圖象解碼方法與圖象解碼設備的製作方法
2023-04-26 19:49:31 2
專利名稱：圖象解碼方法與圖象解碼設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像解碼技術，尤其涉及編碼圖象數據的解碼方法與設備。
背景技術：
在常被稱為「圖象世紀」的二十世紀中，製作了大量各類圖片與圖像，並且應用於影視等領域。尤其在九十年代，個人計算機(pc)與其它信息設備得到廣泛應用，數位相機、彩色印表機等獲得普及，且網際網路應用出現了爆發性增長，導致數字圖像文化深深地滲入平民百姓的日常生活裡。在此情況下，編碼與壓縮技術，諸如靜止圖像的JPEG(聯合攝影專家組)與活動圖像的MPEG(活動圖像專家組)都已被標準化，通過CD-ROM等記錄媒體和網絡、廣播等傳輸媒體改善了圖像分布與再現的便利性。JPEG系列中的一種先進版本JPEG2000已經推出，且MPEG的中長期目標早已制訂出來了。因此，圖像處理技術目前的走向與未來的精益求精，無疑將帶領我們更深地進入數字圖像世界。
圖像數據格式的標準化促進了數字設備間的數據交換，例如，只有名片一半大小的存儲卡，現已很容易在便攜信息設備與其它信息設備之間作數據交換。數位相機拍攝的圖像數據，很容易用支持同一數據格式的高清晰度彩色印表機輸出。現在可以期望，圖像數據將來會越來越多地通過各種不同類型的設備與裝置交換使用。
發明內容
鑑於這些情況，發明人已認識到下述一個問題。即如果數位相機拍攝的圖像原來的分辨度為640×480，那麼在320×200的LCD與顯示的話就要求縮放該圖像。另一方面，若準備產生一種拇指甲大小的120×80圖像，也要求作縮放。一般而言，縮放所需的處理時間和存儲器存取容量(即帶寬)幾乎正比於待處理的原始圖像的大小。因此在該例中，若要對LCD輸出產生圖像數據或產生拇指甲大小的圖像數據，造成的負載就正比於原始圖像的640×480尺寸。
根據這些因素，本發明的一個目的是提供一種能減少圖像解碼處理所需的負荷並減少功耗的圖像解碼技術。
本發明一較佳實施例涉及一種圖像解碼方法。在該方法中，在對原始圖像編碼而生成的編碼圖像數據逐漸解碼的過程中所生成的中間圖像，被用作最後解碼圖像。
本發明另一較佳實施例也涉及一種圖像解碼方法。該方法包括對通過編碼原始圖像而生成的編碼圖像數據逐漸解碼，生成中間圖像；根據在解碼到輸出任一點處的處理能力，中止生成中間圖像；並把在中止時得到的中間圖像用作最後解碼的圖像。
本發明再一個較佳實施例也涉及一種圖像解碼方法。該方法包括通過逐漸解碼編碼的圖像而生成一中間圖像，該編碼的圖像是通過對原始圖像作分層編碼再對其分級而生成的數據；以根據在解碼到輸出任何一點的處理能力而確定的分級，中止生成中間圖像；把在中止時得到的中間圖像用作最後解碼的圖像。
在正常解碼圖像時，只要獲得完成解碼後得到的這些圖像就夠了。但在該較佳實施例中，在解碼過程中得到的中間圖像倒是有意獲得並利用的。例如，即使中間圖像的分辨度低於最後解碼的圖像的分辨度，或者中間圖像以低頻分量為主，若能顯示，這種中間圖像仍能有用。再者，根據某種用途，反而適宜應用這種較低分辨度的中間圖像，使該實施例適用於這種場合。例如，在從圖像解碼一直到顯示和列印解碼的圖像這一處理過程中，對處理能力諸如存儲容量、功耗、CPU和分辨度等有所限制，解碼處理在中途中止，就用此時得到的中間圖像代替最後解碼的圖像。由此降低了處理成本。
在分層結構或遞歸結構下作圖像解碼時，中間圖像可能是一種在解碼過程中產生的中間分級或中間遞歸級的圖像。此時，在分層或遞歸處理期間就自然地多次生成中間分層的中間圖像，因而便於實施該實施例。下面在簡稱「中間圖像」時，該術語也包括「中間分層圖像」。另外，中間圖像可以是分辨度比原始圖像低的圖像，也可以是原始圖像的低頻分量居多的圖像。
顯示解碼的圖像的輸出終端的有效分辨度可以用作處理能力，而在中止步驟中，在生成適合該有效分辨度的中間圖像的某一階段，可以中止生成中間圖像。另外，顯示解碼圖像的輸出終端的有用存儲容量也可用作處理能力，而且在中止步驟中，在生成適合存儲容量的中間圖像的某一階段，可以中止生成該中間圖像。
再者，可用於解碼處理的存儲器容量可用作處理能力，在中止步驟中，在生成適合該存儲器容量的中間圖像的某一階段，可中止生成該中間圖像。
另外，允許解碼處理和解碼圖像顯示之一的功耗可以用作處理能力，在中止步驟中，可按該功耗中止生成中間圖像。再者，在將這種模式設置為節能模式時，可適合中止解碼處理。
該圖像解碼方法還包括對最後的解碼圖像做擴縮處理，使之適合顯示該解碼圖像的輸出終端的有效分辨度。當用作最後解碼圖像的中間圖像的分辨度與輸出終端的分辨度相比較而發現不配時，可作這種擴縮處理。另外，還可以作微調、邊緣突出或高通濾波、平滑或減噪或低通濾波、彩色轉換或其它各種圖像處理，以便取代這種擴縮處理或與這種擴縮處理相組合。
本發明又一較佳實施例涉及圖像解碼設備。該設備包括解碼單元，用於對原始圖像經編碼而生成的編碼圖像數據逐漸解碼，再生成中間圖像；和中斷控制單元，它對解碼單元起作用，並根據從輸出到解碼任一點的處理能力，中止生成中間圖像，其中解碼單元把中斷控制單元中止時得到的中間圖像輸出為最後解碼圖像。
假定原始圖像被分層和編碼，解碼單元可按其分級逐漸作解碼處理，並以中間分層生成中間圖像。解碼單元可在解碼處理中作二維逆小波變換，並用二維低頻分量構成的子帶生成中間圖像。
本發明再一較佳實施例也涉及一種圖像解碼設備。該設備包括拍攝組件；控制拍攝組件機構的機構控制組件；和處理拍攝組件所得數字圖像的處理組件。處理組件包括解碼單元，用於解碼從接受信號中提取的數字圖像的編碼圖像數據；和中斷控制單元，用於對解碼單元產生作用，並根據輸出到解碼任一點的處理能力，中止生成中間圖像。解碼單元把中斷控制單元在中止時得到的中間圖像輸出為最後解碼圖像。
本發明還有一較佳實施例也涉及一種圖像解碼設備。該設備包括接收組件；處理接收信號的處理組件；和重現已處理信號的播放組件。處理組件包括解碼單元，用於解碼從接收信號裡提取的數字圖像的編碼圖像數據；和中斷控制單元，它對解碼單元產生作用，並根據解碼到輸出任一點的處理能力，中止生成中間圖像。解碼單元把中斷控制單元在中止時得到的中間圖像輸出為最後解碼圖像。本圖像解碼設備還包括向外部設備輸出解碼圖像的接口組件。「外部設備」可以包括網絡等傳輸信道或線路和存儲器等無源單元。
須指出，上述構成元件與步驟的任何隨意置換或替代、在方法與設備之間的部分或全部置換或替代的表達與增添，以及改變成電腦程式、記錄媒體等的表述，均全部有效並為這些實施例所包括。
還有，這一發明內容並不一定描述所有必要的特徵，因而本發明也可能是這些描述特徵的局部組合。
圖1示出JEPG2000對編碼圖像數據解碼的一系列步驟。
圖2示出本發明一較佳實施例的圖像解碼設備的結構。
圖3示出一例圖2中處理性能表的內部結構。
圖4示出一例圖2中處理性能表的內部結構。
圖5A和5B示出某些分層LL子帶和其位平面之間的關係。
圖6示出本發明另一較佳實施例的數位相機結構。
圖7示出本發明又一較佳實施例的電視機結構。
具體實施例方式
現在根據諸較佳實施例描述本發明，這些實施例並不限制本發明，僅作示例。實施例所描述的所有特徵及其組合併不一定是本發明的實質。
諸較佳實施例都涉及一種對用JPEG2000編碼的圖像數據作解碼的設備。
圖1示出基於JPEG2000的解碼過程。如圖1所示，首先輸入編碼圖像數據CI，然後在以下要描述的算術解碼與位平面解碼等處理後作反量化處理。在此階段，得到一個已對原始圖像作過兩次小波變換的圖像(下稱「第三分層圖像WI3」)。之後，對該圖像作逆小波變換而生成第二分層圖像WI2。接著，通過第二次逆小波變換得到第一次分層圖像WI1。另外，對該圖像WI1作第三次逆小波變換而得到解碼的圖像DI。
為便於更好得理解，先描述一下編碼步驟，就是圖1所示的處理逆變換。即，圖1中稱為解碼圖像DI的部分是原始圖像，原始圖像作一次小波變換就生成第一分層圖像WI1。JPEG2000所用的小波變換濾波器是Daubechies濾波器，其本質在於沿圖像的垂直與水平兩個方向同時操作高通與低通濾波器。從而把變換得出的圖像分成總共四個帶，即沿x與y兩個方向具有低頻分量的LL子帶、沿x與y方向之一具有低頻分量而沿另一方向具有高頻分量的HL子帶與LH子帶，以及沿X與y兩個方向具有高頻分量的HH子帶。而且，該濾波器還能工作，沿x與y兩個方向將像素數減為1/2。因此如圖1所示，可生成如第一分層圖像WI1所示的四個子帶(用LL1、HL1、LH1和HH1表示)。
在編碼的小波變換中，作預定次數濾波。圖1中，小波變換作三次，生成第二與第三分層圖像WI2和WI3。第二次和以後的小波變換隻對前一分層圖像的LL子帶分量實施。例如，在第二分層圖像WI2中，把第一分層圖像WI1的LL1子帶分成LL2、HL2、LH2和HH2四個子帶。在編碼處理中，對第三分層圖像WI3作量化和其它處理，最後得到編碼的圖像數據CI。
要指出，關於分層的圖像，原始圖像裡的低頻分量出現在更靠近圖1的左上角。如在圖1的第二分層圖像WI2中，左上角LL2子帶為最低頻率。換言之，一旦得到該LL2子帶，就能再現原始圖像的大多數基本特徵。這一知識與理解將應用於下述諸實施例中。
圖2示出圖像解碼設備10的結構。該結構可用CPU、存儲器與其它任意計算機LSI等硬體或裝入存儲器裡的程序等軟體實現。然而，圖2中，方塊中只示出由這類硬軟體組合實現的功能。因此，本領域的技術人員應理解，這些功能塊可用各種方式如單純硬體、單純軟體或它們的組合實現。
圖像解碼設備10主要包括解碼單元12和中斷控制單元30。解碼單元12包括數據流分析儀14，用於接收編碼的圖像數據CI並分析其數據流；算術解碼器16，用於以算術方法解碼被分析結果確定為要解碼的數據序列；位平面解碼器18，用於解碼以位平面形式對各彩色分量如此得到的數據；對結果做反量化的反量化器20；和逆小波變換器24，用於對反量化得到的第n分層圖像WIn作逆小波變換。該逆小波變換器24把幀緩衝器22用作工作區。解碼完成最後得到的解碼圖像DI從幀緩衝器22輸出到任意目的地。作為輸出終端的例子，有LCD等顯示器、存儲卡或硬碟等存儲裝置、印表機等印表機設備或通過網絡的伺服器。
另一方面，中斷控制單元30包括中斷處理器32，用於用逆小波變換器24強制中斷解碼並對迄今生成的第n分層圖像作預定處理；處理性能表34，用於存貯圖像解碼與輸出之間任一階段有關處理性能或能力的信息；以及處理性能限定器36，用於規定特定的處理性能或能力。中斷處理器32通過參照處理性能限定器36規定的處理性能和處理性能表34貯存的處理性能，把分辨度或像質確定到符合規定的處理性能，然後按確定的分辨度或像質用逆小波變換確定解碼的分級。於是，在監視逆小波變換器24處的解碼進展時，中斷處理器32在解碼進展到規定的分級時強制中斷解碼過程，並對後續的分層中止解碼過程。
中斷處理器32從幀緩衝器22裡讀出解碼過程中斷時得到的第n分層圖像WIn的低頻分量LL子帶圖像(以下也稱為中間圖像)，必要時，在對它處理(後面描述)後再把它寫回幀緩衝器22。被中斷處理器32處理過的該中間圖像，作為最後解碼圖像DI從幀緩衝器22中輸出。
在JPEG2000中，同一分層的圖像按LL、HL或LF和HH子帶依次解碼。由於某一分層的LL子帶圖像被用作之後將變為最後解碼圖像DI的中間圖像，所以該特定分層的HL、LH與HH子帶圖像根本不使用。因此，當中斷處理器32在某一分級中斷逆小波變換器24的解碼過程時，從原理上說，在完成了該分層的LL子帶解碼時的某一點就強制中斷了解碼過程，所以對同一分層的其它後續子帶不再作解碼處理。
下面說明中斷處理器32以某分級判斷中斷解碼的判據。圖像輸出終端可以是要求高分辨度的大型LCD或印表機，或者是只要求低分辨度的攝象機尋像器，因為圖像很小。這意味著要求的像質或分辨度在應用當中是不同的。因此，考慮到輸出終端的顯示能力，解碼圖像的分辨度可以變化。
再者，圖像解碼佔用很大的存儲容量，對CPU有較大負荷，解碼圖像的數據量不僅對輸出終端的存儲器帶來很大負擔，對輸出終端的傳輸線路也有很大負擔。因此，還必須考慮解碼設備的處理性能與能力以及輸出終端的能力。還存在一些解碼處理設備和/或輸出終端的顯示設備用電池驅動的情況，此時可能必須通過將電池充電狀態切換到節能模式並縮短處理時間來抑制或儘量減小功耗。
對此，中斷處理器32就確定一種條件，以根據從圖像解碼到輸出過程中涉及到的各種處理性能而中斷解碼處理，這些處理性能包括解碼處理的CPU性能與存儲器容量、顯示、列印和記錄等輸出的存儲器容量、對輸出終端的傳輸性能，以及解碼設備或顯示設備的允許功耗。在這種中斷判斷中可作參照的處理性能表34的例子示於圖3和4。
圖3示出存貯對應於不同輸出終端的分辨度的處理性能表34。輸出終端的名稱70和輸出終端可輸出的圖像尺寸72以二者相互關聯的方式存貯起來。中斷處理器32從處理性能限定器36接收限定解碼圖像輸出終端的信息，通過參照處理性能表34得到與之對應的圖像尺寸，由此確定獲取使用的中間圖像的分層。例如，假定編碼圖像數據尺寸為1280×960。為在320×240的LCD上顯示該圖像，就把第二分層圖像WI2的中間圖像用作復原圖像，因為該中間圖像LL2的尺寸為320×240。為在640×480的外部監視器上顯示該圖像，則把第一分層圖像WI1的中間圖像LL1用作復原圖像，因為該中間圖像LL1的尺寸為640×480。在把它從印表機輸出時，使用的就是原始圖像，即在執行復原處理直到結束後得到的復原圖像DI。
圖4示出的處理性能表34，存貯了對應於不同功耗模式的分辨度。貯存在處理性能表34中的信息是相互關聯的功耗模式74與圖像尺寸76。例如，在320×240的LCD上顯示數字攝象機圖像時，若中斷處理器32從處理性能限定器36接收正常功率模式規格，則中斷處理器32參照該處理性能表34選擇320×240的最大圖像尺寸。然而，若中斷處理器32從處理性能限定器36接收到節能模式的規格，就選擇一半尺寸，即160×120。在節能模式中，可使用第三分層圖像WI3的中間圖像LL3。這種功耗模式可按電池電荷電平自動設置，或由用戶通過操作模式設定功能而設置。再者，功耗模式可以被構造成在交流接合器的電源與電池驅動之間作模式切換。另外，還可以被構造成由處理性能限定器36監視電池電荷電平，並告訴中斷處理器32有用功率電平，而中斷處理器32據此測量或估算解碼所需的功耗，並在允許的功耗範圍內中止解碼處理。
作為中斷處理器32中止的另一個判據，可以用圖像解碼設備10的CPU性能或幀緩衝器22的存儲器容量確定要提取的中間圖像的分辨度。而且，還可用輸出終端處顯示設備或列印設備的存儲器容量來確定要提取的中間圖像的分辨度。或者，可對輸出終端有用的存儲器容量設置一限制條件，從而可在該限制條件內選擇最大分辨度。還有，可在解碼處理期間監視和掌握存儲器活度比的動態變化，使得在剩餘存儲容量不足時中斷解碼。
作為又一例子，中間圖像的分辨度可以不單純由處理性能確定，還由圖像的用途確定。例如，在上例320×240尺寸的LCD上顯示時，若目的是顯示120×80尺寸的拇指甲圖像，可用第三分層160×120的中間圖像LL3代替第二分層320×240的中間圖像。此時，中間圖像LL3與拇指甲圖像之間尺寸不一致，因而把該中間圖像在處理得尺寸減為120×80後再用作復原圖像。對於其它用途，如數位相機的「靜止圖像」或「活動圖像」，處理性能限定器36可向中斷處理器32告知用戶對圖像的用途，而為每種用途確定的分辨度可從處理性能表34獲取。這種分辨度由用戶的數字攝象機規格或數位相機常用規格確定。
因此，通過中斷處理器32的這一操作，可以把解碼處理期間得到的並且適合某種處理性能或用途的中間分層的中間圖像用作解碼圖像，不必讓解碼處理到最後得到解碼圖像DI。因此，處理時間縮短了，存儲器上利用率很低，因而功耗明顯減小。
由於在第n分層得到的LL子帶中間圖像的尺寸是原始圖像垂直與水平尺寸的1/2n倍，故其尺寸可能與輸出終端的圖像尺寸不一致。此時，適當地擴縮中間圖像，把它調節成輸出終端的圖像尺寸，並把如此調節的中間圖像用作解碼圖像。這種擴縮處理涉及到圖像內插與像素值轉變等處理。這些處理通常由中斷處理器32通過從幀緩衝器22中提取該中間圖像而進行。然而，這些處理也可在輸出終端執行。因此可把處理安排成將LL子帶中間圖像直接從幀緩衝器22輸出給輸出終端。
再者，假定把該圖像解碼設備10構成為數位相機等，則有時可用變焦功能擴縮拍攝的圖像。此時，LL子帶中間圖像可通過內插和轉換處理擴縮，而HL或LH或HH子帶圖像(有的話)可用於通過逆小波變換獲得垂直與水平尺寸大二倍的圖像。因此，在上述中斷處理中，代替LL子帶圖像解碼中的中斷，LL以外的子帶圖像也可被解碼並貯存在幀緩衝器22裡，從而在變焦時，也可把LL以外的子帶圖像逆變換成下一分層圖像而被用作復原圖像。另外，在沒有LL以外子帶圖像時，通過將像素值簡化為0可恢復下一分層圖像。
作為中斷或中止控制的再一種方法，若輸出終端要求的像質很低，則可通過在位平面當中只解碼高次位平面而不用低次位平面就可作出中斷或中止。
圖5A示出LL2子帶與第二分層WI2位平面間的關係。在圖5A的第二分層圖像WI2中，如長方體50所示，首先截取所有垂直位平面對LL2子帶解碼。這樣，通過跳過較接近LSB(最低位)的位平面，同時把像質降低保持最小，可以取消部分解碼處理。
在圖5B中，LL2子帶長方體50被分成由有效位平面形成的部分52和被跳過的部分54。此時根據輸出終端所需的像質廢棄一個最低位平面。
如上所述，根據要求的分辨度或像質，中斷控制單元30尤其通過中斷處理器32的處理在中途中止解碼過程，此時得到的中間圖像可以用作復原圖像。然而，由於注意到防止像質下降，可得到相對自然的圖像。因此，根據該實施例，在相對小規模結構，如數位相機或具有不同分辨度的兩個或多個顯示單元，如小型內置LCD與外部顯示器的情況下，根據顯示設備所要求的分辨度，可在短時間內恢復圖像，以達到顯著的實用優點。再者，由於可以省略不必要的恢復處理，可以明顯減少功耗。
把LL子帶圖像用作中間圖像的優點歸結如下1.一般而言，圖像處理承受的處理負荷正比於圖像尺寸。因此，若使用垂直和水平圖像尺寸為垂直和水平長度1/2n的第n分層中間圖像，就能將處理負荷減為約1/22n。結果，可期望改善處理時間、幀緩衝器22的佔用量和功耗。
2.在某些情況下，可以跳過擴縮處理。例如，若輸出終端要求的圖像尺寸為原始圖像尺寸的1/2n，就可使用第n分層中間圖像而無須改變其尺寸。換言之，在選擇第n分層的LL子帶圖像時，實際上就完成了擴縮。這方面還提高了處理效率。
3.用LL子帶圖像作中間圖像還具有像質上的優點。在其設計方面，JPEG2000用小波變換作圖像編碼著重於低位速率的像質，因而第一分層圖像的LL子帶通常實現的像質等於或甚至遠優於擴縮成為復原圖像DI的原始圖像所用的一般濾波器的像質。因此，在像質方面，提取中間分層圖像的LL子帶也作為擴縮處理，這是JPEG2000的優點。
4.作為中間圖像變成可再使用的背景，可以指出，其數據格式與原始圖像一樣。即小波變換所作的圖像編碼是一種逐個像素的濾波，因此在保留的範圍內，同一顯示系統的顯示能像原始圖像一樣，雖然其像素值與圖像尺寸可以改變。這樣，像復原圖像DI一樣，中間圖像經得起照原樣顯示的應用要求的考驗。
圖6示出本發明另一實施例的數位相機200的結構。數位相機200包括拍攝塊202、機構控制塊204、處理塊206、LCD監視器208和操作鈕210。
雖然圖像中未示出，但是拍攝塊202包括透鏡、光圈、光學低通濾色鏡、CCD、信號處理器等。根據來自形成在CCD受光面上的目標圖像的光量，電荷聚集在CCD中並被讀出作為電壓信號。該電壓信號被信號處理器分成R、G、B分量，然後做白平衡調節與灰度控制。之後，RGB信號被模/數轉換成數字圖像數據而輸出給處理塊206。機構控制塊204控制拍攝塊202的光學系統，即控制變焦、聚焦、孔徑和其它功能的驅動。
處理塊206包括在整體上控制數位相機200的CPU 220與存儲器222、YC處理器226、卡控制器228和通信單元224。在這些元件中，CPU 220和裝入存儲器222的圖像解碼程序的部分功能對應於圖2中的圖像解碼設備10。圖2的幀緩衝器22也可用部分存儲器222實現。這種數位相機200顯然也可用CPU 220和存儲器222實現圖像編碼設備(未示出)，因而可把圖像數據存入存儲卡230。因此，下面在能夠編碼與解碼的條件下描述結構。
YC處理器226根據數字圖像數據產生強度y和色差Cb與Cr，並依次獨立編碼。編碼的圖像數據CI經通信單元224輸出給外部單元，或經卡控制器228寫入存儲卡230。
通信單元224按通信標準規程執行協議的轉換等控制，除了這些控制外，還利用各個接口與印表機或遊戲機等外部設備交換數據。
LCD監視器208不僅顯示拍攝/再現模式、變焦率和日期/時間，還顯示活動圖像、高速連續圖像、靜像鏡頭等。這樣，在用戶攝取活動圖像時，例如這些圖像首先被編碼與壓縮，再記錄在存儲卡230上。當用戶再現活動圖像時，適時對解碼作中斷處理，這是本實施例的特徵。操作鈕210包括電源開關、復原開關和其它用戶用來拍攝或設置各種功能模式的開關。
上述結構的優點如下1.由於按輸出終端所需的分辨度或像質適時地中斷解碼處理，接著再應用中間圖像，所以能縮短擴縮的處理時間，並明顯減小帶寬。因此，能便於例如在數位相機裡同時執行高分辨度靜止圖像記錄與活動圖像拍攝。另外，在同時記錄靜止圖像與拇指甲圖像時，也便於例如高速連續拍攝。
2.在拍攝和再現活動圖像時，幀速率是預定的，因而可按解碼處理能力中斷處理，並把中間圖像用作復原圖像。由此可保持預定的幀速率，同時儘量減小像質下降。另外，無須明顯提高圖像解碼設備10的操作速度，可按處理能力再現活動圖像，因此在成本與功耗方面具有優點。
如上所述，通過巧妙地利用JPEG2000的處理與結構並特別注意JPEG2000高像質的濾波器，能以相對簡單的結構提高圖像處理效率。再者，由於對MPEG4的幀壓縮應用了小波交換，所以可應用類似於靜止圖像的方案與機械再現活動圖像。由此提高了數位相機、數字視頻與其它圖像處理設備的商業價值，並改進其操作便利性。
圖7示出本發明又一實施例的電視機300的結構，它包括天線塊302、經天線302接收廣播電波的接收塊304、處理接收塊304處理所得圖像與音頻數據的處理塊306、以及再現經處理塊306解碼的音頻與圖像的播放塊308。接口塊336適時地把解碼的圖像數據從處理塊306輸出給外部設備。
接收塊304包括調諧器320和包分離器322。調諧器320選擇載送用戶選擇頻道的轉發器，並執行OPSK解調。包含多個解調所得傳輸包的數據流被發送到包分離器322。包分離器322是一分路器，分離對應於所需頻道的包，並把它們輸出給處理塊306。
處理塊306裡的圖像-音頻解碼器334同CPU 330與存儲器332協同工作，對已在廣播臺被編碼和發射的圖像與音頻數據解碼，圖像-音頻解碼器334對輸入的包解碼，並把音頻數據輸出給音頻輸出單元340，而把圖像數據輸出給顯示設備344。音頻輸出單元340對輸入的音頻數據作預定處理，而把音頻最後輸出給揚聲器342。在處理塊306的構成元件中，即在圖像-音頻解碼器334、CPU 330和存儲器332中間，與圖像解碼相關的部件對應於圖2的圖像解碼設備10。通過構制上述結構，就能以極低的成本和功耗實現所謂的數位電視。例如，可攜式電話等小型設備就可配備這種電視。
本發明已基於僅作示例的諸實施例作了描述。本領域的技術人員明白，可對描述的每個元件與每種處理的組合作其它各種修改，而且這類修改包括在本發明範圍內。下面將描述這類修改。
在上述諸實施例中，引用圖像解碼作為一個例子，以說明用中間圖像來獲得最後的復原圖像。然而，不必把本發明只限於圖像解碼，若能將任何一種圖像處理進行中的過程用作中間圖像，全都適用。例如，在原始圖像通過多次預定濾波被分層的情況中，自然會得到中間分層的圖像，因而適用於本發明的目的。使用的濾波器可以是常用的求均濾波器或任一種濾波器。
再者，出於同樣的理由，本發明適用於具有某種漸進特性(如漸進JPEG中規定的)的圖像處理。例如，圖像可以逐漸顯示，出現在中間分層的圖像可以用作中間圖像。
雖然在上述實施例中舉例引用和描述了數位相機，當然還可以有其它電子設備。例如本發明可應用於傳真機、複印機與掃描儀等設備，其中的攝像組件與處理組件類似於數位相機裡的那些組件。
雖然在上述實施例中以同樣方式舉例描述了電視機，但是可以是任何其它具有接收組件與處理組件的設備，如可攜式電話或各種能接至網際網路的個人數字助手(PDA)。
在圖5B中，通過對LL子帶省略處理低次位平面而中止解碼處理。作為另一種解碼法，可以從最高位平面開始，依次以位平面為單位處理四個子帶。即，在對某一位平面依次處理了LL、HL或LH和HH子帶後，可按同一次序處理下一個低次位平面。在該解碼法中，還可通過省略未處理過的低次位平面處理而中止解碼處理。此時，與圖5A和5B的情況不同，對整個四個子帶都省略了低次位平面處理。
根據本發明，圖像解碼處理的效率有明顯提高。
儘管通過諸示例實施例描述了本發明，但應明白，本領域的技術人員可作出許多變化與替代而不違背所附如權利要求限定的本發明的範圍。
權利要求
1.一種圖像解碼方法，其特徵在於，包括把處理期間產生的中間圖像用作最後解碼的圖像，所述處理逐漸解碼通過對原始圖像編碼而生成的編碼圖像數據。
2.一種圖像解碼方法，其特徵在於，包括以下步驟通過逐漸解碼編碼的圖像數據而產生中間圖像，所述編碼的圖像數據通過對原始圖像編碼而生成；根據解碼到輸出任一點的處理能力，中止所述產生中間圖像；和把所述中止時得到的中間圖像用作最後解碼圖像。
3.一種圖像解碼方法，其特徵在於，包括以下步驟通過逐漸解碼編碼的圖像數據而產生中間圖像，所述編碼的圖像數據通過對原始圖像作分層編碼並遵循其分級而生成以根據解碼到輸出任一點的處理能力所決定的分級，中止所述產生中間圖像；和用所述中止時得到的中間圖像作為最後解碼圖像。
4.如權利要求1所述的圖像解碼方法，其特徵在於，中間圖像的分辨度低於原始圖像的分辨度。
5.如權利要求2所述的圖像解碼方法，其特徵在於，中間圖像的分辨度低於原始圖像的分辨度。
6.如權利要求3所述的圖像解碼方法，其特徵在於，中間圖像的分辨度低於原始圖像的分辨度。
7.如權利要求1所述的圖像解碼方法，其特徵在於，中間圖像是一種原始圖像的低頻分量居多的圖像。
8.如權利要求2所述的圖像解碼方法，其特徵在於，中間圖像是一種原始圖像的低頻分量居多的圖像。
9.如權利要求3所述的圖像解碼方法，其特徵在於，中間圖像是一種原始圖像的低頻分量居多的圖像。
10.如權利要求2所述的圖像解碼方法，其特徵在於，顯示解碼圖像的輸出終端的有效分辨度作為處理能力，而所述中止使得在產生了適合該有效分辨度的中間圖像時，中止所述產生中間圖像。
11.如權利要求3所述的圖像解碼方法，其特徵在於，顯示解碼圖像的輸出終端的有效分辨度作為處理能力，而所述中止使得在產生了適合該有效分辨度的中間圖像時，中止所述產生中間圖像。
12.如權利要求2所述的圖像解碼方法，其特徵在於，顯示解碼圖像的輸出終端的有用存儲容量作為處理能力，而所述中止使得在產生了適合該存儲容量的中間圖像時，中止所述產生中間圖像。
13.如權利要求3所述的圖像解碼方法，其特徵在於，顯示解碼圖像的輸出終端的有用存儲容量作為處理能力，而所述中止使得在產生了適合該存儲容量的中間圖像時，中止所述產生中間圖像。
14.如權利要求2所述的圖像解碼方法，其特徵在於，把可用於解碼處理的存儲容量作為處理能力，所述中止使得在產生了適合於存儲容量的中間圖像時，中止所述產生中間圖像。
15.如權利要求3所述的圖像解碼方法，其特徵在於，把可用於解碼處理的存儲容量作為處理能力，所述中止使得在產生了適合於存儲容量的中間圖像時，中止所述產生中間圖像。
16.如權利要求2所述的圖像解碼方法，其特徵在於，把對解碼處理和解碼圖像顯示之一允許的功耗作為處理能力，而所述中止根據該功耗確定中止所述產生中間圖像的階段。
17.如權利要求3所述的圖像解碼方法，其特徵在於，把對解碼處理和解碼圖像顯示之一允許的功耗作為處理能力，而所述中止根據該功耗確定中止所述產生中間圖像的階段。
18.如權利要求1的圖像解碼方法，其特徵在於，還包括以下步驟對最後解碼圖像做擴縮處理，使之適合顯示該解碼圖像的輸出終端的有效分辨度。
19.如權利要求2的圖像解碼方法，其特徵在於，還包括以下步驟對最後解碼圖像做擴縮處理，使之適合顯示該解碼圖像的輸出終端的有效分辨度。
20.如權利要求3的圖像解碼方法，其特徵在於，還包括以下步驟對最後解碼圖像做擴縮處理，使之適合顯示該解碼圖像的輸出終端的有效分辨度。
21.一種圖像解碼設備，其特徵在於，包括解碼單元，用於對原始圖像經編碼而生成的編碼圖像數據逐漸解碼，然後產生一中間圖像；和中斷控制單元，用於對所述解碼單元起作用，並根據解碼到輸出任一點的處理能力，中止產生中間圖像，其中所述解碼單元把所述中斷控制單元中止時得到的中間圖像輸出為最後解碼圖像。
22.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，假定原始圖像被分層和編碼，所述解碼單元按其分級逐漸作解碼處理，並在某一中間分層處產生中間圖像。
23.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，中間圖像的分辨度低於最後解碼圖像的分辨度。
24.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，中間圖像主要包含最後解碼圖像的低頻分量。
25.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，所述解碼單元在解碼過程中執行二維逆小波變換，並用低頻分量二維構成的子帶產生中間圖像。
26.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，所述中斷控制單元通過省略處理中間圖像的低次位平面而中止解碼處理。
27.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，把顯示解碼圖像的輸出終端的有效分辨度作為處理能力，而所述中斷控制單元在產生了適合於該有效分辨度的中間圖像時，中止產生中間圖像。
28.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，把顯示解碼圖像的輸出終端的可用存儲容量作為處理能力，而所述中斷控制單元在產生了適合該存儲容量的中間圖像時，中止產生中間圖像。
29.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，把解碼處理可使用的存儲容量作為處理能力，而所述中斷控制單元在產生了適合該存儲容量的中間圖像時，中止產生中間圖像。
30.如權利要求21的圖像解碼設備，其特徵在於，把解碼處理和解碼圖像顯示之一允許的功耗作為處理能力，而所述中斷控制單元按該功耗確定中止產生中間圖像的階段。
31.一種圖像解碼設備，其特徵在於，包括拍攝組件；控制所述拍攝組件機構的機構控制組件；和處理所述拍攝組件得到的數字圖像的處理組件，所述組件包括解碼單元，用於解碼從接收信號裡提取的數字圖像的編碼圖像數據；和中斷控制單元，用於對所述解碼單元起作用，並根據解碼到輸出任一點的處理能力，中止產生中間圖像，其中所述解碼單元把所述中斷控制單元中止時得到的中間圖像輸出為最後解碼圖像。
32.一種圖像解碼設備，其特徵在於，包括接收組件；處理接收信號的處理組件；和再現已處理信號的播放組件，所述處理組件包括解碼單元，用於解碼從接收信號裡提取的數字圖像的編碼圖像數據；和中斷控制單元，用於對所述解碼單元起作用，並根據解碼到輸出任一點的處理能力，中止產生中間圖像，其中所述解碼單元把所述中斷控制單元中止時得到的中間圖像輸出為最後解碼圖像，所述圖像解碼設備還包括向外部設備輸出解碼圖像的接口組件。
全文摘要
分層編碼的編碼圖像數據通過逆小波變換被連續解碼。解碼處理期間,將中間分層圖像存入幀緩衝器。在對解碼處理可應用的存儲容量或功率容量施加限制或輸出終端的分辨度受限制的情況下,中斷處理器在中途中止解碼處理。然後,中斷處理器從幀緩衝器裡取出此時得到的中間分層圖像,並對其作適當地擴縮等圖像處理而將它用作最後解碼圖像。由此明顯降低了處理成本。
文檔編號H04N5/44GK1390048SQ0212206
公開日2003年1月8日 申請日期2002年5月31日 優先權日2001年5月31日
發明者岡田茂之 申請人:三洋電機株式會社