專利名稱：圖像編碼設(shè)備和圖像解碼設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像編碼設(shè)備和一種圖像解碼設(shè)備，其利用圖像的一個(gè)專用色作為透過色(transmitting color)，用于通過具有高壓縮比的不可逆編碼合成具有背景圖像的目標(biāo)圖像。
背景技術(shù)：
為了滿足數(shù)字圖像處理技術(shù)的進(jìn)步，近年來利用另一圖像作為背景圖像，從圖像讀取裝置如數(shù)字相機(jī)或掃描儀來合成一個(gè)輸入圖像的合成圖像合成處理一直在被不斷地加以采用。在電視廣播和電影的情況下，利用相機(jī)拍攝站在藍(lán)或綠背景下的某個(gè)人的照片，然后通過采用所謂的色度鍵方法，利用國外等景物對(duì)在所拍攝視頻內(nèi)背景的色部分進(jìn)行合成，并且由此產(chǎn)生一個(gè)如同所述個(gè)人處于所述那個(gè)國家的視頻。
在因特網(wǎng)的WWW瀏覽器中，被描繪出輪廓的物體的圖像也是利用背景圖像進(jìn)行合成的。在這種情況下，圖像合成是在用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)上來完成。然而，由于被放置在前景中的圖像是通過因特網(wǎng)從遠(yuǎn)程服務(wù)器中被發(fā)送，所以為了節(jié)省傳輸時(shí)間圖像被壓縮。放置在前景中被描繪出輪廓的物體被稱為目標(biāo)，并且所述目標(biāo)四周充滿著專用的透過色，這樣只有通過當(dāng)目標(biāo)與背景圖像被疊加時(shí)變?yōu)橥该鞯耐高^色部分，背景才具有可視性。GIF(圖形互換格式)和PNG(可攜帶網(wǎng)絡(luò)圖形)被公知為一種標(biāo)準(zhǔn)圖像格式，所述標(biāo)準(zhǔn)圖像形式實(shí)現(xiàn)在上述方法中的透過色并且與WWW瀏覽器共同使用。所述這兩種壓縮方法采用可逆壓縮，借此圖像不因壓縮而改變。
對(duì)于彩色傳真機(jī)，存在一種被稱為MRC(Mixed Raster Content)(混合光柵內(nèi)容)的任選編碼方法，所述方法保證按照上述相同方法的圖像合成。根據(jù)MRC，一個(gè)圖像被分成三層前層、掩模層以及后層，并且每層通過不同的方法被編碼。所述前層和后層是彩色圖像且所述掩模層是二元圖像，并且在解碼器的末端來選擇前層和后層中的哪一個(gè)即將被顯示。
同樣，用于對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的MPEG(Moving Picture CodingExperts Group)(運(yùn)動(dòng)照片編碼專家組)-4被提供一個(gè)基于目標(biāo)的編碼功能，所述功能保證按照上述相同方法的圖像合成。根據(jù)所述基于目標(biāo)的編碼，除了一個(gè)包含目標(biāo)的圖像以外，還單獨(dú)使用一個(gè)被稱為α(alpha)平面的圖像以規(guī)定所述目標(biāo)周圍的透明部分。所述α平面包括一個(gè)二元圖像的二元α平面及灰度級(jí)α平面。所述灰度級(jí)α平面作為任選被用來規(guī)定半透明度，且不可逆編碼被應(yīng)用。所述二元α平面是必要的且可逆編碼被應(yīng)用。
圖7示出具有所規(guī)定透過色5的原始圖像1，且圖8示出通過不可逆編碼而獲得的被解碼圖像2。為什么相關(guān)技術(shù)利用透過色以使用如同F(xiàn)IF和PNG的可逆編碼進(jìn)行圖像合成的原因被說明如下。即，即使當(dāng)規(guī)定了一個(gè)透過色時(shí)，在不可逆編碼情況下，在未編碼原始圖像1和被解碼圖像2之間的像素密度被改變，尤其是這將引起邊緣附近的噪聲，并且由此在目標(biāo)4周圍產(chǎn)生一個(gè)非透過色部分的部分。在圖7和圖8兩圖中，灰色部分代表透過色。然而，可逆編碼具有的問題是其壓縮比低于不可逆編碼的壓縮比。
為了使用不可逆編碼而同時(shí)避免在所述目標(biāo)4周圍出現(xiàn)噪聲6，則除了即將被合成的圖像以外，還單獨(dú)地采用一個(gè)如同以MRC和MPEG-4形式的任意形狀編碼的掩模圖像。在圖9的掩模圖像3中，白色部分規(guī)定對(duì)一目標(biāo)的顯示且黑色部分規(guī)定對(duì)背景的顯示。然而，雖然掩模圖像是一個(gè)二元圖像，但是它必須被可逆地編碼，這增加了總的編碼數(shù)量。此外，在解碼器末端利用兩個(gè)或多個(gè)編碼方法來合成圖像的需要不僅使設(shè)備變得復(fù)雜，而且要求有較大的存儲(chǔ)器容量，因此造成制造成本增加的問題。
此外，在不可逆編碼的許多情況下，一個(gè)圖像在被編碼之前被分成一個(gè)亮度(luminance)組分和兩個(gè)色差組分，并且在所述色差組分上進(jìn)行子采樣。這是因?yàn)槿说娜庋蹖?duì)色差異變化較亮度的空間變化而言具有較弱的敏感性。因此，在自然圖像的情況下，當(dāng)一個(gè)人看見在解碼時(shí)刻一個(gè)圖像通過上采樣被恢復(fù)到原始分辨率時(shí)，他幾乎很難注意到圖像質(zhì)量的惡化；此外，幾乎不可能識(shí)別從執(zhí)行子采樣的數(shù)據(jù)所恢復(fù)的圖像與未執(zhí)行子采樣的數(shù)據(jù)所恢復(fù)的圖像之間的差異。即使在不可逆編碼方法中，通過降低壓縮比可以抑制噪聲的出現(xiàn)。然而，由于當(dāng)子采樣被執(zhí)行時(shí)分辨率惡化，所以當(dāng)顯示字符、一個(gè)目標(biāo)的形狀等時(shí)，降低壓縮比并不適用。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種圖像編碼設(shè)備及圖像解碼設(shè)備，其不使用掩模圖像而通過執(zhí)行處理來降低在解碼器末端處噪聲的出現(xiàn)，從而確保借助于不可逆編碼的透過色功能。
本發(fā)明提供一種圖像編碼設(shè)備，其包括用于將原始圖像透過色的亮度灰度級(jí)進(jìn)行變換的灰度級(jí)變換裝置；以及用于對(duì)圖像進(jìn)行不可逆編碼的圖像編碼裝置，其中所述圖像的灰度級(jí)已經(jīng)被所述灰度級(jí)變換裝置所變換。
根據(jù)本發(fā)明，原始圖像透過色的灰度級(jí)被所述灰度級(jí)變換裝置所變換，隨后執(zhí)行具有高壓縮比的不可逆編碼。因此有可能利用較小的編碼數(shù)量而不采用掩模圖像對(duì)一個(gè)目標(biāo)進(jìn)行編碼。同樣，由于可以不再需要使用掩模圖像，所以結(jié)構(gòu)可以更加簡(jiǎn)單，并且因此成本可以得到節(jié)省。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述灰度級(jí)變換裝置采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述灰度級(jí)變換裝置采用一個(gè)表示最亮白色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述灰度級(jí)變換裝置將存在于一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)原始圖像的透過色的亮度灰度級(jí)變換到其外部。
此外，本發(fā)明提供一種圖像解碼裝置，其包括用于對(duì)已編碼的圖像進(jìn)行解碼的圖像解碼裝置；以及透過色判斷裝置，其用于從在所述圖像解碼裝置中被解碼的圖像的亮度信息中判斷透過色。
根據(jù)本發(fā)明，被編碼的圖像在圖像解碼裝置中被解碼，并且所述透過色判斷裝置僅利用亮度信息便判斷出所解碼圖像的透過色。因此有可能真實(shí)地恢復(fù)并且再生一個(gè)目標(biāo)的輪廓，而不伴隨有由于子采樣所導(dǎo)致的分辨率惡化。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述透過色判斷裝置采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述透過色判斷裝置采用一個(gè)表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述圖像解碼裝置將所解碼圖像的亮度灰度級(jí)當(dāng)中的預(yù)定范圍以外的灰度級(jí)放回到預(yù)定范圍內(nèi)。
此外，本發(fā)明提供一種圖像處理裝置，其包括灰度級(jí)變換裝置，其用于將原始圖像透過色的灰度級(jí)進(jìn)行變換；圖像編碼裝置，其用于對(duì)已經(jīng)由所述灰度級(jí)變換裝置變換的圖像進(jìn)行不可逆地編碼；圖像解碼裝置，其用于對(duì)由所述圖像編碼裝置所編碼的圖像進(jìn)行解碼；以及透過色判斷裝置，其用于從由所述圖像解碼裝置所解碼圖像的亮度判斷出透過色。
根據(jù)本發(fā)明，原始圖像透過色的灰度級(jí)被灰度級(jí)變換裝置所變換，隨后執(zhí)行具有高壓縮比的不可逆編碼，并且因此利用較小的編碼數(shù)量而不采用掩模圖像使目標(biāo)被編碼。以這種方法被編碼的圖像被解碼，并且透過色判斷裝置僅基于亮度信息便判斷出被解碼圖像的透過色。由此所述目標(biāo)的輪廓被真實(shí)地加以恢復(fù)而不伴隨有因子采樣導(dǎo)致的分辨率惡化，由此有可能獲得一個(gè)具有較少噪聲的高質(zhì)量圖像。同樣，由于可免去使用掩模圖像的需要，所以布置可以更為簡(jiǎn)單且因此成本可以被節(jié)省。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，灰度級(jí)變換裝置采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)，并且所述透過色判斷裝置采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，灰度級(jí)變換裝置采用一個(gè)表示最亮白色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)，并且所述透過色判斷裝置采用一個(gè)表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，透過色判斷裝置在判斷透過色時(shí)僅使用亮度，并且使用一個(gè)表示最暗黑色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
此外，在本發(fā)明中，優(yōu)選地，透過色判斷裝置在判斷透過色時(shí)僅使用亮度，并且使用一個(gè)表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
在本發(fā)明中，優(yōu)選地，所述灰度級(jí)變換裝置將存在于一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)的原始圖像的透過色的亮度灰度級(jí)變換到其外部，并且所述圖像解碼裝置將所解碼圖像的亮度灰度級(jí)當(dāng)中的預(yù)定范圍以外的灰度級(jí)放回到預(yù)定范圍內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明，通過不使用相關(guān)技術(shù)所需要的掩模圖像而抑制在透過色部分中噪聲的出現(xiàn)，可以在低成本下對(duì)一個(gè)目標(biāo)圖像進(jìn)行編碼。因?yàn)樗鐾高^色是僅基于亮度而得到判斷，所以所述目標(biāo)的輪廓可以得到真實(shí)地再現(xiàn)，而未伴隨有由于子采取所造成的分辨率下降，從而使獲得高質(zhì)量圖像成為可能。此外，通過采用表示最暗黑色或表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)，有可能采用所述值作為透過色，借此所述值通過剪裁噪聲被消除。因此，如果在色差圖像中出現(xiàn)噪聲，則透過色仍然可以得到正確判斷。
附圖的簡(jiǎn)要說明參考附圖，根據(jù)下述詳細(xì)說明本發(fā)明的其它及進(jìn)一步的目的、特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像處理裝置的方框圖；圖2視圖示出當(dāng)在白色(像素R)背景上的原始圖像具有臺(tái)階狀邊緣并且噪聲出現(xiàn)在被解碼圖像的邊緣附近情況下，具有等于或大于R像素值的噪聲是如何通過剪裁被變換到R-1；圖3是用來解釋在變換處理單元中被設(shè)置的第一轉(zhuǎn)換方程的視圖；圖4是用來解釋在變換處理單元中被設(shè)置的第二轉(zhuǎn)換方程的視圖；圖5是用來解釋在變換處理單元中被設(shè)置的第三轉(zhuǎn)換方程的視圖；圖6A至6D是用來解釋這樣原理的視圖，基于所述原理當(dāng)0被賦給一個(gè)透過色時(shí)，圖像處理裝置降低了在目標(biāo)周圍的透過色部分內(nèi)的噪聲；圖7是示出在相關(guān)技術(shù)中具有所規(guī)定透過色的原始圖像的視圖；圖8是示出在相關(guān)技術(shù)中通過不可逆編碼而獲得的被解碼圖像的視圖；以及圖9是示出用于在相關(guān)技術(shù)中的掩模圖像的視圖。
所優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明現(xiàn)在參考附圖，對(duì)所優(yōu)選的實(shí)施例說明如下。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)圖像處理裝置30的方框圖。這個(gè)實(shí)施例的所述圖像處理裝置30包括一個(gè)圖像編碼設(shè)備31和一個(gè)圖像解碼設(shè)備32。所述圖像編碼設(shè)備31包括色轉(zhuǎn)換單元33、子采樣單元34、作為灰度級(jí)變換裝置的變換處理單元35，以及作為圖像編碼裝置的不可逆編碼單元36。同樣，所述圖像解碼設(shè)備32包括作為圖像解碼裝置的解碼單元37、上采樣單元38、作為透過色判斷裝置的透過色判斷單元39，以及色轉(zhuǎn)換單元40。
在所述圖像編碼設(shè)備31中，利用例如RGB表達(dá)，色轉(zhuǎn)換單元33將原始圖像20的色空間轉(zhuǎn)換成亮度和兩個(gè)色差。作為由亮度和色差所表示的色空間，YcbCr色空間被用于數(shù)字相機(jī)和電視攝像機(jī)，并且CIELAB色空間被用于彩色傳真機(jī)。色空間的色表示系統(tǒng)取決于安裝在每個(gè)機(jī)器上的應(yīng)用程序而有所不同。然而，本發(fā)明并不強(qiáng)調(diào)本質(zhì)的差異，因此采用國際標(biāo)準(zhǔn)的色轉(zhuǎn)換系統(tǒng)便足夠了。
子采樣單元34使亮度分辯率完好無損并且降低了色差的分辨率。作為一種采樣方法，既在垂直又在水平方向上采樣像素以將色差分配到四個(gè)亮度像素的方法，或者僅在水平方向上采樣像素以將一個(gè)色差像素分配到兩個(gè)亮度像素的方法得到采用。所述采樣方法可以采取平均法而不單采用跳過方法。
更具體而言，假設(shè)灰度級(jí)由0至R-1表示，則在物體23周圍透過色部分21內(nèi)的透過色亮度灰度級(jí)或者為0或者為R-1。在此，R為整數(shù)且R＝256，對(duì)8位數(shù)據(jù)。關(guān)于被輸入到圖像編碼設(shè)備31內(nèi)的圖像，假設(shè)透過色的范圍被預(yù)先確定，且透過色部分21也事先被確定為白色或黑色。假定R＝256且白色是透過色，則255被賦給到每個(gè)RGB，且在色轉(zhuǎn)換之后的亮度值也為255。當(dāng)黑色為透過色時(shí)，0被賦給到每個(gè)RGB，且亮度值也為0。變換處理單元(shift processing unit)35將具有亮度為0的透過色的灰度級(jí)變換到一個(gè)負(fù)值，且將具有亮度R-1的透過色變換到等于或大于R的一個(gè)值。
現(xiàn)在將解釋這樣的一個(gè)原理，基于此原理通過變換在透過色中的噪聲得到降低。假設(shè)R為灰度級(jí)，則像素值是一個(gè)從0至R-1的整數(shù)值?？傮w上，256通常被賦給R，R是一個(gè)用于8位數(shù)據(jù)的值，且在這個(gè)實(shí)施例中也采用這個(gè)值。當(dāng)編碼被執(zhí)行時(shí)像素值(R＝256)被輸入。然而，在不可逆轉(zhuǎn)換編碼如JPEG和JPEG2000的情況下，則出現(xiàn)因頻率轉(zhuǎn)換和量化而引起的誤差，且為此原因當(dāng)圖像被解碼時(shí)，像素值可以超出灰度級(jí)范圍。在這個(gè)情況下，解碼單元37執(zhí)行剪裁處理以將范圍以外的像素值回復(fù)到邊界值，即0或R-1。
圖2視圖示出當(dāng)在白色(像素R)背景上的原始圖像具有臺(tái)階狀邊緣并且噪聲出現(xiàn)在被解碼圖像的邊緣附近情況下，具有等于或大于R的像素值的噪聲是如何通過剪裁被變換到R-1。這種剪裁處理最終僅使具有等于或低于R-1像素值的噪聲為可見。如圖2所示，當(dāng)被用來對(duì)背景變換的灰度級(jí)寬度大于由于編碼而出現(xiàn)的噪聲的灰度級(jí)寬度時(shí)，在具有超出灰度級(jí)范圍以外像素值的背景上的大多數(shù)噪聲在編碼之前通過剪裁被消除。
為什么透過色被設(shè)置成灰度級(jí)的邊界值的原因如下。即，確保透過色功能的文件格式被局限到那些具有低壓縮比的可逆編碼方法如GIF和PNG上。同時(shí)，由于通過具有高壓縮比的不可逆轉(zhuǎn)換編碼如JPEG，所述值被加以改變，所以非透過色的色部分變成了透過色，或者相反地，透過色的一部分變成了非透過色的色，這導(dǎo)致一個(gè)在目標(biāo)23上被稱為“空穴”的點(diǎn)狀丟失顯示點(diǎn)，或者一個(gè)在目標(biāo)23周圍被稱為“污物”的點(diǎn)狀的額外顯示部分，且合成圖像的圖像質(zhì)量由此下降。
因此，優(yōu)點(diǎn)在于這樣的特征，即在灰度級(jí)以外的所有值均通過剪裁回復(fù)到邊界值，換句話說，通過將灰度級(jí)的邊界值規(guī)定為透過色且在編碼之前將這個(gè)值變換到灰度級(jí)以外，則有可能通過不可逆轉(zhuǎn)換編碼獲得透過色功能，而不破壞合成圖像的圖像質(zhì)量。被規(guī)定為透過色的色或者是0(黑色)或是R-1(白色)或者是兩者全部。
圖3是用于解釋被設(shè)置在變換處理單元35中的第一轉(zhuǎn)換方程的視圖，圖4是用于解釋被設(shè)置在變換處理單元35中的第二轉(zhuǎn)換方程的視圖，且圖5是用于解釋被設(shè)置在變換處理單元35中的第三轉(zhuǎn)換方程的視圖。所述變換處理單元35連同上述變換處理所需要的轉(zhuǎn)換方程被設(shè)置。轉(zhuǎn)換方程可以采取幾種形式，且由線性函數(shù)所表達(dá)的轉(zhuǎn)換方程作為一個(gè)實(shí)例被闡明如下，其中Yi是到變換處理單元35的輸入圖像亮度，Yo是來自變換處理單元35的輸出圖像亮度，R是灰度級(jí)值(在此，R＝256，這是一個(gè)用于8位數(shù)據(jù)的值)，且α、β、D1和D2每一個(gè)為0或?yàn)檎麛?shù)。
(a)第一轉(zhuǎn)換方程Yo＝-D1 (Yi＝0) …(1)Yo＝αYi+β (0＜Yi＜R-1)…(2)Yo＝R-1+D2 (Yi＝R-1) …(3)(b)第二轉(zhuǎn)換方程Yo＝-D1 (Yi＝0)…(4)Yo＝αYi+β (0＜Yi≤R-1)…(5)(c)第三轉(zhuǎn)換方程Yo＝αYi (0≤Yi＜R-1) …(6)Yo＝R-1+D2 (Yi＝R-1)…(7)具有方程(1)至(3)的第一轉(zhuǎn)換方程采用0和R-1作為透過色。具有方程(4)和(5)的第二轉(zhuǎn)換方程采用0作為透過色，且具有方程(6)和(7)的第三轉(zhuǎn)換方程采用R-1作為透過色。每個(gè)轉(zhuǎn)換方程被以這樣的方式設(shè)置，以便于透過色被變換到灰度級(jí)范圍之外。在第一至第三轉(zhuǎn)換方程中的α和β的條件是α≤1且β≥0。
存在通過編碼目標(biāo)23內(nèi)的像素轉(zhuǎn)變成透過色的可能性，且上述點(diǎn)狀的丟失顯示點(diǎn)在目標(biāo)23內(nèi)被生成。為了降低出現(xiàn)這種點(diǎn)狀丟失顯示點(diǎn)出現(xiàn)的可能性，在目標(biāo)23內(nèi)的像素灰度級(jí)值被設(shè)置成遠(yuǎn)離透過色灰度級(jí)值的值。借助于從第一至第三方程中的任何一個(gè)方程，通過將較小值賦給α、較大值賦給β，遠(yuǎn)離那個(gè)透過色灰度級(jí)值的這些值在轉(zhuǎn)換之后便選取更遠(yuǎn)離所述透過色灰度級(jí)值的值。在具有0或R-1灰度級(jí)的像素被最初包含在目標(biāo)23中的情況下，僅利用第一至第三方程則不可能避免點(diǎn)狀丟失顯示點(diǎn)的出現(xiàn)，其中所述灰度級(jí)為透過色的灰度級(jí)。因此，為了預(yù)防這種不便之處，對(duì)目標(biāo)23內(nèi)的像素進(jìn)行預(yù)處理，這樣像素值被從例如0變化到1。
不可逆編碼單元36將所有被分成亮度和色差的組分共同地進(jìn)行編碼。色轉(zhuǎn)換編碼被用作不可逆編碼，且可以采用國際標(biāo)準(zhǔn)的JPEG(聯(lián)合攝影編碼專家組)及MPEG(移動(dòng)圖片編碼專家組)。所述轉(zhuǎn)換編碼通過將一個(gè)圖像分成空間組分、隨后通過低頻組分的精細(xì)量化及高頻組分的粗略量化減少了信息。這是因?yàn)槿说娜庋蹖?duì)高頻組分不敏感，以致于當(dāng)高頻組分被制作得精確度較低時(shí)，圖像質(zhì)量幾乎沒有惡化。然而，應(yīng)該注意到精確度較低的高頻組分產(chǎn)生高頻噪聲。
在圖像編碼設(shè)備31中被編碼的圖像數(shù)據(jù)首先通過一條通訊線等被存儲(chǔ)在累加介質(zhì)中，然后從此被讀出，且被輸入到圖像解碼設(shè)備32中。
在圖像解碼設(shè)備32中，解碼單元37將在圖像編碼設(shè)備31中被編碼的數(shù)據(jù)解碼，且將被編碼的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成由亮度和色差所表示的圖像數(shù)據(jù)。在這個(gè)例子中，在從0至R-1范圍以外的灰度級(jí)當(dāng)中，借助于剪裁通過解碼單元37，具有負(fù)值的那些灰度級(jí)被回復(fù)到0，且具有等于或大于R值的那些灰度級(jí)被回復(fù)到R-1。
上采樣單元38將色差的分辨率回復(fù)到原始分辨率，即回復(fù)到與亮度分辨率同樣高的分辨率。當(dāng)兩個(gè)色差像素被分配到四個(gè)亮度像素時(shí)，可以采用將單像素復(fù)制到四個(gè)色差像素的方法、實(shí)施內(nèi)插的方法等，作為上采樣的一種方法。
透過色判斷單元39將具有亮度0或R-1的部分判斷為透過色?？傮w上，被規(guī)定為透過色的白或黑色為無色，且由此色差值為R/2(當(dāng)R＝256時(shí)為128)，即灰度級(jí)的中間值。然而，因由子采樣及不可逆編碼所引起的噪聲影響，色差值可以選取一個(gè)不同于R/2的值，這可以使透過色帶上色。為了避免這種不便之處，當(dāng)亮度具有規(guī)定為透過色值的值時(shí)，透過色判斷單元39強(qiáng)制性地將色差值改變到R/2。
色轉(zhuǎn)換單元40將由亮度及色差所表示的色空間轉(zhuǎn)換成專用于顯示設(shè)備的色空間，所述顯示設(shè)備允許圖像得以顯示。例如，當(dāng)顯示設(shè)備是一個(gè)顯示器時(shí)，RGB色空間被采用，并且當(dāng)顯示設(shè)備為打印機(jī)時(shí)CMYK色空間被采用。
圖6A至6D是用來解釋這樣原理的視圖，基于所述原理當(dāng)0被賦給一個(gè)透過色時(shí)，圖像處理裝置降低在目標(biāo)周圍的透過色部分內(nèi)的噪聲；在附圖中，縱座標(biāo)用于灰度級(jí)值且橫座標(biāo)用于在圖像一行上的像素位置。圖6A示出包含透過色的原始圖像，且如圖6B所示，透過色部分的灰度級(jí)通過變換處理單元35被變換到負(fù)值。
通過由通訊線或累積設(shè)備所實(shí)現(xiàn)的傳輸裝置，在圖像編碼設(shè)備31中被編碼的圖像數(shù)據(jù)被輸入到圖像解碼設(shè)備32中，并且在解碼單元37中被解碼。圖6C示出在剪裁以前被解碼的亮度，并且如圖6D所示，通過借助灰度級(jí)被舍入到從0至R-1范圍的剪裁處理，在透過色部分21內(nèi)的噪聲被消除。雖然噪聲被留在色差部分內(nèi)，但是由于透過色是僅基于亮度組分而得到判斷，所以因色差組分引起的噪聲將不影響透過色部分21。利用由此方法所獲得的透過色部分，背景的圖像得以合成。
正如已經(jīng)說明的那樣，根據(jù)本實(shí)施例，因?yàn)樵谕高^色部分21內(nèi)的噪聲可以得到抑制，所以通過具有高壓縮比的不可逆編碼而不單獨(dú)采用掩模圖像，可以獲得基于目標(biāo)的編碼。同樣，因?yàn)椴辉傩枰谀：铣商幚?，所以設(shè)備的布置可以更為簡(jiǎn)單，且因此可以節(jié)省制造費(fèi)用。此外，由于廣泛用于對(duì)自然圖像進(jìn)行編碼的標(biāo)準(zhǔn)圖像編碼方法可以作為編碼方法被采用，而不管是移動(dòng)圖像還是靜止圖像要被編碼。因此，這個(gè)實(shí)施例可以被容易地加以實(shí)施，且可以被容易地結(jié)合到各種應(yīng)用程序中。
本發(fā)明可以被適宜地應(yīng)用到處理移動(dòng)圖像和靜止圖像的應(yīng)用程序中、可以被安裝到WWW瀏覽器、彩色傳真機(jī)、電視電話以及裝備有顯示器的手提電話等中。
本發(fā)明可以以其它具體的形式而具體化，而不偏離其中的實(shí)質(zhì)或必要的特征。因此本實(shí)施例在所有方面被似為示例性的而非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所指明，而不是由上述說明所指明，且伴隨所述權(quán)利要求等效性的含義及范圍而來的變化旨在被包含于其中。
權(quán)利要求
1.一種圖像編碼設(shè)備，包括灰度級(jí)變換裝置(35)，其用于將一原始圖像(20)的透過色(21)亮度的灰度級(jí)進(jìn)行變換；以及圖像編碼裝置(36)，其用于對(duì)其灰度級(jí)已經(jīng)由所述灰度級(jí)變換裝置(35)進(jìn)行變換的圖像進(jìn)行不可逆編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像編碼設(shè)備，其中所述灰度級(jí)變換裝置(35)采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像編碼設(shè)備，其中所述灰度級(jí)變換裝置(35)采用一個(gè)表示最亮白色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的圖像編碼設(shè)備，其中所述灰度級(jí)變換裝置(35)將存在于一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)的原始圖像透過色的亮度灰度級(jí)變換到其外部。
5.所述圖像解碼設(shè)備，包括用于對(duì)所編碼圖像進(jìn)行解碼的圖像解碼裝置(37)；以及透過色判斷裝置(39)，其用于從在所述圖像解碼裝置(37)中被解碼的圖像的亮度信息中判斷透過色。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像解碼設(shè)備，其中所述透過色判斷裝置(39)采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像解碼設(shè)備，其中所述透過色判斷裝置(39)采用一個(gè)表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的圖像解碼設(shè)備，其中所述圖像解碼裝置(37)將所解碼圖像的亮度灰度級(jí)當(dāng)中的預(yù)定范圍以外的灰度級(jí)放回到預(yù)定范圍內(nèi)。
9.一種圖像處理裝置包括灰度變換裝置(35)，其用于將原始圖像(20)的透過色(21)的灰度級(jí)進(jìn)行變換；圖像編碼裝置(36)，其用于對(duì)已經(jīng)由所述灰度級(jí)變換裝置(35)變換的圖像進(jìn)行不可逆地編碼；圖像解碼裝置(37)，其用于對(duì)由所述圖像編碼裝置所編碼的圖像進(jìn)行解碼；以及透過色判斷裝置(39)，其用于從由所述圖像解碼裝置(37)所解碼圖像的亮度判斷出透過色。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中所述灰度變換裝置(35)采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)，以及所述透過色判斷裝置(39)采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中所述灰度變換裝置(35)采用一個(gè)表示最亮白色的值作為透過色的亮度灰度級(jí)，以及所述透過色判斷裝置(39)采用一個(gè)表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中所述透過色判斷裝置(39)在判斷透過色時(shí)僅采用亮度，并且采用一個(gè)表示最暗黑色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
13.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中所述透過色判斷裝置(39)在判斷透過色時(shí)僅采用亮度，并且采用一個(gè)表示最亮白色的值作為被判斷為透過色的亮度灰度級(jí)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的圖像處理裝置，其中所述灰度級(jí)變換裝置(35)將存在于一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)的原始圖像透過色的亮度灰度級(jí)變換到其外部，以及所述圖像解碼裝置(37)將所解碼圖像的亮度灰度級(jí)當(dāng)中的預(yù)定范圍以外的灰度級(jí)放回到預(yù)定范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種圖像編碼設(shè)備及圖像解碼設(shè)備，其不使用掩模圖像而通過執(zhí)行處理來降低在解碼器末端處噪聲的出現(xiàn)，從而確保借助于不可逆編碼的透過色功能。灰度級(jí)變換單元(35)將原始圖像透過色的灰度級(jí)進(jìn)行變換，隨后編碼單元(36)對(duì)圖像執(zhí)行不可逆編碼。透過色判斷單元(39)僅基于亮度信息便判斷出被解碼圖像的透過色，且上采樣單元(37)真實(shí)地恢復(fù)一個(gè)目標(biāo)的輪廓，而不伴隨有由于子采樣所導(dǎo)致的分辨率惡化。因此有可能獲取一個(gè)具有較小噪聲的高質(zhì)量圖像。
文檔編號(hào)H04N7/46GK1444388SQ03120159
公開日2003年9月24日 申請(qǐng)日期2003年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者山田英明 申請(qǐng)人:夏普公司