CN1229758C - 正交变换图像的分辨率变换装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种分辨率变换装置具有用来输入图像的纵向和横向变化比例的纵向和横向变化比例输入装置(101)，低频正交变换块提取装置(103)，用来从存储着经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器(102)中仅仅提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区，分辨率变换装置(104)，用来执行分辨率变换，由N个低频正交变换块产生M个正交变换块，以及正交变换块存储装置(105)，用来将分辨率变换后的M个正交变换块存储在变换后正交变换图像存储器(106)中。

Description

正交变换图像的分辨率变换装置和方法

本发明涉及在正交变换系数层上将一种分辨率的压缩图像变换成不同分辨率的压缩图像的一种装置和方法。

近年来已经出现了大量采用DCT(离散余弦变换)的图像压缩技术。例如用于CCITT(Comite Consultatif Internationable Telegraphique ExpertGroup)电视会议的H.261运动图像编码，ISO(国际标准化组织)的MPEG(Moving Picture Expert Group)运动图像编码，ISO和CCITT的JPEG(Joint Photographic Expert Group)静止图像编码等等。

一般来说，为了变换离散余弦变换图像的分辨率，对需要变换图像分辨率的图像就要采用反DCT(IDCT)并且执行淡化(thinning-out)处理将图像恢复成没有压缩的状态，然后再次执行DCT。

然而，分辨率变换方法中除了分辨率变换处理之外还需要DCT和反DCT的图像处理，因而无法实现高速处理。高速变换离散余弦变换图像的分辨率的应用在未来是必要的，例如按比例缩小在数字广播(MPEG)中接收的多个节目图像并且在一个屏幕上显示多个节目的节目图像草图功能。

在JP-A-8-180194中公开了一例高速变换图像分辨率的方法。如图1所示，在JP-A-8-180194的方法中，通过可变长度解码装置和逆量化装置将图像代码数据解码成正交变换系数数据，在正交变换系数层上用变换系数组合装置从两个以上(n个)变换系数块产生一个变换系数块，并且用量化装置和可变长度编码装置再次为正交变换系数数据进行编码，从而变换数据的分辨率，这样就能在正交变换系数层上获得高速变换分辨率的效果，不需要正交变换和正交反变换的图像处理。

以图25中所示为例，作为在正交变换系数层上变换分辨率的一种方法，其中的一个正交变换块是由2×2正交变换块(在纵向和横向方向上都缩小到一半)计算出来的。

在以下的说明中，正交(反)变换采用具有八行和八列的二维DCT(IDCT)，并且将具有A行和B列的DCT系数构成的一块定义为A×B DCT块，将具有A行和B列的一个未压缩块定义为A×B未压缩块，而将具有A行和B列的二维DCT(IDCT)定义为DCT A×B(IDCT A×B)。用来从2×2个8×8DCT块产生一个8×8DCT块的变换矩阵是按照以下方法计算的：

1.对2×2个8×8DCT块执行IDCT，恢复成16×16个未压缩块。

2.对16×16个未压缩块执行DCT16×16，产生16×16个DCT块。

3.在变换之后将16×16个DCT块的低频8×8DCT区域当作8×8个DCT块。

4.计算出用来直接执行计算步骤1到3的一个变换矩阵。

一般来说，可以用矩阵算式来代表DCT(IDCT)计算，因而仍然可以计算出上述的变换矩阵。这样就能在DCT系数层上实现分辨率变换。

然而，在有关的现有技术中，分辨率变换程序是在分辨率变换之前用所有的正交变换系数执行的，这样，为了响应纵向和横向的变化比例来执行分辨率变化，就会产生计算量增加的问题。

分辨率变换的变换矩阵或变换表达式必须是响应纵向和横向的变化比例来产生的；这是一个问题。

还没有人设计出响应纵向和横向的变化比例来执行一维正交变换块的分辨率变换的方法。

为了利用正交矩阵来执行分辨率变换的矩阵计算，提出了一种对找到的正交变换块的偶数编号系数采用正交变换特点的加速方法，但是没有提出关于奇数编号系数的方法。

为了同时用多种分辨率产生正交变换块，通常是响应纵向和横向变化比例来产生变换矩阵，并且单独执行分辨率变换处理。

一般来说，图像压缩和解压缩是执行逆量化和量化处理，但是迄今为止还没有人设计出包含量化的分辨率变换方法。

包含量化的分辨率变换的变换表达式必须是响应纵向和横向的变化比例而产生的；这是一个问题。

为了同时产生具有多种分辨率的正交变换块，迄今为止还没有人设计出包含量化的分辨率变换方法。

为了解决这些问题，在本发明中，首先仅仅提取需要进行分辨率变换的正交变换块的低频区并且执行分辨率变换处理。这样就能在响应纵向和横向变化比例执行分辨率变换时产生抑制计算量增加的效果。

其次，将对应着所有纵向和横向变化比例的变换矩阵或变换表达式预先存储在非易失性存储器中。这样就能够在响应纵向和横向变化比例而产生各种分辨率变换的变换矩阵或变换表达式时产生能够减少处理的效果。

第三，如果一个图像是由横向上的一维正交变换块组成的，就在纵向上在正交变换块中间执行平均处理或淡化处理的分辨率变换，然后在横向上在正交变换块中执行分辨率变换。这样就能产生能够在纵向和横向的二维方向上对一维正交变换块执行分辨率变换的效果。

第四，在一维正交变换中，利用正交变换的性质计算出分辨率变换之后的正交变换块的偶数和奇数项系数。在二维正交变换中，利用正交变换的性质计算出分辨率变换之后的正交变换块的(偶数行，偶数列)，(偶数行，奇数列)，(奇数行，偶数列)以及(奇数行，奇数列)的系数。这样就能产生改进分辨率变换计算程序的效果。

第五，为了同时产生多种分辨率的正交变换块，为每一种分辨率变换处理产生的中间信息数据被用于另一种分辨率变换处理。这样就能产生改进分辨率变换处理和分辨率变换后的图像质量的效果。

第六，将正交变换块在分辨率变换前、后的量化值和量化矩阵作为输入，并且在分辨率变换处理的同时还要执行再量化。这样就能产生改进还包含量化在内的整体的分辨率变换计算效率的效果。

第七，为了执行包含量化的分辨率变换，变换表达式的常数部分与一个缺省量化矩阵的系数比例的乘积被存储在对应着所有纵向和横向变化比例的非易失性存储器中。这样产生的效果是能够消除响应纵向和横向变化比例而产生包含量化的变换表达式的处理过程。

第八，为了从具有相同量化值的多个正交变换块产生具有多种分辨率的正交变换块，将为了一种分辨率变换处理产生的量化后的中间信息数据用于另外一种分辨率变换处理。这样就能产生改进还包含量化在内的整体的分辨率变换计算效率的效果。

图1表示本发明第一实施例的分辨率变换装置的结构框图；

图2是用来描述DCT后的频率特性的示意图；

图3是用来表示代表分辨率变换前、后的正交变换块数量和响应纵向和横向变化比例提取的低频区的信息示意图；

图4是表示本发明第一实施例的分辨率变换装置的处理的示意图；

图5是用来说明4×4DCT基本矢量和8×8DCT基本矢量的特性的示意图；

图6是用来说明4×4DCT基本矢量和8×8DCT基本矢量的特性的示意图；

图7是用来说明本发明第一实施例的分辨率变换表达式的示意图；

图8是用来说明本发明第一实施例的4:1:1到4:2:0变换加上纵向和横向1/2分辨率变换示意图；

图9是表示本发明第一实施例的分辨率变换装置的工作原理流程图；

图10是用来说明在本发明第二实施例中由一维正交变换块组成的一个图像的分辨率变换示意图；

图11表示本发明第二实施例的分辨率变换装置的结构框图；

图12是用来说明本发明第二实施例中在纵向上的分辨率变换；

图13是表示本发明第二实施例的分辨率变换装置的工作原理流程图；

图14表示本发明第三实施例的分辨率变换装置的结构框图；

图15是用来说明用不同的分辨率分别产生图像的处理过程的示意图；

图16是用来说明在本发明第三实施例中同时用不同的分辨率产生图像的处理过程是示意图；

图17表示本发明第三实施例的分辨率变换装置的结构框图；

图18是表示本发明第三实施例的分辨率变换装置的工作原理流程图；

图19表示本发明第四实施例的分辨率变换装置的结构框图；

图20是示意图，用来说明包含量化和逆量化的分辨率变换；

图21是用来说明执行量化和逆量化的方法的示意图；

图22是用来说明在本发明第四实施例的分辨率变换过程中的再量化示意图；

图23是用来说明在本发明第四实施例中用再量化同时产生多种不同分辨率的图像的示意图；

图24是表示本发明第四实施例的分辨率变换装置的工作原理的流程图；

图25是用来说明现有技术的分辨率变换处理过程的示意图；

图26是用来说明在MPEG中采用的正交变换块的一种之字形扫描技术的示意图；

图27是用来说明在本发明第一实施例中采用正交变换块的之字形扫描技术时面临的问题的示意图；

图28是用来说明在本发明第一实施例中采用正交变换块的之字形扫描技术时面临的问题的一种解决方案的示意图；以及

图29表示在本发明第四实施例的分辨率变换处理中用来执行再量化的一种结构框图。

[说明书附图中的符号]

101，1101，1401，1701，1901纵向和横向变化比例输入装置

102，1102，1402，1702，1902变换前正交变换图像存储器

103，1103，1403，1703，1903低频正交变换块提取装置

104，1704，1906分辨率变换装置

105，1106，1407，1706，1907正交变换块存储装置

106，1107，1408，1707，1908变换后正交变换图像存储器

1104第一分辨率变换装置

1105第二分辨率变换装置

1404第三分辨率变换装置

1405中间数据临时存储器

1406第四分辨率变换装置

1705正交变换图像临时存储器

1904量化值输入装置

1905量化矩阵输入装置

图1

101纵向和横向变化比例输入装置

102变换前正交变换图像存储器

103低频正交变换块提取装置

104分辨率变换装置

105正交变换块存储装置

106变换后正交变换图像存储器

图2

A.亮度值

B.水平方向

C.垂直方向

D.DCT执行

E.低频成分

F.DCT系数

G.水平方向

H.高频成分

I.垂直方向

图3

变化比例

正交变换块的数量

提取区

变换后正交变换块的数量

图4

A.四个8×8DCT块

B.IDCT 4×4(四次)

C.8×8来压缩块

D.8×8DCT块

E.直接变换

图5

A.4×4基本矢量

B.8×8基本矢量(T88的偶数行)

C相同

D.相对符号

图6

A.4×4基本矢量

B.8×8基本矢量(T88的偶奇数行)

C.相对于线的对称

D.相对于点的对称

图7

A.四个8×8DCT块

B.4×4低频成分提取

C.四个4×4DCT块

D.分辨率变换

E.(奇数行，偶数列)

F.(奇数行，奇数列)

G.(偶数行，偶数列)

H.(偶数行，奇数列)

图8

A.纵向1/2，横向1/2分辨率变换

4:1:1-4:2:0变换

B.Y的变换：正常的纵向1/2和横向1/2分辨率变换

U，V的变换：纵向1/4分辨率变换(见以下)

C.2×8DCT区提取

E.IDCT2×8(四次)

F.8×8未压缩块

G.8×8DCT块

H.直接变换

图9

开始

901输入纵向和横向变化比例

902计算N

903计算M

904计算变换矩阵(变换表达式)

905保存在存储器中

906提取低频区

907执行分辨率变换

908存储正交变换块

909一帧结束

结束

图10

A.横向的一维正交变换块

B.分辨率变换前的图像

C.纵向1/2和横向1/2的分辨率变换

D.横向的一维正交变换块

E.分辨率变换后的图像

图11

1101纵向和横向变化比例输入装置

1102变换前正交变换图像存储器

1103低频正交变换块提取装置

1104第一分辨率变换装置

1105第二分辨率变换装置

1106正交变换块存储装置

1107变换后正交变换图像存储器

图12

缩小到三分之一

(平均化处理)(淡化处理)

DCT块的平均值

低频正交变换块

图13

开始

1301输入纵向和横向变化比例

1302计算N

1303计算L

1304计算M

1305计算变换矩阵(变换表达式)

1306保存在存储器中

1307提取低频区

1308执行纵向的分辨率变换

1309执行横向的分辨率变换

1310存储正交变换块

1311一帧结束？

结束

图14

1401纵向和横向变化比例输入装置

1402变换前正交变换图像存储器

1403低频正交变换块提取装置

1404第三分辨率变换装置

1405中间数据临时存储器

1406第四分辨率变换装置

1407正交变换块存储装置

1408变换后正交变换图像存储器

图15

A.2×2低频区

B.4×4低频区

C.16个8×8DCT块

D.提取16个4×4低频成分

  提取16个2×2低频成分

E.分四次执行纵向1/2和横向1/2分辨率变换

F.四个8×8DCT块

G.一次执行纵向1/4和横向1/4分辨率变换

H.一个8×8DCT块

图16

A.4×4低频区

B.16个8×8DCT块

C.提取16个4×4低频成分

D.分四次执行纵向1/2和横向1/2分辨率变换

E.中间数据

F.四个8×8DCT块

G.一次执行纵向1/2和横向1/2分辨率变换

H.四个4×4低频成分

I.一个8×8DCT块

J.4×4低频区

K.16个8×8DCT块

L.提取16个4×4低频成分

M.分四次执行纵向1/2和横向1/2分辨率变换

N.中间数据

O.四个8×8DCT块

P.一次执行纵向1/4和横向1/4分辨率变换

Q.{系数和，差}

R.一个8×8DCT块

图17

1701纵向和横向变化比例输入装置

1702变换前正交变换图像存储器

1703低频正交变换块提取装置

1704分辨率变换装置

1705正交变换图像临时存储器

1706正交变换块存储装置

1707变换后正交变换图像存储器

图18

开始

1801输入纵向和横向变化比例

1802计算N

1803计算M

1804计算L

1805计算变换矩阵(变换表达式)

1806保存在存储器中

1807提取低频区

1808执行分辨率变换A

1809存储中间数据

1810执行分辨率变换B

1811存储正交变换块

1812一帧结束？

结束

图19

1901纵向和横向变化比例输入装置

1902变换前正交变换图像存储器

1903低频正交变换块提取装置

1904量化值输入装置

1905量化矩阵输入装置

1906分辨率变换装置

1907正交变换块存储装置

1908变换后正交变换图像存储器

图20

分辨率变换前的量化DCT块->逆量化->分辨率变换->量化->分辨率变换后的量化DCT块

图21

(执行量化和逆量化的方式)

<DC成分>

量化：量化前的DC成分系数/常数(例如8)

逆量化：量化后的DC成分系数/常数(例如8)

<AC成分>

A>量化值Q

B.量化矩阵

C.量化前的DCT块

D.量化

E.逆量化

F.量化后的DCT块

图22

A.量化值

B.纵向1/2和横向1/2分辨率变换

C.四个8×8DCT块

D.8×8DCT块

E.如图7所示

F.纵向1/2和横向1/2分辨率变换

G.四个8×8DCT块

H.8×8DCT块

I.如图7所示

图23

A.量化值

B.纵向1/2和横向1/2分辨率变换

C.16个8×8DCT块

D.四个8×8DCT块

E.纵向1/2和横向1/2分辨率变换

F.8×8DCT块

图24

开始

2401输入纵向和横向变化比例

2402输入量化矩阵

2403计算N

2404计算M

2405计算变换矩阵表达式

2406保存在存储器中

2407提取低频区

2408输入量化值

2409执行分辨率变换

2411存储DCT块

2412一帧结束？

结束

图25

A.四个8×8DCT块

B.IDCT 8×8(四次)

C.四个8×8未压缩块

D.16×16DCT块

E.8×8低频提取

F.直接变换

图26

之字形扫描

图27

A.分辨率变换不需要的系数

B.分辨率变换不需要的系数

图29

2901系数计算装置

2902DC成分计算装置

2903AC成分计算装置

2904常数项变更装置

2905量化值比例产生装置

2906常数项计算1装置

2907常数项1存储器

2908常数项1存储器

2909常数项计算2装置

2910量化值比例乘法运算1装置

2911量化值比例1存储器

2912量化值比例2存储器

2913量化值比例乘法运算2装置

2914求和装置

(第一实施例)

在本发明的第一实施例中，有一个仅仅提取需要分辨率变换的正交变换块的低频区，并且执行分辨率变换处理的装置，利用正交变换的特性高速计算正交变换块的系数的装置，以及利用非易失性存储器高速执行分辨率变换处理的装置。

在图1中，正交变换图像的分辨率变换装置包括用来输入图像的纵向和横向变化比例的纵向和横向变化比例输入装置101，低频正交变换块提取装置103，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置101输入的纵向和横向变化比例来确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且从用来存储经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器102中仅仅提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区，分辨率变换装置104，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置101输入的纵向和横向变化比例确定在分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量M，并且执行分辨率变换，由低频正交变换块提取装置103提取的N个低频正交变换块产生M个正交变换块，以及正交变换块存储装置105，用来将分辨率变换装置104产生的M个正交变换块存储在用来存储经历分辨率变换后的正交变换图像的变换后正交变换图像存储器106中。

正交变换包括在一维方向上将多个象素组成的一个块变换成频率成分的一维正交变换，以及在二维方向上将多个象素组成的一个块变换成频率成分的二维正交变换。在JPEG，MPEG等等当中，正交变换采用了用来计算水平方向上八个象素和垂直方向上八个象素的象素之间关系的二维DCT8×8。在以下的说明中采用二维DCT8×8。

如图2所示，如果对一个未压缩的二维图像执行DCT，在DCT之后就会产生朝着低频区积聚能量的特性。低频正交变换块提取装置103确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且响应从纵向和横向变化比例输入装置101输入的纵向和横向变化比例来提取这一低频区。

确定的方法如下：利用图3的表找到对应着纵向和横向变化比例的正交变换块的数量(在纵向上是V块，横向上是H块)和各自的提取区(在纵向上是v个象素，横向上是h个象素)，并且确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N＝V*H和需要提取的低频区v×h。

例如，为了在纵向和横向上都缩小到一半，正交变换块的数量是V＝2和H＝2，而提取区是v＝4和h＝4，这样就要提取2×2个(四个)8×8DCT块的4×4低频区。

分辨率变换装置104使用由低频正交变换块提取装置103提取的低频正交变换块在DCT系数层上执行分辨率变换，并且产生M个正交变换块。确定M的方法如下：利用图3的表找到对应着纵向和横向变化比例的变换后的正交变换块的数量(在纵向上是V1块，横向上是H1块)，并且计算M＝V1*H1。例如，为了在纵向和横向上都缩小到一半，变换后的正交变换块数量变成了V1＝1和H1＝1，因此，M＝1×1(一块)。

以下用图4所示的四个8×8DCT块被缩小成一个8×8DCT块为例来讨论在DCT系数层上的分辨率变换方法。首先根据四个8×8DCT块的4×4低频区计算出8×8个未压缩块。用x表示代表4×4低频区的矩阵，用y表示代表8×8未压缩块的矩阵，并且用IT44代表IDCT4×4的变换矩阵，就得到了以下的表达式(1)：

$\left[Y\right]=\left[\begin{array}{cc}\mathrm{IT}44& 0\\ 0& \mathrm{IT}44\end{array}\right]\left[X\right]\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{IT}44}^T& 0\\ 0& {\mathrm{IT}44}^T\end{array}\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

其中的AT代表一个矩阵A的移项。

接着根据8×8个未压缩块计算出8×8DCT块。用T88表示8×8个未压缩块的矩阵，得到以下的表达式(2)：

       [Z]＝[T88][Y][T88^T]……(2)

$\left[Z\right]=\left[T88\right]\left[\begin{array}{cc}\mathrm{IT}44& 0\\ 0& \mathrm{IT}44\end{array}\right]\left[X\right]\begin{array}{}\end{array}\left[\begin{array}{cc}{\mathrm{IT}44}^T& 0\\ 0& {\mathrm{IT}44}^T\end{array}\right]\left[{T88}^T\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(3\right)$

如果将表达式(1)和(2)合在一起，就得到表达式(3)，而T88和T44是常数矩阵，这样就找到了从四个4×4低频区(x)直接产生8×8DCT块(z)的表达式。

由于表达式(3)中的T88和IT44是常数矩阵，并且矩阵X左侧和右侧的矩阵可以预先一起计算，就能直接通过两次8×8矩阵计算从四个8×8DCT块计算出8×8未压缩块(z)。由于两次8×8矩阵计算相当于DCT8×8的计算量，表达式(3)的处理速度比图4中顺序执行的处理速度要高。

为了在纵向和横向上将四×四个8×8DCT块都缩小到四分之一，也是提取四×四个8×8DCT块的2×2低频区，这样就能以表达式(3)同样的计算量在纵向和横向上执行1/4分辨率变换，不会随着纵向和横向变化比例而增加计算量。

$\left[{\mathrm{IT}44}^T\right]=\left[\begin{array}{cccc}{C}_4\left(0\right)& C_4\left(0\right)& C_4\left(0\right)& C_4\left(0\right)\\ C_4\left(1\right)& C_4\left(3\right)& C_4\left(5\right)& C_4\left(7\right)\\ C_4\left(2\right)& C_4\left(6\right)& C_4\left(10\right)& C_4\left(14\right)\\ C_4\left(3\right)& C_4\left(9\right)& C_4\left(15\right)& C_4\left(21\right)\end{array}\right]$

$\left[T88\right]=\left[\begin{array}{cccccccc}{C}_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)& C_8\left(0\right)\\ C_8\left(1\right)& C_8\left(3\right)& C_8\left(5\right)& C_8\left(7\right)& C_8\left(9\right)& C_8\left(11\right)& C_8\left(13\right)& C_8\left(15\right)\\ C_8\left(2\right)& C_8\left(6\right)& C_8\left(10\right)& C_8\left(14\right)& C_8\left(18\right)& C_8\left(22\right)& C_8\left(26\right)& C_8\left(30\right)\\ C_8\left(3\right)& C_8\left(9\right)& C_8\left(15\right)& C_8\left(21\right)& C_8\left(27\right)& C_8\left(33\right)& C_8\left(39\right)& C_8\left(45\right)\\ C_8\left(4\right)& C_8\left(12\right)& C_8\left(20\right)& C_8\left(28\right)& C_8\left(36\right)& C_8\left(44\right)& C_8\left(52\right)& C_8\left(60\right)\\ C_8\left(5\right)& C_8\left(15\right)& C_8\left(25\right)& C_8\left(35\right)& C_8\left(45\right)& C_8\left(55\right)& C_8\left(65\right)& C_8\left(75\right)\\ C_8\left(6\right)& C_8\left(18\right)& C_8\left(30\right)& C_8\left(42\right)& C_8\left(54\right)& C_8\left(66\right)& C_8\left(78\right)& C_8\left(90\right)\\ C_8\left(7\right)& C_8\left(21\right)& C_8\left(35\right)& C_8\left(49\right)& C_8\left(63\right)& C_8\left(77\right)& C_8\left(91\right)& C_8\left(105\right)\end{array}\right]$ …(4)

$C_4\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}A0*\cos (\mathrm{x\&pi;}/8):x=0\\ A1*\cos (\mathrm{x\&pi;}/8):x\&NotEqual;0\end{array}\right\},$ $C_8\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}B0*\cos (\mathrm{x\&pi;}/16):x=0\\ B1*\cos (\mathrm{x\&pi;}/16):x\&NotEqual;0\end{array}\right\}$

表达式(4)代表表达式(3)中的T88和IT44T矩阵(表达式(4)中的A0，A1，B0和B1是常数)，其中的行叫做DCT4×4基本矢量和DCT8×8基本矢量。四个DCT4×4基本矢量或八个DCT8×8基本矢量是彼此正交的，其内部产物等于零。

如果将DCT4×4基本矢量的元素和对应着T88的偶数行的四个DCT8×8基本矢量表示在水平轴上，而将元素值表示在垂直轴上，就会得到图5所示的波形。从图5中可见，在T88的偶数行上的DCT8×8基本矢量的前四个元素的波形与四个DCT4×4基本矢量的波形是相同的。

因此，如果将DCT4×4基本矢量(a0，a1，a2，a3)表示成一个DCT4×4基本扩展1矢量(a0，a1，a2，a3，0，0，0，0)，T88的偶数行上的四个DCT8×8基本矢量和四个DCT4×4基本扩展1矢量就变成了相同的矢量或是正交的矢量，而正交时的内部产物等于零。

从图5可见，T88的偶数行上的DCT8×8基本矢量的后四个元素波形与四个DCT4×4基本矢量的波形相同或者是符号相反。因此，如果将DCT4×4基本矢量(a0，a1，a2，a3)表示成一个DCT4×4基本扩展2矢量(0，0，0，0，a0，a1，a2，a3)，T88的偶数行上的四个DCT8×8基本矢量和四个DCT4×4基本扩展2矢量就变成了相同的矢量，符号相反的矢量，或是正交的矢量，而正交时的内部产物等于零。

T88的偶数行上的DCT8×8基本矢量和DCT4×4基本扩展1矢量(a0，a1，a2，a3，0，0，0，0)的内部产物变成相同的值，而T88的偶数行上的DCT8×8基本矢量和DCT4×4基本扩展2矢量(0，0，0，0，a0，a1，a2，a3)的内部产物变成了负值。

从图6中可以看出这一点。如果把DCT4×4基本矢量的元素表示在水平轴上，并且将元素值表示在垂直轴上，矢量就变成了相对于一点或是一条轴线对称的情况，如图6所示。

另一方面，如果将DCT8×8基本矢量的元素表示在水平轴上，而将其元素值表示在垂直轴上，矢量就变成了相对于一点为轴对称的情况。因此，相对于一点对称的DCT8×8基本矢量和相对于一条线对称的DCT4×4基本扩展1矢量的内部产物就变成了DCT8×8基本矢量和DCT4×4基本扩展2矢量的内部产物的负值。

相对于一点对称的DCT8×8基本矢量和相对于一个点对称的DCT4×4基本扩展1矢量的内部产物与DCT8×8基本矢量和DCT4×4基本扩展2矢量的内部产物变成了相同的值。

结果，如以下的表达式(5)中的矩阵T中所示，在表达式(3)中X左侧的矩阵中，除了相同矢量的内部产物之外，关于偶数行的任何其它产物都变成了零，并且包含关于奇数行的具有相同绝对值的四个项(αi是常数)：

$\left[T\right]$ $=\left[T88\right]\left[\begin{array}{cc}\mathrm{IT}44& 0\\ 0& \mathrm{IT}44\end{array}\right]$

$\left[T\right]=\left[\begin{array}{cccccccc}4A0B0& 0& 0& 0& 4A0B0& 0& 0& 0\\ \mathrm{\&alpha;}1& \mathrm{\&alpha;}2& \mathrm{\&alpha;}3& \mathrm{\&alpha;}4& -\mathrm{\&alpha;}1& \mathrm{\&alpha;}2& -\mathrm{\&alpha;}3& \mathrm{\&alpha;}4\\ 0& A1B1& 0& 0& 0& -A1B1& 0& 0\\ \mathrm{\&alpha;}5& \mathrm{\&alpha;}6& \mathrm{\&alpha;}7& \mathrm{\&alpha;}8& -\mathrm{\&alpha;}5& \mathrm{\&alpha;}6& -\mathrm{\&alpha;}7& \mathrm{\&alpha;}8\\ 0& 0& A1B1& 0& 0& 0& A1B1& 0\\ \mathrm{\&alpha;}9& \mathrm{\&alpha;}10& \mathrm{\&alpha;}11& \mathrm{\&alpha;}12& -\mathrm{\&alpha;}9& \mathrm{\&alpha;}10& -\mathrm{\&alpha;}11& \mathrm{\&alpha;}12\\ 0& 0& 0& A1B1& 0& 0& 0& -A1B1\\ \mathrm{\&alpha;}13& \mathrm{\&alpha;}14& \mathrm{\&alpha;}15& \mathrm{\&alpha;}16& -\mathrm{\&alpha;}13& \mathrm{\&alpha;}14& -\mathrm{\&alpha;}15& \mathrm{\&alpha;}16\end{array}\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(5\right)$

如果用表达式(5)找到表达式(3)中的矩阵Z，可以用矩阵X的四个系数和常数的和(差)的产物计算出偶数行，奇数列的各个元素，用(四个系数和常数的和(差)的产物)*4倍并且求和计算出偶数行，奇数列和奇数行，偶数列的各个元素，并且用(四个系数和常数的和(差)的产物)*16倍并且求和计算出奇数行，奇数列的各个元素，如图7所示。

这样，与两个8×8矩阵的计算量相比，就有可能以极高的速度执行处理。进而，按照DCT的蝶形计算，矩阵X的四个系数的求和或是两个系数求和的结果也能有效地用来高速计算偶数行，偶数列，偶数行，奇数列，奇数行，偶数列以及奇数行，奇数列的元素。

在MPEG中对正交变换块量化和编码时，是采用图26所示的之字形扫描技术按照从低频成分开始的顺序为块编码。例如图27所示，对于采用之字形扫描技术的MPEG编码来说，为了在纵向和横向上都缩小到一半，为了找到需要分辨率变换的四个正交变换块的4×4个低频区，还要找出不需要分辨率变换的区内的系数。

如图28所示，正交变换块假设是超出了4×4低频区，在之字形扫描技术所安排的系数和后续系数是零，并且也可以存储在变换前正交变换图像存储器102中。在这种情况下，分辨率变换装置104忽略在4×4低频区中对假设为零的系数的计算，这样就能提高分辨率变换的处理速度。

这种分辨率变换装置也可以用于对4:1:1格式图像执行分辨率变换，变换成4:2:0格式图像的情况。图8表示4:1:1格式图像变换成4:2:0格式图像，并同时执行纵向和横向1/2分辨率变换的情况。在图8中，可以在表达式(3)中计算Y(亮度)的变换。U，V(色差)的变换可以在一个纵向1/4分辨率变换的表达式中计算，因为要执行纵向1/2和横向1/2的分辨率变换和纵向1/2和横向二倍的4:1:1到4:2:0格式变换。纵向1/4的分辨率变换表达式是以下的表达式(6)，也就是首先对纵向布置的四个8×8DCT块的2×8DCT区执行IDCT2×8，计算出一个8×8未压缩块，接着执行DCT8×8，计算出一个8×8DCT块。

表达式(6)中的矩阵X是代表纵向的四个8×8DCT块的2×8个低频区的一个矩阵，而矩阵Z是代表变换后的8×8DCT块的一个矩阵。IDCT2×8可以表示成IDCT2×2的变换矩阵IT22和IDCT8×8的变换矩阵IT88T(＝T88)，而矩阵X右侧的两个矩阵的计算结果变成单位矩阵。因此，纵向1/4的分辨率变换表达式比表达式(3)要简单，并且可以执行高速计算。

$Z=\left[T88\right]\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{IT}22& 0& 0& 0\\ 0& \mathrm{IT}22& 0& 0\\ 0& 0& \mathrm{IT}22& 0\\ 0& 0& 0& \mathrm{IT}22\end{array}\right]\left[X\right]\left[T88\right]\left[{T88}^T\right]\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(6\right)$

$\left[\mathrm{IT}22\right]=\left[\begin{array}{cc}{C}_2\left(0\right)& C_2\left(1\right)\\ C_2\left(0\right)& C_2\left(3\right)\end{array}\right],C_2\left(x\right)=\left\{\begin{array}{c}C0*\cos (\mathrm{x\&pi;}/4):x=0\\ C0*\cos (\mathrm{x\&pi;}/4):x\&NotEqual;0\end{array}\right\}$

图9是表示分辨率变换装置以帧为单位的处理流程的流程图。其操作步骤如下：

步骤901：从纵向和横向变化比例输入装置101输入纵向和横向变化比例。

步骤902：低频正交变换块提取装置103使用纵向和横向变化比例和图3的表计算需要分辨率变换的正交变换块的数量N。

步骤903：分辨率变换装置104使用纵向和横向变化比例和图3的表计算在分辨率变换之后应该产生的正交变换块的数量M。

步骤904：分辨率变换装置104响应纵向和横向变化比例计算出表达式(5)的变换矩阵或是用来计算图7中的z00，z01等等的变换表达式。

步骤905：将步骤904算出的变换矩阵或变换表达式保存在临时存储器中。

步骤906：低频正交变换块提取装置103从变换前正交变换图像存储器102提取N个低频正交变换块。

步骤907：分辨率变换装置104从临时存储器取出在步骤905保存的变换矩阵或变换表达式，并且执行分辨率变换处理，从N个低频正交变换块产生M个正交变换块。

步骤908：正交变换块存储装置105将产生的M个正交变换块存储在变换后正交变换块存储器106中。

步骤909：确定分辨率变换是否已经执行到了一帧图像的结尾。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的中间点，控制就返回到步骤906。如果变换变换已经执行到一帧图像的结尾，就结束处理。

如果采用预先存储对应着所有纵向和横向变化比例的变换矩阵或变换表达式的非易失性存储器，步骤904和905是不必要的，并且可以减少分辨率变换的计算量。

如上所述，分辨率变换装置仅仅提取需要分辨率变换的正交变换块的低频区，并且执行分辨率变换处理，这样就能抑制响应纵向和横向变化比例的分辨率变换的计算量的增加，因此，这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。

经过分辨率变换的正交变换块的(偶数行，偶数列)，(偶数行，奇数列)，(奇数行，偶数列)和(奇数行，奇数列)上的系数是利用正交变换的性质来计算的，这样就能进一步抑制分辨率变换的计算量，因此，这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。

预先将对应着所有纵向和横向变化比例的变换矩阵或变换表达式存储在非易失性存储器中，这样就能省略响应纵向和横向变化比例来产生分辨率变换的各个变换矩阵的处理，因此，这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。

在说明书中是以纵向和横向都缩小1/2的情况为例；然而，如果采用的纵向和横向变化比例是1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4和7/8，也可以获得类似的优点。在说明书中采用的正交变换是DCT8×8；然而，如果采用任何其他的二维DCT，一维DCT，子波变换等等的正交变换，也可以获得类似的优点。

(第二实施例)

在本发明的第二实施例中，以下要参照图10说明一种用来对在纵向和横向的二维方向中的横向上的一维正交变换块组成的一个图像执行分辨率变换的装置。

在图11中，在正交变换块是横向的一维正交变换块时采用的分辨率变换装置包括纵向和横向变化比例输入装置1101，用来输入图像的纵向和横向变化比例，低频正交变换块提取装置1103，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1101输入的纵向和横向变化比例来确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且仅仅从用来存储经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器1102中提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区，第一分辨率变换装置1104，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1101输入的纵向变化比例来确定分辨率变换之后需要在纵向上产生的低频正交变换块的数量L，并且在低频正交变换块提取装置1103提取的N个低频正交变换块当中执行平均处理或淡化处理，产生L个低频正交变换块，第二分辨率变换装置1105，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1101输入的横向变化比例来确定分辨率变换之后需要在横向上产生的低频正交变换块的数量M，并且在第一分辨率变换装置1104产生的L个低频正交变换块中执行分辨率变换，产生M个正交变换块，以及正交变换块存储装置1106，用来将第二分辨率变换装置1105产生的M个正交变换块存储在用来存储经历分辨率变换之后的正交变换图像的变换后正交变换图像存储器1107中。

低频正交变换块提取装置1103响应从纵向和横向变化比例输入装置1101输入的纵向和横向变化比例来确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N和需要提取的低频区。确定的方法如下：首先根据横向变化比例利用图3的表找到正交变换块的数量(在横向上是H块)和各个提取区(在横向上是h个象素)。接着根据纵向变化比例B从纵向变化比例(A/B(A和B：自然数A＜B))找到正交变换块的数量。

确定需要的分辨率变换的正交变换块的数量N＝B*H，和需要提取的低频区1×h。第一分辨率变换装置1104对低频正交变换块提取装置1103提取的低频正交变换块执行平均处理或淡化处理，并且在纵向上执行A/B的分辨率变换处理，从而产生L＝A*H个低频正交变换块。

例如图12所示，为了执行纵向1/3分辨率变换，需要执行平均处理，找到三个低频正交变换块的平均系数，并且将找到的平均值设定为分辨率变换后的低频正交变换块的系数，或者是对三个低频正交变换块中选定作为分辨率变换后的低频正交变换块的一个执行淡化处理。可以采用淡化处理和平均处理的组合根据需要来设定纵向变化比例。第二分辨率变换装置1105用第一分辨率变换装置1104产生的L个正交变换块的低频区1×h执行分辨率变换，产生M个正交变换块。M的确定方法如下：利用图3的表根据横向变化比例(1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4，7/8)找出变换后的正交变换块数量H1，并且计算出M＝A*H1。第二分辨率变换装置1105的一维正交变换块的分辨率变换方法与第一实施例中二维正交变换块的分辨率变换方法相同。

由于第一分辨率变换装置1104的平均处理和淡化处理的计算量比第二分辨率变换装置1105的正交变换块的分辨率变换处理的计算量要小，如果第二分辨率变换装置1105在第一分辨率变换装置1104的处理之后执行处理，与第一分辨率变换装置1104在第二分辨率变换装置1105之后执行处理的情况相比，就可以减少计算量。

图13是表示分辨率变换装置以帧为单位的处理流程的流程图。其操作如下：

步骤1301：从纵向和横向变化比例输入装置1101输入纵向和横向变化比例。

步骤1302：低频正交变换块提取装置1103利用纵向和横向变化比例和图3的表计算需要分辨率变换的正交变换块的数量N。

步骤1303：第一分辨率变换装置1104利用纵向和横向变化比例和图3的表计算分辨率变换之后需要在纵向上产生的正交变换块的数量L。

步骤1304：第二分辨率变换装置1105利用纵向和横向变化比例和图3的表计算分辨率变换之后需要在纵向和横向上产生的正交变换块的数量M。

步骤1305：第二分辨率变换装置1105响应横向变化比例计算变换矩阵或变换表达式。

步骤1306：将步骤1305中计算的变换矩阵或变换表达式存储在临时存储器中。

步骤1307：低频正交变换块提取装置1103从变换前正交变换图像存储器1102中提取N个低频正交变换块的低频正交变换块。

步骤1308：第一分辨率变换装置1104从N个低频正交变换块执行纵向的分辨率变换，产生L个低频正交变换块。

步骤1309：第二分辨率变换装置1105从临时存储器中取出在步骤1306保存的变换矩阵或变换表达式，从L个低频正交变换块执行纵向的分辨率变换处理，产生M个正交变换块。

步骤1310：正交变换块存储装置1106将产生的M个正交变换块存储在变换后正交变换图像存储器1107中。

步骤1311：确定分辨率变换是否已经执行到一帧图像的结尾。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的中点，控制就返回步骤130。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的结尾，就结束处理。

如上所述，为了在纵向和横向的二维方向中的横向上执行一维正交变换块的分辨率变换，分辨率变换装置首先在正交变换块当中执行分辨率变换的平均处理或淡化处理，然后在横向的正交变换块中执行分辨率变换，这样就能减少分辨率变换的总计算量，使这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。在说明书中是以横向的一维正交变换块组成的图像为例；然而，如果图像是由纵向的一维正交变换块组成的，也可以获得相同的优点。在说明书中采用的正交变换是以8象素为单位的一维DCT；然而，如果采用任何其他的一维DCT，子波变换等等的正交变换，也可以获得类似的优点。

(第三实施例)

以下的本发明第三实施例提出了一种装置，在同时产生具有多种分辨率的正交变换块时将为一种分辨率变换产生的中间信息数据有效地用于另一种分辨率变换处理。

在图14中，正交变换块的分辨率变换装置包括纵向和横向变化比例输入装置1401，用来输入一个图像的两对纵向和横向变化比例，低频正交变换块提取装置1403，根据从纵向和横向变化比例输入装置1401输入的两对纵向和横向变化比例来确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且仅仅从用来存储经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器1402中提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区，第三分辨率变换装置1404，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1401输入的纵向变化比例来确定分辨率变换之后需要产生的低频正交变换块的数量L，根据低频正交变换块提取装置1403提取的N个低频正交变换块执行分辨率变换，产生M个正交变换块，并且将分辨率变换处理中产生的中间信息存储在中间数据临时存储器1405中，第四分辨率变换装置1406，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1401输入的横向变化比例来确定分辨率变换之后需要在横向上产生的低频正交变换块的数量L，并且从存储在中间数据临时存储器1405中的中间信息产生L个正交变换块，以及正交变换块存储装置1407，用来将第三分辨率变换装置1404和第四分辨率变换装置1406产生的正交变换块存储在用来存储经历分辨率变换之后的正交变换图像的变换后正交变换图像存储器1408中。

如果用[rv1，rh1]和[rv2，rh2](rv1，rv2，h1，rh2＝1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4，7/8)来表示从纵向和横向变化比例输入装置1401输入的两对纵向和横向变化比例，仅有在rv1＞rv2和rh1＞rh2时才能使用这种分辨率变换装置。低频正交变换块提取装置1403确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N和需要提取的低频区。其确定方法如下：利用图3的表，根据[rv1，rh1]和[rv2，rh2]的纵向和横向变化比例和对应着[rv1，rh1]的横向变化比例的各个提取区(纵向上是v个象素，横向上是h个象素)找到正交变换块的最大数量(纵向上是V块，横向上是H块)，并且确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N＝V*H和需要提取的低频区vxh的数量。例如，为了同时在纵向和横向上缩小到1/2和1/4，[rv1，rh1]＝[1/2，1/2]，[rv2，rh2]＝[1/4，1/4]，V＝4，H＝4，v＝4，并且h＝4。这样就要提取N＝4×4(16)个8×8DCT块的4×4低频区。第三分辨率变换装置1404利用从纵向和横向变化比例输入装置1401输入的变化比例[rv1，rh1]确定在分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量。M的确定方法如下：利用图3的表，找到对应着[rv1，rh1]的变换后正交变换块数量与正交变换块的数量(变换后正交变换块的数量/纵向(V1)上的正交变换块数量，变换后正交变换块数量/横向(H1)上的正交变换块数量)的各个比例，并且计算M＝V*V1×H*H1。例如，为了同时在纵向和横向上缩小到1/2和1/4，V1＝1/2，H1＝1/2，因此，M＝2×2(4)。第四分辨率变换装置1406利用从纵向和横向变化比例输入装置1401输入的变化比例[rv2，rh2]确定分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量L。确定L的方法与确定M的方法类似。

下面以在纵向和横向上都缩小到1/2以及纵向和横向上都缩小到1/4的情况为例来说明采用中间数据临时存储器1405的分辨率变换方法。在以下的说明中采用的正交变换是DCT。图15表示分别产生纵向和横向上都缩小到1/2的图像和纵向和横向上都缩小到1/4的图像的情况。为了在纵向和横向上都缩小到1/2，需要提取16个8×8DCT块的4×4个低频区并且从4个4×4个低频区执行分辨率变换，产生一个8×8DCT块。为了在纵向和横向上都缩小到1/4，需要提取16个8×8DCT块的2×2个低频区并且从16个2×2个低频区执行分辨率变换，产生一个8×8DCT块。事实上，在纵向和横向上都缩小到1/2的处理和纵向和横向上都缩小到1/4的处理中包含了大量相同的计算。例如，在计算纵向和横向都缩小到1/4之后所产生的8×8DCT块的DC成分的过程中可以使用在纵向和横向都缩小到1/2之后所产生的四个8×8DCT块的DC成分的计算结果。

因此，在纵向和横向都缩小到1/4的处理中可以有效地利用在纵向和横向都缩小到1/2时的计算结果，这样就能提高计算处理速度。图16A和16B表示的情况是在纵向和横向都缩小到1/2的处理中产生的中间数据被有效地用于纵向和横向都缩小到1/4的处理中。首先由低频正交变换块提取装置1403从变换前正交变换图像存储器1402中提取N＝16个正交变换块的4×4个低频成分。接着，第三分辨率变换装置1404使用这16个4×4低频成分执行四次纵向和横向都缩小到1/2的处理。在分辨率变换时，为了在纵向和横向上都缩小到1/4，如果需要中间信息，就将信息存储在中间数据临时存储器1405中。图16A和16B表示了两种存储中间数据的方法。

(a)把纵向和横向都缩小到1/2之后产生的四个8×8DCT块的4×4个低频成分作为中间数据存储。

(b)将可以用于纵向和横向都缩小到1/4的8×8DCT块的系数的和，差信息作为中间数据存储。8×8DCT块的系数的和，差信息例如是A00-C00，B00-D00和A00+B00-C00-D00，找到图7中的Z10。

按照方法(a)，在纵向和横向都缩小到1/2之后，第四分辨率变换装置1406再次执行纵向和横向都缩小到1/2的变换。在纵向和横向都缩小到1/2时使用的DCT4×4基本矢量与DCT8×8基本矢量形成正交的次数是在纵向和横向都缩小到1/4时使用的DCT2×2基本矢量与DCT8×8基本矢量形成正交的次数的二倍。因此，如果将纵向和横向都缩小到1/2后的中间数据再次用于纵向和横向都缩小1/2，就可以执行高速的处理。根据前16个8×8 DCT块的4×4个低频区计算出作为中间数据存储的4×4个低频成分的值。这样，如果进一步执行纵向和横向都缩小到1/2，缩小后的8×8DCT块的系数值就包含前16个8×8 DCT块的4×4个低频区的成分。例如，根据前面的8×8DCT块的4×4个低频区的值可以计算出图7中Z01，Z10和Z11的值。因此，通过纵向和横向都缩小到1/4之后再次从纵向和横向上缩小到1/2可以改善图像的质量，而不需要提取2×2低频区并且在纵向和横向上都缩小到1/4。图17所示的分辨率变换装置还可以同时实现纵向和横向都缩小到1/2和纵向和横向都缩小到1/4。

在图17中，分辨率变换装置包括纵向和横向变化比例输入装置1701，用于输入一个图像的纵向和横向变化比例，低频正交变换块提取装置1703，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1701输入的纵向和横向变化比例确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且仅仅从用来存储经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器1702中提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区，分辨率变换装置1704，用来根据低频正交变换块提取装置1703提取的N个低频正交变换块执行分辨率变换，产生M个正交变换块，并且同时将经历分辨率变换后产生的M个正交变换块的低频区临时存储在正交变换图像临时存储器1705中，并且从正交变换图像临时存储器1705再次执行相同的纵向和横向变化比例的分辨率变换，以及正交变换块存储装置1706，用来将分辨率变换装置1704产生的正交变换图像存储在变换后正交变换图像存储器1707中。在这种情况下，仅仅用一个分辨率变换表达式就可以实现多种分辨率变换。

作为方法(a)描述了纵向和横向都缩小到1/2和纵向和横向都缩小到1/4的情况；如果[rv1，rv2]和[rh1，rh2]取值为[1/4，1/8]，[1/2，1/8]，[1/2，1/4]，[1/2，3/8]，也可以采用方法(a)。例如，为了在纵向和横向都缩小到1/2，以及在纵向和横向都缩小到3/8，如果将缩小到一半之后的8×8DCT块的6×6低频区用于在纵向和横向都缩小到一半之后在纵向和横向上进一步缩小到3/8，就能够实现在纵向和横向都缩小到3/8。

在方法(b)中，在纵向和横向缩小到1/4时执行的一部分计算量是在纵向和横向缩小到一半时执行的，这样就能象方法(a)一样加速在纵向和横向上缩小到1/4。和方法(a)一样，通过有效地使用4×4低频区的系数的计算结果而不是使用对纵向和横向缩小到1/4往往不起作用的2×2低频区，图像质量同样可以得到改善。只有在rv1，rv2，rh1和rh2取值为满足rv1＞rv2和rh1＞rh2的(1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4，7/8)时才能使用方法(b)。

图18是表示分辨率变换装置以帧为单位的处理流程的流程图。其操作如下：

步骤1801：从纵向和横向变化比例输入装置1401输入纵向和横向变化比例。

步骤1802：低频正交变换块提取装置1403利用纵向和横向变化比例和图3的表计算需要分辨率变换的正交变换块的数量N。

步骤1803：第三分辨率变换装置1404利用纵向和横向变化比例和图3的表计算分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量M。

步骤1804：第四分辨率变换装置1406利用纵向和横向变化比例和图3的表计算分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量L。

步骤1805：计算第三分辨率变换装置1404和第四分辨率变换装置1406所使用的分辨率变换的变换矩阵或变换表达式。

步骤1806：将步骤1805中计算的变换矩阵或变换表达式存储在临时存储器中。

步骤1807：低频正交变换块提取装置1403从变换前正交变换图像存储器1402中提取N个低频正交变换块的低频正交变换块。

步骤1808：第三分辨率变换装置1404利用步骤1806保存的变换矩阵或变换表达式从N个正交变换块的低频正交变换块产生M个正交变换块。

步骤1809：第三分辨率变换装置1404将可供第四分辨率变换装置1406使用的中间数据存储在中间信息临时存储器1405中。

步骤1810：第四分辨率变换装置1406利用步骤1806保存的变换矩阵或变换表达式执行分辨率变换1809存储的之间数据的计算，并且产生L个正交变换块。

步骤1811：正交变换块存储装置1407将步骤1808产生的M个正交变换块和步骤1810产生的L个正交变换块存储在变换后正交变换图像存储器1408中。

步骤1812：确定分辨率变换是否已经执行到一帧图像的结尾。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的中点，控制就返回步骤1807。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的结尾，就结束处理。

如上所述，为了同时用多种分辨率产生正交变换块，分辨率变换装置可以将为一种分辨率变换处理产生的中间信息数据用于另一种分辨率变换处理，从而改善分辨率变换处理和分辨率变换后的图像质量；这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。在说明书中是以纵向和横向都缩小1/2和纵向和横向都缩小1/4的情况为例；然而，如果采用1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4和7/8等其他变化比例，也可以获得类似的优点。在说明书中采用的正交变换是DCT8×8；然而，如果采用任何其他的二维DCT，一维DCT，子波变换等等的正交变换，也可以获得类似的优点。

(第四实施例)

在以下的第四实施例中要讨论一种在分辨率变换处理的同时还执行量化的装置，在包含量化的同时从具有相同量化值的多个正交变换块用多种分辨率产生正交变换块的一种装置，以及使用非易失性存储器高速执行包含量化的分辨率变换的一种装置。

在图19中，分辨率变换装置包括纵向和横向变化比例输入装置1901，用于输入一个图像的纵向和横向变化比例，低频正交变换块提取装置1903，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1901输入的纵向和横向变化比例确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且仅仅从用来存储经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器1902中提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区，量化值输入装置1904，用来输入分辨率变换前、后的正交变换块的量化值，量化矩阵输入装置1905，用于输入分辨率变换前、后的正交变换块的量化矩阵，分辨率变换装置1906，用来根据从纵向和横向变化比例输入装置1901输入的纵向和横向变化比例确定分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量M，并且执行分辨率变换，产生M个正交变换块，同时还使用低频正交变换块提取装置1903提取的N个低频正交变换块，从量化值输入装置1904输入的量化值，以及从量化矩阵输入装置1905输入的量化矩阵执行再量化，以及正交变换块存储装置1907，用来将分辨率变换装置1906产生的M个正交变换块存储在用来存储经历分辨率变换后的正交变换图像的变换后正交变换图像存储器1908中。计算数量N和M的方法与第一实施例中类似。

如果存储在变换前正交变换图像存储器1902和变换后正交变换图像存储器1908中的正交变换块是量化的正交变换块，一般，如图20所示，在执行分辨率变换之前需要将变换前正交变换图像存储器1902中的正交变换块执行逆量化，以及对分辨率变换中产生的正交变换块执行量化，并且在分辨率变换之后将数据块存储在变换后正交变换图像存储器1908中。在以下的说明中采用的正交变换是DCT。

图21表示按MPEG执行量化和逆量化的方法。对于DC成分(直流成分，例如图7中的A00，B00，C00，D00)，一个DCT块的量化是将DC成分的系数除以一个常数(例如8)；对于AC(交流成分)成分，一个DCT块的量化是将量化矩阵乘以一个量化值，再将AC成分的每个系数除以量化矩阵中对应的系数。DC成分的逆量化是通过将量化的DC成分系数乘以一个常数(例如8)来执行的；AC成分(交流成分)的逆量化是通过将DCT块的每个系数乘以量化矩阵中对应的系数和一个量化值来执行的。事实上，在AC成分的量化和逆量化中，除了量化矩阵和量化值之外也要使用常数；然而，在以下的说明中省略了这些常数。

为了在纵向和横向都缩小到一半，为了计算缩小后的一个量化的DCT块，需要将四个DCT块逆量化，并且将一个DCT块量化。因此就需要执行总共635次乘、除(DC成分的五个量化和逆量化计算和AC成分的630个量化和逆量化计算(五个DCT块*63个系数*两个乘法和除法计算))运算。本实施例的装置是通过执行逆量化加量化来减少上述的计算量，这在下文的分辨率变换处理中被称为再量化。

为了在分辨率变换处理中执行再量化，需要有一种能够吸收DC和AC成分量化方法之间的差别的机制。图29表示一种在纵向和横向都缩小到一半之后在量化的同时用来计算每个系数(例如图7中的Z01，Z10，Z11)的机制。图29的机制可以用于在二×二DCT块单位中分配一个量化值的量化，类似于MPEG中亮度成分的量化。

系数分类装置2901将低频正交变换块提取装置1903提取的低频正交变换块按照DC成分和AC成分分类。为了计算例如图7中的Z10，DC成分计算装置1902执行A00+B00-C00-D00的计算，例如计算图7中的Z10。AC成分计算装置1903执行A10+B10+C10+D10，A20+B20-C20-D20等的计算，例如，计算图7中的Z10。常数项变更装置2904用一个常数项乘以量化矩阵系数比例，利用从量化矩阵输入装置1905输入的分辨率变换前、后量化矩阵执行量化，并且将结果存储在常数项1存储器2907和常数项2存储器2908。

常数项代表在计算图7所示的分辨率变换前的四个DCT块的同一行，同一列系数的和(差)之后乘以的一个常数(例如4α1A0B0)。量化系数矩阵比例代表通过将分辨率变换前的四个DCT块的同一行，同一列系数相乘而执行逆量化的量化矩阵的系数与通过对分辨率变换后的系数进行除法运算而执行量化的量化矩阵的系数之间的系数比例。

例如，为了计算图7中的Z10，A00+B00-C00-D00的量化矩阵系数比例变成8/16(假设DC成分逆量化的常数是8)，而A10+B10+C10+D10的量化矩阵系数比例变成16/16。关于分辨率变换前的DC成分的常数项被存储在常数项1存储器2907，而关于AC成分的常数项被存储在常数项2存储器2908。

常数项计算1装置2906从常数项1存储器2907中提取对应的常数项，并且用这一常数项乘以DC成分计算装置2902的计算结果。常数项计算2装置2909从常数项2存储器2908中提取对应的常数项，并且用这一常数项乘以AC成分计算装置2903的多个计算结果(例如用来计算图7中的Z10的A10+B10+C10+D10和A20+B20-C20-D20)，并且找到计算结果之和。量化值比例发生装置2905利用从量化值输入装置1904输入的分辨率变换前、后的量化值产生一个用来执行再量化的量化值比例，并且将这一量化值比例存储在量化值比例1存储器2911和量化值比例2存储器2912。

分辨率变换后的一/量化值被存储在量化值比例1存储器2911，而分辨率变换前量化值/分辨率变换后量化值被存储在量化值比例2存储器2912。量化值比例乘法1装置2910将常数项计算1装置2906的计算结果乘以量化值比例1存储器2911中的量化值比例。量化值比例乘法2装置2913将常数项计算2装置2909的计算结果乘以量化值比例2存储器2912中的量化值比例。求和装置2914找到量化值比例乘法1装置2910和量化值比例乘法2装置2913的计算结果之和，并且计算出分辨率变换后的每个系数。

图22A表示量化Z10的变换表达式，从各自具有量化值8的2×2个8×8DCT块在纵向和横向上都缩小到一半，并且产生一个具有量化值7的量化的8×8DCT块；将常数项乘以量化矩阵系数比例，而将分辨率变换前的DC成分计算部分和AC成分计算部分乘以量化值比例。

由于按MPEG是以n帧(n是自然数)来确定一个量化矩阵的，可以计算出量化矩阵系数比例，并且仅有在变更量化矩阵时才能够变更常数项1存储器2907和常数项2存储器2908。因此，分辨率变换处理中的再量化几乎仅仅是相当于对量化值比例的计算。这样就可以仅仅通过0次计算(量化值比例等于1)计算出分辨率变换后的DC成分和189次计算(63系数*三次乘法和除法计算)计算出分辨率变换后的AC成分。进而，如果分辨率变换前、后的量化值是相同的，就可以仅仅通过63次计算(63系数*一次除法)的处理计算出分辨率变换后的AC成分。

为了对MPEG中的色差成分执行再量化，从量化值不同的四个8×8DCT块执行纵向和横向都缩小到一半，并且产生一个量化值为7的8×8DCT块，如图22B所示。在这种情况下，如果将图7中计算Z10的表达式用来乘以图22A所示的分辨率变换前的DC成分计算部分的量化矩阵系数比例和量化值比例，并且用量化值比例乘以分辨率变换前的AC成分计算部分和分辨率变换处理中使用的DCT块的系数，就可以在分辨率变换处理中实现再量化。因此，将分辨率变换前DCT块的AC成分乘以量化值比例的处理可以通过执行120次计算(15系数*四个DCT块*两次乘法和除法计算)和63次计算(63系数*一次除法)来完成，从中计算出分辨率变换后的AC成分，总共有183次计算。

为了将MPEG中的亮度成分在纵向和横向上都缩小到1/4，为4×4个DCT块分配四个量化值。与对分辨率变换前的16个8×8DCT块执行逆量化并且对分辨率变换后的8×8DCT块执行量化的情况相比，按照图22A和22B可以执行高速处理。

为了将MPEG中的亮度成分在纵向和横向上都缩小到1/4，为4×4个DCT块分配16个量化值。利用图22B也可以执行类似的高速处理。因此，这种分辨率变换装置可以在分辨率变换处理的同时执行再量化，从而减少正常量化和逆量化的计算量。

为了象MPEG一样为2×2四个正交变换块分配一个量化值，并且同时将图像在纵向和横向上都缩小到1/2及纵向和横向上都缩小到1/4，采用图23所示的适当方法可以减少再量化的计算量。

首先用图22A的方法将16个8×8 DCT块在纵向和横向上都缩小到1/2。在MPEG中，纵向和横向都缩小到1/2后的四个8×8DCT块的量化值是相同的。然后，按照图22A的方法将四个8×8DCT块在纵向和横向上都缩小到1/2，产生一个8×8DCT块。由于纵向和横向都缩小到1/2后的四个8×8DCT块的量化值是相同的，为了再次从纵向和横向上都缩小到1/2，还可以用图22A的方法执行再量化，并且可以按照比纵向和横向都直接缩小到1/4的处理更快的速度执行处理。

图24是表示分辨率变换装置以帧为单位的处理流程的流程图。其操作如下：

步骤2401：从纵向和横向变化比例输入装置1901输入纵向和横向变化比例。

步骤2402：从量化矩阵输入装置1905输入一个量化矩阵。

步骤2403：低频正交变换块提取装置1903利用纵向和横向变化比例和图3的表计算需要分辨率变换的正交变换块的数量N。

步骤2404：分辨率变换装置1906利用纵向和横向变化比例和图3的表计算分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量M。

步骤2405：分辨率变换装置1906响应纵向和横向变化比例计算出一个分辨率变换表达式，并且将变换表达式的常数项乘以对应的量化矩阵系数比例，计算出一个新的常数项。

步骤2406：将步骤2405中计算的包含新的常数项的变换表达式保存在临时存储器中。

步骤2407：低频正交变换块提取装置1903从变换前正交变换图像存储器1902中提取N个低频正交变换块的低频正交变换块。

步骤2408：从量化值输入装置1904输入分辨率变换前、后的直接变换块的量化值。

步骤2409：分辨率变换装置1906执行分辨率变换，同时利用步骤2406保存在临时存储器中的变换表达式和步骤2408中输入的量化值执行从N个正交变换块的低频正交变换块到M个正交变换块的再量化。

步骤2410：正交变换块存储装置1907产生的M个正交变换块存储在变换后正交变换图像存储器1908中。

步骤2411：确定分辨率变换是否已经执行到一帧图像的结尾。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的中点，控制就返回步骤2407。如果分辨率变换已经执行到一帧图像的结尾，就结束处理。

如果能提供预先存储有对应着所有纵向和横向变化比例乘以一个缺省的量化矩阵的系数比例的变化表达式的常数项的非易失性存储器，步骤2405和2406就不必要了，并且可以减少分辨率变换的计算量。缺省的量化矩阵是指频繁使用的包含在MPEG中通用的量化矩阵的那些量化矩阵。

如上所述，分辨率变换装置输入分辨率变换前、后的正交变换块的量化值，并且在分辨率变换处理的同时还执行再量化，这样就能减少同样包含量化的分辨率变换的总计算量，这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。

为了象MPEG一样为2×2四个正交变换块分配一个量化值并且同时产生多种不同分辨率的图像，为一种分辨率变换处理产生的量化后的中间信息数据被用于另一种分辨率变换处理，这样就能减少同样包含量化的分辨率变换的总计算量，这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。

分辨率变换表达式与对应着所有纵向和横向变化比例的量化矩阵的系数比例的乘积被存储在非易失性存储器中，这样就能省略响应纵向和横向变化比例而产生包含量化的每一个变换矩阵的处理，这种分辨率变换装置具有很大的实用优点。

在说明书中是以纵向和横向都缩小1/2和纵向和横向都缩小1/4的情况为例；然而，如果采用1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4和7/8等其他变化比例，也可以获得类似的优点。在说明书中采用的正交变换是DCT8×8；然而，如果采用任何其他的二维DCT，一维DCT，子波变换等等的正交变换，也可以获得类似的优点。

如上所述，按照本发明的第一方面，仅仅提取需要分辨率变换的正交变换块的低频区，并且执行分辨率变换处理，这样做的优点是在根据纵向和横向变化比例执行分辨率变换时能够抑制计算量的增加。

按照本发明的第二方面，对应着所有纵向和横向变化比例的变换矩阵或变换表达式被预先存储在非易失性存储器中，这样做所获得的优点是在根据纵向和横向变化比例产生分辨率变换的各种变换矩阵或变换表达式时能够减少处理的工作量。

按照本发明的第三方面，如果一个图像是由横向的一维正交变换块组成的，在纵向上在正交变换块中间执行平均处理或淡化处理的分辨率变换，然后执行横向的正交变换块的分辨率变换，这样就能获得能够在纵向和横向的二维方向上对正交变换块执行分辨率变换的优点。

按照本发明的第四方面，在一维正交变换中，利用正交变换的性质计算分辨率变换后的正交变换块的偶数和奇数系数，在二维正交变换中，利用正交变换的性质计算分辨率变换后的正交变换块的(偶数行，偶数列)，(偶数行，奇数列)，(奇数行，偶数列)和(奇数行，奇数列)的系数，这样就能获得能够改善分辨率变换计算处理的优点。

按照本发明的第五方面，为了同时产生具有多种分辨率的正交变换块，将为了一种分辨率变换处理产生的中间信息数据用于另一种分辨率变换处理，这样就能获得改善分辨率变换处理和分辨率变换后的图像质量的优点。

按照本发明的第六方面，输入分辨率变换前、后的正交变换块的量化值和量化矩阵，并且在分辨率变换处理的同时还要执行再量化，这样就能获得能够改善同时包含量化的整体分辨率变换计算效率的优点。

按照本发明的第七方面，为了执行包含量化的分辨率变换，变换表达式的常数项与一个缺省量化矩阵的系数比例的乘积被存储在对应着所有纵向和横向变化比例的非易失性存储器中，这样所获得的优点是能够省略根据纵向和横向变化比例来产生包含量化的变换表达式的处理。

按照本发明的第八方面，为了象MPEG中一样为2×2四个正交变换块分配一个量化值，并且同时产生不同分辨率的多种图像，将为了一种分辨率变换处理产生的量化后的中间信息数据用于另一种分辨率变换处理，这样所能获得的优点是能够改善同时包含量化的整体分辨率变换的计算效率。

Claims (22)

1.一种用来改变正交变换图像的象素数量的正交变换图像的分辨率变换装置，包括：

用来输入图像的纵向和横向变化比例的纵向和横向变化比例输入部件；

低频正交变换块提取部件，用来根据从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的纵向和横向变化比例来确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且从用来存储经历分辨率变换之前的正交变换图像的变换前正交变换图像存储器中仅仅提取需要分辨率变换的N个正交变换块的低频区；

分辨率变换部件，用来根据从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的纵向和横向变化比例确定在分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量M，并且执行分辨率变换，由上述低频正交变换块提取部件提取的N个低频正交变换块产生M个正交变换块；以及

正交变换块存储部件，用来将上述分辨率变换部件产生的M个正交变换块存储在用来存储经历分辨率变换后的正交变换图像的变换后正交变换图像存储器中，

其特征在于，该正交变换图像的分辨率变换装置还包括量化值输入部件，用来输入分辨率变换前、后的正交变换块的(N+M)个量化值，执行从N个低频正交变换块到M个正交变换块的分辨率变换；以及量化矩阵输入部件，用来输入分辨率变换前、后的正交变换块的量化矩阵，其中上述分辨率变换部件在利用从上述量化值输入部件输入的量化值和从上述量化矩阵输入部件输入的量化矩阵执行分辨率变换处理的同时还要执行再量化。

2.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是上述分辨率变换部件包括变换部分产生部件，用来产生根据从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的纵向和横向变化比例执行分辨率变换所需要的变换矩阵或变换表达式，并且将变换矩阵或变换表达式存储在临时存储器中，以及分辨率变换计算部件，利用存储在临时存储器中的变换矩阵或变换表达式执行分辨率变换计算。

3.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是上述分辨率变换部件包括非易失性存储器，用来预先存储为了执行对应着可以从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的所有纵向和横向变化比例的分辨率变换所需要的变换矩阵或变换表达式，以及分辨率变换计算部件，用来从非易失性存储器中提取对应着由上述纵向和横向变化比例规定的变化比例的变换矩阵或变换表达式，并且执行分辨率变换计算。

4.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是，如果变换前正交变换图像存储器中的正交变换块是横向的一维正交变换块，上述分辨率变换部件就包括第一分辨率变换部件，利用从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的纵向变化比例在正交变换块中间执行平均处理或淡化处理，以及第二分辨率变换部件，利用横向变化比例对正交变换块执行分辨率变换。

5.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是，如果变换前正交变换图像存储器中的正交变换块是纵向的一维正交变换块，上述分辨率变换部件就包括第一分辨率变换部件，利用从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的横向变化比例在正交变换块中间执行平均处理或淡化处理，以及第二分辨率变换部件，利用纵向变化比例对正交变换块执行分辨率变换。

6.按照权利要求4或5的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是，如果第二分辨率变换部件使用的变化比例是1/2，就通过正交变换计算由第二分辨率变换部件产生的正交变换块的偶数和奇数系数。

7.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是，如果变换前正交变换图像存储器中的正交变换块是二维正交变换块，并且从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的纵向和横向变化比例都是1/2，就通过正交变换计算由上述分辨率变换部件产生的正交变换块的(偶数行，偶数列)，(偶数行，奇数列)，(奇数行，偶数列)和(奇数行，奇数列)的系数。

8.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是上述分辨率变换部件包括正交变换图像的临时存储器，用来临时存储经历分辨率变换后的正交变换块，并且对按照从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的变化比例经过分辨率变换之后的图像进一步执行分辨率变换。

9.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是，为了由同一个变换前正交变换图像存储器产生不同分辨率的多种正交变换图像，上述分辨率变换部件包括多个分辨率变换部件，用来产生不同分辨率的正交变换图像，以及能够临时存储经历多个分辨率变换装置的分辨率变换的中间数据的中间数据临时存储器，如果由一个分辨率变换部件也就是第三分辨率变换部件在分辨率变换过程中产生的信息是另一个分辨率变换部件也就是第四分辨率变换部件的变换处理中有用的信息，就将这种信息存储在中间数据临时存储器中，而第四分辨率变换部件从中间数据临时存储器执行变换处理。

10.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是上述分辨率变换部件包括变换部分产生部件，根据从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的纵向和横向变化比例和从上述量化矩阵输入部件输入的分辨率变换前、后的量化矩阵产生一个为执行分辨率变化所需要的变换表达式，并且将变换表达式存储在临时存储器中，以及分辨率变换计算部件，利用临时存储器中的变换表达式和从上述量化值输入部件输入的量化值执行分辨率变换计算。

11.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是上述分辨率变换部件包括非易失性存储器，用来预先存储为了执行根据可以从上述纵向和横向变化比例输入部件输入的所有纵向和横向变化比例和从上述量化矩阵输入部件输入的缺省的量化矩阵计算的分辨率变换所需要的所有变换表达式，以及分辨率变换计算部件，用来从非易失性存储器中提取对应着由上述纵向和横向变化比例规定的变化比例的变换表达式，并且利用从上述量化值输入部件输入的量化值执行分辨率变换计算。

12.按照权利要求8或9的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是，如果为分辨率变换前的多个正交变换块分配一个量化值，上述分辨率变换部件在分辨率变换处理的同时还要执行再量化。

13.按照权利要求1的正交变换图像的分辨率变换装置，其特征是上述低频正交变换块提取部件假设提取的某些低频区的正交变换块系数是0，而上述分辨率变换部件对被上述低频正交变换块提取部件假设为0的系数不执行计算。

14.在用来改变图像的象素数量的分辨率变换装置中，一种正交变换图像的分辨率变换方法包括以下步骤：

纵向和横向变化比例输入步骤，输入图像的纵向和横向变化比例；

低频正交变换块提取步骤，根据从上述纵向和横向变化比例输入步骤输入的纵向和横向变化比例来确定需要分辨率变换的正交变换块的数量N，并且仅仅提取N个正交变换块的低频区；

分辨率变换步骤，根据从上述纵向和横向变化比例输入步骤输入的纵向和横向变化比例确定在分辨率变换之后需要产生的正交变换块的数量M，并且执行分辨率变换，由上述低频正交变换块提取步骤提取的N个低频正交变换块产生M个正交变换块；以及

正交变换块存储步骤，输出在上述分辨率变换步骤产生的M个正交变换块，

其特征在于，该还包括量化值输入步骤，输入分辨率变换前、后的正交变换块的(N+M)个量化值，执行从N个低频正交变换块到M个正交变换块的分辨率变换；以及量化矩阵输入步骤，用来输入分辨率变换前、后的正交变换块的量化矩阵，其中上述分辨率变换步骤在利用在上述量化值输入步骤输入的量化值和在上述量化矩阵输入步骤输入的量化矩阵执行分辨率变换处理的同时还要执行再量化。

15.按照权利要求14的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是，如果正交变换块是横向的一维正交变换块，上述分辨率变换步骤就包括第一分辨率变换步骤，利用在上述纵向和横向变化比例输入步骤输入的纵向变化比例在正交变换块中间执行平均处理或淡化处理，以及第二分辨率变换步骤，利用横向变化比例对正交变换块执行分辨率变换。

16.按照权利要求14的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是，如果正交变换块是纵向的一维正交变换块，上述分辨率变换步骤就包括第一分辨率变换步骤，利用在上述纵向和横向变化比例输入步骤输入的横向变化比例在正交变换块中间执行平均处理或淡化处理，以及第二分辨率变换步骤，利用纵向变化比例对正交变换块执行分辨率变换。

17.按照权利要求15或16的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是，如果第二分辨率变换步骤使用的变化比例是1/2，就通过正交变换计算在第二分辨率变换步骤产生的正交变换块的偶数和奇数系数。

18.按照权利要求14的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是，如果正交变换块是二维正交变换块，并且在上述纵向和横向变化比例输入步骤输入的纵向和横向变化比例都是1/2，就通过正交变换计算在上述分辨率变换步骤产生的正交变换块的(偶数行，偶数列)，(偶数行，奇数列)，(奇数行，偶数列)和(奇数行，奇数列)的系数。

19.按照权利要求14的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是上述分辨率变换步骤是临时存储经历分辨率变换后的正交变换块，并且对按照在上述纵向和横向变化比例输入步骤输入的变化比例经过分辨率变换之后的图像进一步执行分辨率变换。

20.按照权利要求14的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是，为了产生不同分辨率的多种正交变换图像，上述分辨率变换步骤包括多个分辨率变换步骤，用来产生不同分辨率的正交变换图像，并且在分辨率变换过程中在一个分辨率变换步骤中产生的信息被有效地用于另一个分辨率变换步骤的变换处理。

21.按照权利要求19或20的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是，如果为分辨率变换前的多个正交变换块分配一个量化值，上述分辨率变换步骤在分辨率变换处理的同时还要执行再量化。

22.按照权利要求14的正交变换图像的分辨率变换方法，其特征是上述低频正交变换块提取步骤假设提取的某些低频区的正交变换块系数是0，而上述分辨率变换步骤对被上述低频正交变换块提取装置假设为0的系数不执行计算。

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