比特位深可以是16比特，第二比特位深例如为10比特，中间比特位深例如可以为14比特或者12比特。例如，还可以根据实际需要选择中间比特位深的值，本发明实施例对此不作限制。

下面以第一比特位深为10比特、第二比特位深为8比特、中间比特位深为9比特为例对本发明第一方面的实施例的图像处理方法进行说明，但本发明实施例不以此为限制，本领域技术人员应知晓，可以将本发明实施例的图像处理方法应用于其他比特位深图像的图像处理中。

在至少一个实施例中，第一映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述中间比特位深的对应的最大的像素值，所述第一映射曲线的底点为原点，第一映射曲线关于所述顶点和所述底点的连线的中点中心对称。由此，在将输入图像按照第一映射曲线压缩时，能够保持所述输入图像的平均亮度基本不变。

例如，第一映射曲线可以由二阶贝塞尔曲线构成，例如第一映射曲线可以包括多段二阶贝塞尔曲线（以下有时也将“多段二阶贝塞尔曲线”称为“二阶分段贝塞尔曲线”），此外，第一映射曲线也可以是自定义的S形曲线，本发明实施例对此不作限制。

如图2所示，第一映射曲线的顶点坐标为（M，N），其中M可以为第一比特位深对应的最大的像素值，N可以为中间比特位深对应的最大的的像素值，例如，第一比特位深为10比特，M可以为2^10-1=1023，中间比特位深为9比特，N可以为2^9-1=511；第一映射曲线的底点为原点，即坐标为（0，0）；C点为顶点与底点的连线的中点，第一映射曲线可以关于点C中心对称。

在步骤105中，例如，输入图像的像素值为m1，经过第一映射曲线映射后的值为n1，由此，对输入图像的每个像素进行第一映射曲线映射，能够得到中间比特位深的中间图像。

在步骤107中，可以与在步骤103中构造第一映射曲线的方法类似的方法构造第二映射曲线，例如，所述第二映射曲线的顶点的坐标为所述中间比特位深对应的最大的像素值和所述第二比特位深的对应的最大的像素值，所述第二映射曲线的底点为原点，所述第二映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。也可以通过对第一映射曲线按照一定比例缩放得到，例如，将第一映射曲线的横坐标的最大值M缩放为中间比特位深对应的最大的的像素值N，即，将第一映射曲线的横坐标按照N/M的比例缩放；将第一映射曲线的纵坐标的最大值N缩放为第二比特位深对应的最大的像素值L，即，将第一映射曲线的纵坐标按照L/N的比例缩放。由此，能仅存储一个第一映射曲线，而通过运算得到第二映射曲线，节省了存储空间。

此外，也可以另外定义一个与第一映射曲线的类型不同的第二映射曲线，例如，在第一映射曲线为二阶分段贝塞尔曲线的情况下，可以选择其他S形曲线作为第二映射曲线。本发明实施例对此不作限制，可以根据实际需要进行设定。

在步骤109中，通过步骤107中得到的第二映射曲线，可以将中间比特位深的图像映射为第二比特位深的图像，即，将中间比特位深的中间图像压缩为输出图像。

在至少一个实施例中，如图3所示，步骤109可以包括：

步骤1091：逐像素计算所述中间图像的当前像素的第一像素值经过了所述第二映射曲线映射后的第二像素值；

步骤1092：计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；

步骤1093：按照预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述第二映射曲线映射的至少一个像素的像素值上。

由此，通过预定模板将当前像素的压缩后的像素的误差扩散至当前像素的周围的未经处理的像素，从而进一步减轻压缩图像时产生的band效应。

此外，在步骤1091中按照逐个像素进行映射，并执行步骤1092和步骤1093，从而能够得到经过了第二映射曲线映射后的第二比特位深的输出图像。

在步骤1091中，例如，当前像素的第一像素值为A，经过了第二映射曲线映射后，第二像素值为A’；在步骤1092中，误差Err可以表示为以下公式（1）：

Err = A-((A’)<<dif_bit_dpth) （1）。

其中，dif_bit_dpth表示2^(中间比特位深与第二比特位深的差)，例如，中间比特位深为9比特，第二比特位深为8比特，dif_bit_dpth为2^(9-8)=2；

<<表示左移，即，(A’)<<dif_bit_dpth表示将A’左移dif_bit_dpth位，例如，当dif_bit_dpth为2时，(A’)<<dif_bit_dpth表示将A’左移2位，从而成为9比特的数值。

在步骤1093中，所述预定模板包括与所述当前像素对应的多个误差系数，所述多个误差系数可以按照高斯白噪声分布在所述至少一个像素的位置上，所述多个误差系数的和为1。但发明实施例不限于此，多个误差系数还可以是随机分布等其他分布，只要多个误差系数的和为1即可。

图4是本发明第一方面的实施例的预定模板的一个示意图，图5是本发明第一方面的实施例的预定模板的另一个示意图，图6是本发明第一方面的实施例的预定模板的又一个示意图。

例如，如图4所示，预定模板定义了与当前像素A相邻的右侧若干列的位置上的像素以及下侧若干行的位置上的像素对应的误差系数，例如，预定模板包括的多个误差系数为a01、a02、a10、a11、a12、a20、a21、a22，这些误差系数所在的位置分别对应于与当前像素A相邻的右一像素A01、与该右一像素相邻的右二像素A02、与当前像素A相邻的下一像素A10、与该下一像素相邻的右一像素A11、与该下一像素的右一像素相邻的右二像素A12、与当前像素A的下一像素相邻的下二像素A20，与该下二像素相邻的右一像素A21、与该下二像素的右一像素相邻右二像素A22对应。误差系数a01、a02、a10、a11、a12、a20、a21、a22例如为高斯白噪声分布，也可以是其他分布，本发明实施例对此不做限制，此外，误差系数a01、a02、a10、a11、a12、a20、a21、a22的和为1。

此外，图4是以在图像处理时按照从左到右且从上到下的顺序处理图像中的各像素为例而定义的模板，但本发明实施例不限于此，当图像处理按照其他顺序处理各像素时，可以按照实际顺序定义模板，从而使得当前像素的误差扩散到其他未被处理的像素上，而不影响已经处理过的像素的像素值。例如，当按照从下到上的顺序处理图像时，该模板应该将误差系数对应到当前像素的上方的未被处理的像素的位置上；再例如，当按照从右到左的顺序处理图像时，该模板应该将误差系数对应到当前像素的左侧的未被处理的像素的位置上。

此外，预定模板还可以包括图4中示出的a1-2、a1-1、a2-2、a2-1等与当前像素A的下方的左侧的像素的位置对应的误差系数，也可以不包括这些误差系数，可以根据输入图像或者中间比特位深的中间图像的色彩分布来决定是否需要包括。

此外，图4中示出的预定模板包括了当前像素A的右侧两列和下侧两行的像素位置对应的误差系数，但本发明实施例不限于此。

在至少一个实施例中，所述多个误差系数分布在所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的位置上。例如，如图5所示，预定模板还可以仅包括当前像素A所在行的右侧若干列的像素位置对应的误差系数；如图6所示，预定模板还可以仅包括当前像素A所在列的下侧若干行的像素位置对应的误差系数。此外，图5和图6所示的模板均包含了多个误差系数，但本发明实施例不限于此，模板中也可以只包括一个误差系数，具体包括多少数量的误差系数可以根据实际情况进行确定，例如，如果待处理的图像的色彩分布为均匀渐变的颜色，那么可以设置较多的误差系数；如果待处理的图像的色彩分布为对比明显或色块比较分散的颜色，那么可以设置较少的误差系数；此外，如果对图像处理的时间要求比较苛刻，可以设置较少的误差系数，如果对图像处理的质量要求较高，可以设置较多的误差系数，等等，本发明实施例对此不作限制。此外，上面所述的“较多”“较少”等是预先设定的，可以根据经验设定，也可以根据相关技术设定，本发明实施例对此不作限制。

在至少一个实施例中，例如，在步骤109中，按照从左到右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差，将所述误差按照预定模板叠加至所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的像素值上。

下面以在步骤1091中按照从左到右且从上到下的顺序处理中间比特位深的中间图像的各像素为例对步骤1093中的误差扩散进行说明，但本发明实施例不以此为限制，本领域技术人员应知晓，本发明实施例的误差扩散还可以用于按照其他顺序处理图像的场景中。

例如，在图像处理时，在步骤1093中，对于当前像素A，可以将在步骤1092中计算出的Err分别与误差a01、a02、a10、a11、a12、a20、a21、a22相乘，并将相乘的结果叠加到对应位置的像素的像素值中，例如，以A01、A02、A10、A11、A12、A20、A21、A22分别表示对应像素的像素值，那么经过了步骤1093后的相应位置的像素的像素值分别为：A01+a01×Err、A02+a02×Err、A10+a10×Err、A11+a11×Err、A12+a12×Err、A20+a20×Err、A21+a21×Err、A22+a22×Err。

然后针对当前像素A的右侧第一位像素A01，其像素值变更为A01’=A01+a01×Err，在步骤1091中，像素A01经过第二映射曲线映射后的像素值例如为A01’’，在步骤1092中，像素A01对应的误差为Err_A01为A01’-((A01’’)<<dif_bit_dpth)，在步骤1093中，将误差Err_A01分别与模板中的各误差系数相乘后叠加到对应位置的像素的像素值中。

然后继续针对像素A01的右侧第一位像素，或者直到该行像素处理完毕，从下一行首位像素开始，继续执行步骤1091至步骤1093，直至所有像素处理完毕，从而得到输出图像。

在本发明实施例中，各像素可以共用一个预定模板，由此，能够提高计算速度，节省存储空间；各像素也可以使用不同的预定模板，由此，能够根据各像素的实际情况执行对应的误差扩散，提高压缩后的图像的画质；此外，还可以根据输入图像的颜色分布定义不同区域的像素所使用的预定模板，由此，能够根据图像的色彩分布执行误差扩散，进一步抑制压缩图像的band效应；等等，本发明实施例对此不作限制。

此外，在通过本发明实施例的图像处理方法对输入图像进行处理后，还可以对输出图像进行编码，压缩成码流进行传输。本发明实施例对如何进行编码不作限定，可以参考相关技术。

由此，在保证图像的主观视觉无损的情况下，相对于直接对原始输入图像进行编码压缩，由于输出图像被压缩了比特位深，编码输出的码流数据量更小，有利于采用精确的量化指标传输高质量图像码流，此外，还能够提升编码器的编码效率。

根据第一方面的实施例，通过两级映射曲线对图像进行压缩，能够减轻一次性压缩图像时产生的band效应。此外，由于逐级减小了图像的比特位深，相比于将输入图像直接压缩为期望的比特位深图像，可以减小图像处理的数据量，提高运算速度。

第二方面的实施例

本发明第二方面的实施例提供一种图像处理装置，该图像处理装置的原理与第一方面的实施例所述的图像处理方法相同，相同内容被合并于此。

如图7所示，图像处理装置700可以包括第一确定单元701、第二确定单元702、第一映射单元703、第三确定单元704和第二映射单元705。

第一确定单元701根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，所述中间比特位深的大小在所述第一比特位深与所述第二比特位深之间；第二确定单元702根据所述第一比特位深和所述中间比特位深确定第一映射曲线；第一映射单元703利用所述第一映射曲线将所述输入图像映射为中间比特位深的中间图像；第三确定单元704根据所述中间比特位深和所述第二比特位深确定第二映射曲线；第二映射单元705利用所述第二映射曲线将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像。

在至少一个实施例中，第二映射单元705逐像素计算所述中间图像的当前像素的第一像素值经过了所述第二映射曲线映射后的第二像素值；计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；按照预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述第二映射曲线映射的至少一个像素的像素值上。

在至少一个实施例中，所述预定模板为与所述当前像素对应的多个误差系数，所述多个误差系数按照高斯白噪声分布在所述至少一个像素的位置上，所述多个误差系数的和为1。

在至少一个实施例中，所述多个误差系数分布在所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的位置上；第二映射单元705按照从左至右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差；将所述误差按照所述预定模板叠加至所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的像素值上。

在至少一个实施例中，所述第一映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述中间比特位深的对应的最大的像素值，所述第一映射曲线的底点为原点，所述第一映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。

在至少一个实施例中，所述第一映射曲线为二阶分段贝塞尔曲线。

在至少一个实施例中，所述第二映射曲线的顶点的坐标为所述中间比特位深对应的最大的像素值和所述第二比特位深的对应的最大的像素值，所述第二映射曲线的底点为原点，所述第二映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。

在至少一个实施例中，第三确定单元704按照一定比例缩放所述第一映射曲线得到所述第二映射曲线。

在至少一个实施例中，如图7所示，图像处理装置700还可以包括编码单元706，编码单元706对第二映射单元705输出的输出图像进行编码而得到码流。本发明实施例对编码单元706如何进行编码不作限定，可以参考相关技术。

根据第二方面的实施例，通过两级映射曲线对图像进行压缩，能够减轻一次性压缩图像时产生的band效应。此外，由于逐级减小了图像的比特位深，相比于将输入图像直接压缩为期望的比特位深图像，可以减小图像处理的数据量，提高运算速度。

第三方面的实施例

本发明第三方面的实施例提供一种图像处理方法，图8是本发明第三方面的实施例的图像处理方法的一个示意图。

如图8所示，方法800可以包括：

步骤801：根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定映射曲线，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大；以及

步骤803：利用所述映射曲线和预定模板将所述输入图像映射为所述第二比特位深的输出图像，所述预定模板使所述输入图像的像素的在映射为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过映射的像素的像素值上。

由此，通过映射曲线对输入图像进行压缩，通过预定模板将对输入图像的像素降位深时产生的误差扩散到其他像素上，从而在压缩图像的同时抑制band效应。

在步骤801中，映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述第二比特位深对应的最大的像素值，所述映射曲线的底点为原点，所述映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。由此，在将输入图像按照映射曲线压缩时，能够保持所述输入图像的平均亮度基本不变。

例如，映射曲线可以是贝塞尔曲线，例如，映射曲线可以由二阶贝塞尔曲线构成，例如，映射曲线可以包括多段二阶贝塞尔曲线。此外，映射曲线也可以是自定义的S形曲线，本发明实施例对此不作限制。

在本实施例中，步骤801的实施方式与步骤103或者步骤107的实施方式类似，具体实施可以参考第一方面的实施例中对步骤103或者步骤107的说明，此处不再赘述。

此外，步骤803的实施方式与步骤109的实施方式类似，具体实施可以参考第一方面的实施例中对步骤109的说明，相同之处不再赘述。

在至少一个实施例中，如图9所示，步骤803可以包括：

步骤8031：逐像素计算所述输入图像的当前像素的第一像素值经过了所述映射曲线映射后的第二像素值；

步骤8032：计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；

步骤8033：按照所述预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述映射曲线映射的至少一个像素的像素值上。

由此，将对输入图像的像素降位深时产生的误差通过预定模板扩散到其他像素上，能够抑制band效应。

在步骤8031中，例如，当前像素的第一像素值为A，经过了映射曲线映射后，第二像素值为A’；在步骤8032中，误差Err可以表示为以下公式（2）：

Err = A-((A’)<<dif_bit_dpth) （2）。

其中，dif_bit_dpth表示2^(第一比特位深与第二比特位深的差)，例如，第一比特位深为10比特，第二比特位深为8比特，dif_bit_dpth为2^(10-8)=4；

<<表示左移，即，(A’)<<dif_bit_dpth表示将A’左移dif_bit_dpth位，例如，当dif_bit_dpth为4时，(A’)<<dif_bit_dpth表示将A’左移4位，从而成为10比特的数值。

在步骤8033中，对预定模板不做限制，例如，可以与第一方面的实施例中的预定模板类似；此外，步骤8033的实施方式与第一方面的实施例中的步骤1093的实施方式类似，可以参考步骤1093的实施，此处不再赘述。

在至少一个实施例中，所述预定模板包括与所述当前像素对应的多个误差系数，所述多个误差系数按照高斯白噪声分布在所述至少一个像素的位置上，所述多个误差系数的和为1。

在至少一个实施例中，所述多个误差系数分布在所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的位置上；例如，如图5所示，预定模板还可以仅包括当前像素A所在行的右侧若干列的像素位置对应的误差系数；如图6所示，预定模板还可以仅包括当前像素A所在列的下侧若干行的像素位置对应的误差系数。此外，图5和图6所示的模板均包含了多个误差系数，但本发明实施例不限于此，模板中也可以只包括一个误差系数，具体包括多少数量的误差系数可以根据实际情况进行确定。

在至少一个实施例中，例如，在步骤803中，按照从左到右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差；将所述误差按照所述预定模板叠加至所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的像素值上。

此外，在通过本发明实施例的图像处理方法对输入图像进行处理后，还可以对输出图像进行编码，压缩成码流进行传输，由此，在保证图像的主观视觉无损的情况下，相对于直接对原始输入图像进行编码压缩，由于输出图像被压缩了比特位深，编码输出的码流数据量更小，有利于采用精确的量化指标传输高质量图像码流，此外，还能够提升编码器的编码效率。

根据第三方面的实施例，通过映射曲线对输入图像进行压缩，通过预定模板将对输入图像的像素降位深时产生的误差扩散到其他像素上，从而在压缩图像的同时抑制band效应。进而能够高效地编码并能保证解码图像的主观视觉无损。

第四方面的实施例

本发明第三方面的实施例提供一种图像处理方法，图10是本发明第四方面的实施例的图像处理方法的一个示意图。

如图10所示，方法1000可以包括：

步骤1001：将第一比特位深的输入图像转换为第二比特位深的输出图像，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，其中，在进行转换时，利用预定模板将所述输入图像的像素的在转换为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过转换的像素的像素值上。

由此，通过预定模板将对输入图像的像素降位深时产生的误差扩散到其他像素上，从而在压缩图像的同时抑制band效应。

在步骤1001中，可以通过映射曲线将第一比特位深的输入图像压缩为第二比特位深的输出图像，例如，以与步骤801相同的实施方式进行压缩，具体可以参考第三方面的实施例，此处不再赘述。

此外，在步骤1001中，还可以通过将第一比特位深的输入图像的像素右移而压缩为第二比特位深的输出图像，例如，可以将输入图像的像素右移2^(第一比特位深与第二比特位深的差)位，例如，第一比特位深为10比特，第二比特位深为8比特，可以将输入图像的像素右移2^(10-8)位，即右移4位。

此外，还可以将映射曲线和右移结合起来对输入图像进行压缩，例如，先利用映射曲线将输入图像映射为中间图像，再利用右移将中间图像压缩为输出图像，或者，先利用右移将输入图像压缩为中间图像，在利用映射曲线将中间图像压缩为输出图像等。本发明实施例对将输入图像压缩为输出图像的方式不作限定，具体可以参考相关技术。

在至少一个实施例中，如图11所示，步骤1001可以包括：

步骤1011：逐像素计算所述输入图像的当前像素的第一像素值转换为所述输出图像的第二像素值；

步骤1012：计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；

步骤1013：按照所述预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过转换的至少一个像素的像素值上。

在步骤1011中，例如，当前像素的第一像素值为A，经过转换后，第二像素值为A’；在步骤1012中，误差Err可以表示为以下公式（3）：

Err = A-((A’)<<dif_bit_dpth) （3）。

在步骤1013中，对预定模板不做限制，例如，可以与第一方面的实施例中的预定模板类似；此外，步骤1013的实施方式与第一方面的实施例中的步骤1093的实施方式类似，可以参考步骤1093的实施，此处不再赘述。

在至少一个实施例中，例如，在步骤1001中，按照从左到右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差；将所述误差按照所述预定模板叠加至所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的像素值上。

根据第四方面的实施例，通过预定模板将对输入图像的像素降位深时产生的误差扩散到其他像素上，从而在压缩图像的同时抑制band效应。进而能够高效地编码并能保证解码图像的主观视觉无损。

第五方面的实施例

本发明第五方面的实施例提供一种图像处理装置，图12是本发明第五方面的实施例的图像处理装置的一个示意图。

如图12所示，图像处理装置1200包括确定单元1201和映射单元1202，确定单元1201根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定映射曲线，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大；映射单元1202利用所述映射曲线和预定模板将所述输入图像映射为所述第二比特位深的输出图像，所述预定模板使所述输入图像的像素的在映射为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过映射的像素的像素值上。

在至少一个实施例中，映射单元1202逐像素计算所述输入图像的当前像素的第一像素值经过了所述映射曲线映射后的第二像素值；计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；按照所述预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述映射曲线映射的至少一个像素的像素值上。

在至少一个实施例中，所述多个误差系数分布在所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的位置上；映射单元1202按照从左到右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差；将所述误差按照所述预定模板叠加至所述当前像素的右侧和/或下侧的一定范围内的所述至少一个像素的像素值上。

在至少一个实施例中，所述映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述第二比特位深对应的最大的像素值，所述映射曲线的底点为原点，所述映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。

在至少一个实施例中，如图12所示，图像处理装置1200还可以包括编码单元1203，编码单元1203对所述输出图像进行编码而得到码流。

根据第五方面的实施例，通过映射曲线对输入图像进行压缩，通过预定模板将对输入图像的像素降位深时产生的误差扩散到其他像素上，从而在压缩图像的同时抑制band效应。进而能够高效地编码并能保证解码图像的主观视觉无损。

本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面的实施例的图像处理方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的实施例的图像处理方法。

本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面的实施例的图像处理方法。

本发明实施例中，通过两级映射曲线对图像进行压缩，能够减轻一次性压缩图像时产生的band效应。此外，由于逐级减小了图像的比特位深，相比于将输入图像直接压缩为期望的比特位深图像，可以减小图像处理的数据量，提高运算速度。

本发明实施例在调试方法的各步骤中标注了各步骤的编号，但编号的顺序并不代表各步骤的执行顺序，各步骤的执行顺序可以根据实际情况任意组合，本发明实施例不以此为限制。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法包括：

根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，所述中间比特位深的值在所述第一比特位深的值与所述第二比特位深的值之间；

根据所述第一比特位深和所述中间比特位深确定第一映射曲线，所述第一映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述中间比特位深对应的最大的像素值，所述第一映射曲线的底点为原点，所述第一映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称；

利用所述第一映射曲线将所述输入图像映射为中间比特位深的中间图像；

根据所述中间比特位深和所述第二比特位深确定第二映射曲线；

利用所述第二映射曲线将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像。

2.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，

将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像的步骤包括：

逐像素计算所述中间图像的当前像素的第一像素值经过了所述第二映射曲线映射后的第二像素值；

计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；

按照预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述第二映射曲线映射的至少一个像素的像素值上，所述预定模板包括与所述当前像素对应的多个误差系数，所述多个误差系数按照随机分布的方式分布在所述至少一个像素的位置上，所述多个误差系数的和为1。

3.根据权利要求2所述的图像处理方法，其特征在于，

所述多个误差系数分布在所述当前像素的右侧和/或下侧的多行和/或多列的所述至少一个像素的位置上；

在将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像的步骤中，按照从左到右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差；

将所述误差按照所述预定模板叠加至所述当前像素的右侧和/或下侧的所述多行和/或所述多列的所述至少一个像素的像素值上。

4.根据权利要求1所述的图像处理方法，其特征在于，

所述第一映射曲线由二阶贝塞尔曲线构成。

5.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像处理方法，其特征在于，

所述第二映射曲线的顶点的坐标为所述中间比特位深对应的最大的像素值和所述第二比特位深的对应的最大的像素值，所述第二映射曲线的底点为原点，所述第二映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。

6.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像处理方法，其特征在于，

所述第二映射曲线由所述第一映射曲线按照比例缩放得到，其中，所述第二映射曲线的横坐标由所述第一映射曲线的横坐标按照N/M的比例缩放得到，所述第二映射曲线的纵坐标由所述第一映射曲线的纵坐标按照L/N的比例缩放得到，N表示所述中间比特位深对应的最大的像素值，M表示所述第一比特位深对应的最大的像素值，L表示所述第二比特位深对应的最大的像素值。

7.根据权利要求1至3中的任意一项所述的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法还包括：

对所述输出图像进行编码而得到码流。

8.一种图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法包括：

根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定映射曲线，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大；以及

利用所述映射曲线和预定模板将所述输入图像映射为所述第二比特位深的输出图像，所述预定模板使所述输入图像的像素的在映射为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过映射的像素的像素值上，

其中，将所述输入图像映射为所述输出图像的步骤包括：

逐像素计算所述输入图像的当前像素的第一像素值经过了所述映射曲线映射后的第二像素值；

计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；

按照所述预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述映射曲线映射的至少一个像素的像素值上，所述预定模板包括与所述当前像素对应的多个误差系数，所述多个误差系数按照随机分布的方式分布在所述至少一个像素的位置上，所述多个误差系数的和为1。

9.根据权利要求8所述的图像处理方法，其特征在于，

在将所述输入图像映射为所述输出图像的步骤中，按照从左到右且从上到下的顺序逐像素计算所述误差；

10.根据权利要求8或9所述的图像处理方法，其特征在于，

所述映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述第二比特位深对应的最大的像素值，所述映射曲线的底点为原点，所述映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称。

11.根据权利要求8或9所述的图像处理方法，其特征在于，所述图像处理方法还包括：

对所述输出图像进行编码而得到码流。

12.一种图像处理装置，其特征在于，所述图像处理装置包括：

第一确定单元，其根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定中间比特位深，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大，所述中间比特位深的大小在所述第一比特位深与所述第二比特位深之间；

第二确定单元，其根据所述第一比特位深和所述中间比特位深确定第一映射曲线，所述第一映射曲线的顶点的坐标为所述第一比特位深对应的最大的像素值和所述中间比特位深对应的最大的像素值，所述第一映射曲线的底点为原点，所述第一映射曲线关于顶点和底点的连线的中点中心对称；

第一映射单元，其利用所述第一映射曲线将所述输入图像映射为中间比特位深的中间图像；

第三确定单元，其根据所述中间比特位深和所述第二比特位深确定第二映射曲线；

第二映射单元，其利用所述第二映射曲线将所述中间比特位深的中间图像映射为所述第二比特位深的输出图像。

13.一种图像处理装置，其特征在于，所述图像处理装置包括：

确定单元，其根据输入图像的第一比特位深和期望的第二比特位深确定映射曲线，所述第一比特位深的值比所述第二比特位深的值大；以及

映射单元，其利用所述映射曲线和预定模板将所述输入图像映射为所述第二比特位深的输出图像，所述预定模板使所述输入图像的像素的在映射为所述输出图像的像素时产生的误差扩散到位于所述像素周围的其他未经过映射的像素的像素值上，

所述映射单元逐像素计算所述输入图像的当前像素的第一像素值经过了所述映射曲线映射后的第二像素值；计算所述第一像素值与所述第二像素值的误差；按照所述预定模板将所述误差叠加到所述当前像素的周围的未经过所述映射曲线映射的至少一个像素的像素值上，所述预定模板包括与所述当前像素对应的多个误差系数，所述多个误差系数按照随机分布的方式分布在所述至少一个像素的位置上，所述多个误差系数的和为1。

14.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至11中任一项所述的图像处理方法。

15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11中任一项所述的图像处理方法。