用於處理圖像數據的方法和設備的製作方法

2023-06-13 23:21:51

專利名稱：用於處理圖像數據的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種圖像處理設備和一種圖像處理方法，並且具體 地，涉及一種用於縮短反向小波變換中的延遲時間的圖像處理設備和 圖像處理方法。
背景技術：
由國際標準組織(ISO)標準化的聯合圖像專家組(JPEG)可 用作一種典型的圖像壓縮方法。按照JPEG標準，使用離散餘弦變換 (DCT)，並且已知如果賦予相對高的位數，則產生良好的編碼和解 碼圖像。
使用包括高通濾波器和低通濾波器的濾波器組把圖像分割成多 個帶並且基於每個帶對圖像進行編碼的方法目前已經積極地研究。小 波變換編碼作為一種代替DCT的新技術引起注意，因為小波變換編 碼沒有DCT變換的高壓縮率特徵的塊噪聲。
2001年1月標準化的JPEG2000採用小波變換和高效熵編碼(通 過位平面的位建模和算術編碼)的組合，並且與JPEG相比在編碼效 率方面提供顯著改進。
在小波變換過程中，如在日本未審查的專利申請公報 No.10-283342中公開的小波變換過程中，圖像數據被輸入，並且在把 圖像數據逐步分割成低頻分量的同時，對於輸入圖像數據進行水平過 濾操作和垂直過濾操作。圖像數據被小波變換成係數數據(頻率分量)。小波變換的係數 數據被反向小波變換成原始圖像數據。反向小波變換通過對從最高分 割級到最低分割級的高頻分量和低頻分量進行合成過濾操作最終恢 復原始圖像。
使用小波變換和反向小波變換的這種編碼系統發現應用於圖像 數據傳輸系統，諸如視頻會議或視頻遊戲系統。更具體地說，圖像數 據在發射器側被小波變換，並且產生的係數數據被熵編碼和然後作為 編碼數據傳輸到接收器側。在接收器側處，接收到的編碼數據被熵解 碼。係數數據然後被反向小波變換成原始圖像數據。這樣的一系列過 程是熟知的
發明內容
圖
像傳輸系統中以很短的延遲時間進行。
在接收器側也有縮短反向小波變換中的延遲時間的需要。 因而希望的是，縮短反向小波變換的延遲時間。
按照本發明的一個實施例，一種圖像數據處理設備包括存儲器， 用於存儲通過對圖像數據進行小波變換而得到的係數數據；計算單
元，用於基於圖像數據的編碼參數和係數數據的數據量，計算存儲系
數數據的存儲器的存儲器地址；存儲器區域保留單元，用於按照由計 算單元計算的存儲器地址，保留其中要寫入係數數據的存儲器區域； 以及寫入單元，用於按反向小波變換的順序重新排列係數數據，並且 把順序重新排列的係數數據寫入到由存儲器區域保留單元保留的存 儲器區域上。
存儲器區域保留單元可以通過行塊(lineblock )保留係數數據的
存儲器區域，每個行塊均是為生成最低頻率子帶中的一行係數數據所 需行數的圖像數據。
存儲器區域保留裝置可以保留存儲器區域以寫入係數數據，使得 低頻分量的係數數據排列在存儲器地址的開頭位置處，並且使得高頻分量的係數數據排列在存儲器地址的末尾位置處。
圖像數據處理設備可以包括用於按從低頻分量到高頻分量的順 序讀取由寫入裝置寫入在存儲器上的係數數據的讀取單元。
圖像數據處理設備可以包括用於從開頭地址按順序讀取由寫入 單元寫入在存儲器上的係數數據的讀取單元。
圖像數據處理設備還可以包括用於獲取圖像數據的編碼參數的 獲取單元。
編碼參數可以包括輸入圖像數據的水平尺寸和輸入圖像數據的
垂直行(line)的數量。
編碼參數可以包括位精度。 編碼參數可以包括小波變換的分割級。
根據本發明的一個實施例， 一種圖像數據處理方法包括以下步 驟存儲通過對圖像數據進行小波變換而得到的係數數據；基於圖像 數據的編碼參數和係數數據的數據量，計算存儲係數數據的存儲器的 存儲器地址；按照計算的存儲器地址，保留其中要寫入係數數據的存 儲器區域；以及按反向小波變換的順序重新排列係數數據，並且把順 序重新排列的係數數據寫入到保留的存儲器區域上。
根據本發明的 一 個實施例，基於通過對圖像數據和圖像數據的編 碼參數進行的小波變換而得到的係數數據的量，確定存儲係數數據的 存儲器的存儲器地址。保留其中要存儲係數數據的區域。在重新排列 的係數數據被寫入到由存儲器區域保留單元保留的存儲器區域上的 同時，按反向小波變換的順序重新排列係數數據。
按照本發明的實施例，按反向小波變換的順序重新排列通過小波 變換生成的係數數據。降低了反向小波變換的延遲時間。


圖l是按照本發明一個實施例的編碼設備的方塊圖； 圖2示意性地示出了小波變換； 圖3示意性地示出了小波變換；圖4示意性地示出了小波變換；
圖5示出了係數數據的生成的順序；
圖6示出了係數數據的寫入的順序；
圖7示出了編碼過程的流程圖8示出了係數數據存儲區域的存儲器映像；
圖9示出了係數數據的讀取的順序；
圖10示出了係數數據的讀取順序；
圖ll是示出了按照本發明一個實施例的解碼設備的方塊圖12是示出了解碼過程的流程圖13示出了 5x3分析濾波器的提升結構；
圖14示出了 5x3合成濾波器的提升結構；
圖15示出了對於分割級=2進行的5x5濾波器的提升過濾操作；
圖16A-16C示意性示出了按照本發明一個實施例的小波變換和 反向小波變換過程流程；
圖17示意性地示出了在編碼設備和解碼設備的每一個設備中的 元件的並行操作；及
圖18示出了個人計算機。
具體實施例方式
圖l是編碼設備l的方塊圖。圖1的編碼設備l包括小波變換器 11、中間計算存儲器12、存儲器控制器13、係數重新排列存儲器14、 量化器15及變長編碼(VLC )單元16。
輸入到編碼設備1的圖像數據經小波變換器11臨時存儲在中間 計算存儲器12上。小波變換器11小波變換在中間計算存儲器12上 存儲的圖像數據。更具體地說，小波變換器11讀取中間計算存儲器 12中的圖像數據，通過分析濾波器過濾讀取的圖像數據以生成高頻區 和低頻區的係數數據，並且然後把生成的係數數據存儲在中間計算存 儲器12上。包括水平分析濾波器和垂直分析濾波器的編碼設備1在 圖像水平方向和圖像垂直方向上都過濾分析圖像數據組。小波變換器11再次讀取中間計算存儲器12中的低頻區的係數數據，並且使用分 析濾波器對讀取的係數數據進行過濾操作，由此生成高頻區和低頻區 中的另外係數數據。生成的係數數據被存儲在中間計算存儲器12上。
在通過重複以上過程達到預定分割級(最終分割級)時，小波變 換器11讀取中間計算存儲器12中的係數數據，並且把讀取的係數數 據寫入到存儲器控制器13中的存儲器寫入控制器23上。
小波變換器11獲取編碼參數，該編碼參數包括輸入圖像數據的 解析度(水平尺寸x垂直行的數量)、位精度及小波變換的分割級。 編碼參數可以從編碼設備1外輸入，可以與輸入圖像數據一起傳輸， 或者可以在輸入圖像數據中建立。
存儲器控制器13包括參數獲取單元21、存儲器區域設置器22、 存儲器寫入控制器23以及存儲器讀取控制器24。存儲器控制器13控 制在係數重新排列存儲器14上的係數數據的寫入和從係數重新排列 存儲器14的係數數據的讀取。
參數獲取單元21從小波變換器11獲取輸入圖像數據的編碼參 數，並且把獲取的編碼參數提供給存儲器區域設置器22。可選擇地， 參數獲取單元21可以從編碼設備1外部獲取編碼參數。
如以後將參照圖7描述的那樣，存儲器區域設置器22基於編碼 參數確定由小波變換器11生成的係數數據量，並且基於編碼參數和 係數數據量確定存儲係數數據的係數重新排列存儲器14的存儲器地 址。存儲器區域設置器22保留用於將係數數據存儲在係數重新排列 存儲器14中的區域(下文稱作係數數據存儲區域)，並且生成指示 將係數數據的每個單元存儲在存儲器存儲區域中的位置(存儲器地 址)的存儲器映像。存儲器區域設置器22把指示係數數據存儲區域 的開頭地址的信息和存儲器映像提供給存儲器寫入控制器23和存儲 器讀取控制器24中的每一個。
參照圖7，存儲器寫入控制器23在把從小波變換器11提供的系 數數據寫到係數重新排列存儲器14的係數數據存儲區域上的同時， 按反向小波變換的順序重新排列係數數據。在從存儲器寫入控制器23接收到指示讀取係數數據的信號時， 存儲器讀取控制器24讀取以係數重新排列存儲器14的係數數據存儲 區域的開頭地址開始的係數數據，並且然後把係數數據提供給量化器 15。
量化器15按預定方法量化提供的係數數據，並且把量化的係數 數據提供給VLC單元16。
VLC單元16按照預定編碼方法，如哈夫曼(Huffman)編碼或 算術編碼，對提供的係數數據進行編碼。VLC單元16從編碼設備1 中輸出生成的編碼數據。
詳細地描述圖1的小波變換器11的過程。首先描述小波變換。 如在圖2中示意性示出的那樣，在對於圖像數據的小波變換中，圖像 數據被分割成高空間頻率區和低空間頻率區。對於在空間頻率中生成 的低頻數據被遞歸地重複分割。
分析濾波器包括水平分析濾波器，用於對屏幕上的水平方向上 的圖像數據進行水平分析過濾操作；和垂直分析濾波器，用於對屏幕 上的垂直方向上的圖像數據進行垂直分析過濾操作。在每個方向上進 行一種分析過濾操作，從而把圖像數據分割成四個子帶。小波變換器 11對於水平和垂直方向上的空間頻率較低的帶遞歸地重複水平分析 過濾操作和垂直分析過濾操作(即，以層的方式)。
圖2示意性示出了已經重複四次的分析過濾操作。水平和垂直分 析過濾操作被遞歸地重複四次， 一個畫面的圖像數據的頻率分量被分 割成層結構中的十三個子帶。每個子帶的數據，即，基帶的圖像數據， 基於每頻帶被分割成頻率分量。生成的頻率分量被稱作係數數據(或 簡稱為分量)。
如圖2所示，實線正方形和帶有圓角部的虛線正方形代表由分析 過濾操作產生的子帶。每個子帶中設置的數字代表該子帶的分割級。 更具體地說，該數字代表對於作為基帶的圖像數據已經進行了多少次 分析過濾操作。標有字母"L，，和"H"的子帶分別是低頻分量和高頻分 量。在左手側的標記代表水平分析過濾操作的分析結果，並且右手側
9的標記代表垂直分析過濾操作的分析結果。
如圖2所示，對於基帶的圖像數據進行第一分析過濾操作，由此 在分割級為1處產生四個子帶(1LL、 1LH、 1HL、及1HH)。對於 水平方向和垂直方向上都具有低頻分量的子帶"1LL，，進行第二分析過 濾操作。第二分析過濾操作在分割級為2處產生四個子帶(2LL、 2LH、 2HL、及2HH)。對於水平方向和垂直方向上都具有低頻分量的子帶 "2LL，，進行第三分析過濾操作。第三分析過濾操作生成在3的分割級 下的四個子帶(3LL、 3LH、 3HL、及3HH)。對於水平方向和垂直 方向上都具有低頻分量的子帶"3LL，，進行第四分析過濾操作。第四分 析過濾操作在分割級為4處產生四個子帶(4LL、4LH、4HL、及4HH )。
對於低頻分量進行變換和分割，因為圖像的能量更多集中在較高 子帶上(較低頻率分量)，如圖3所示。分析過濾操作被遞歸地進行， 在層結構中生成子帶。具有低空間頻率的帶的數據被漸漸變窄成小區 域，從而在熵編碼過程中進行高效壓縮編碼。
在隨後的論述中，對於從分析過濾操作中生成的四個子帶中的沿 水平方向和垂直方向具有低頻分量的子帶"LL"再次進行分析過濾操 作。子帶"LL，，被稱作低頻子帶，並且免於以後分析過濾操作的剩餘子 帶即"LH"、 "HL"、及"HH，，被稱作高頻子帶。
在第一方法中，可以對於整個畫面進行小波變換。在第二方法中， 圖像數據的一個畫面可以由多行劃分，並且可以對於劃分的畫面並行 地進行小波變換。每小波變換過程要處理的圖像數據的量在第二方法 中比在第一方法中少。小波變換結果的輸出計時可在第二方法中較早 開始。小波變換的延遲時間因而被減小。
每小波變換過程的行數(處理單位)是基於為得到小波變換中的 預定分割級下的最高級下的子帶處的一行係數數據的行數。
分析過濾操作把圖像數據分割成四個，行數如圖3所示被二等 分。在分割級為3的小波變換中，需要基帶圖像數據的八行以得到最 高級子帶(3LL、 3LH、 3HL、及3HH)處的一行係數數據。因而以 基帶圖像數據的八行或更多行作為處理單位進行小波變換。關於如圖2中所示的分割級為4，需要基帶圖像數據的十六行。
生成在最高級下在低頻子帶"LL，，處，即在低頻分量子帶處，的 係數數據之一所需的基帶圖像數據集被稱為分區(或行塊)。分區也 指的是通過小波變換一個分區的圖像數據得到的所有子帶的係數數 據集。通過小波變換一個分區的圖像數據得到的所有子帶的係數數據 集基本上與產生在最高級下在低頻子帶"LL，，處的係數數據之一所需 的基帶圖像數據集相同。
如圖4所示，作為一個分區的基帶圖像數據的十六行可以在分割 級為4下被小波變換。這種小波變換產生分割級為1下的係數數據的 八行、分割級為2下的係數數據的四行、分割級為3下的係數數據的 兩行、以及分割級為4下的一行係數數據。
圖5示出了在分割級為4下通過小波變換每分區生成的係數數據 的行的生成順序。在基帶圖像數據中每行均標記有帶括號的數字。當 輸入由帶括號的數字指示的分區內的行時生成該行。例如，當輸入基 帶圖像數據的第一行時生成1HH (1)，當輸入基帶圖像數據的第八 行時生成1HL(8)，當輸入基帶圖像數據的第八行時生成4LH(8)， 以及當輸入基帶圖像數據的第十六行時生成4LL (16)。
圖6示出了圖5的係數數據寫入到係數重新排列存儲器14的順 序。如在圖5中，放置到圖6的圖表左邊的每個帶括號的數字指示其 中當輸入由括號的數字指示的行時寫入相應子帶的行。
圖6的水平軸代表時間軸(處理周期計數)。例如，如果在水平 方向上的基帶圖像數據的釆樣計數(像素計數)是1920，則沿圖6的 水平軸的最大寬度與1920個周期相對應。例如，在圖6的第一行處 的1LH被寫入到係數重新排列存儲器14上1920個周期，在第二行 處的1HH被寫入到係數重新排列存儲器14上1920個周期，在第三 行處的2LH和1LH中的每一個被寫入到係數重新排列存儲器14上 960個周期，及在第四行處的2HH被寫入到係數重新排列存儲器14 上960個周期。
在編碼側，係數數據按從高頻分量到低頻分量的順序生成，並且然後被寫入到係數重新排列存儲器14上。
反向小波變換是與這種小波變換相反的操作，並且把小波變換的 係數數據反向變換成原始基帶圖像數據。當小波變換器11通過如上 所述的分區進行小波變換時，與小波變換器11相對應的反向小波變 換器通過分區進行反向小波變換。
如圖4所示，在分割級為4下通過小波變換基帶圖像數據的16 行得到的係數數據在分割級為4下通過反向小波變換被轉換回(恢復 回)原始基帶圖像數據的16行。更具體地說，在分割級為3下的基 帶處的係數數據的行由分割級為4的子帶(4LL、4LH、4HL、及4HH) 的係數數據的行進行解碼。在分割級為2的子帶(2LL)處的係數數 據的行由在分割級為3的子帶(3LL、 3LH、 3HL、及3HH )處的系 數數據的行進行解碼。在分割級為1的子帶(ILL)處的係數數據的 行由在分割級為2的子帶(2LL、 2LH、 2HL、及2HH)處的係數數 據的行進行解碼。基帶圖像數據的行由在分割級為1的子帶(1LL、 1LH、 1HL、及1HH)處的係數數據的行進行解碼。
不同於編碼側，解碼側按從低頻分量到高頻分量的順序對係數數 據進行解碼，並且基帶圖像數據最後被解碼。
係數數據在解碼側按反向小波變換過程的順序被提供，以便以短 延遲對係數數據進行快速解碼。
如果小波變換和反向小波變換通過分區進行，則除當分區尺寸依 據計算方法變化時外，係數數據按相同順序被生成並且按相同順序被 解碼。
如參照圖7所述，存儲器寫入控制器23按可應用於解碼過程的 順序重新排列由小波變換器11生成的係數數據，並且把重新排列的 係數數據寫入到係數重新排列存儲器14上。
小波變換器11利用包含高頻濾波器和低頻濾波器的濾波器組進 行上述過程。由於數字濾波器通常具有擁有多個抽頭長度的脈沖響 應，即濾波器因數，所以足以進行過濾操作的輸入圖像數據或因數數 據需要被緩衝。當在多階段中進行小波變換時，在足以進行過濾操作的數量的前面階段中生成的小波變換因數需要被緩沖。
下面描述使用5x3濾波器的具體小波變換方法。使用濾波器5x3 濾波器的、在JPEG 2000標準中採用的方法是能夠藉助於小數量的濾 波器抽頭對圖像數據進行小波變換的優良方法。
5x3濾波器的脈衝響應(Z變換表達式)由低頻濾波器H。(z)和 高頻濾波器H!(z)組成，如在以下公式(1)和(2)中所表示的那樣。 Ho(z)代表五個抽頭，並且H"z)代表三個抽頭。
H0(z)=(-l+2z"+6z2+2z-3-z-4)/8 …(l)
Hi(z"(-l+2z"-z-2)/2 …(2)
低頻區和高頻區的係數利用公式(1)和(2)被直接計算。
下面參照圖7的流程圖描述編碼設備1的編碼過程。
在步驟Sl中，參數獲取單元21從小波變換器11獲取編碼參數， 並且然後把獲取的編碼參數提供給存儲器區域設置器22。
在步驟S2中，存儲器區域設置器22保留存儲器區域。
在小波變換中生成的係數數據具有相同的位精度。例如，輸入圖 像數據的位精度通常落在從8位至12位的範圍內。如果輸入圖像數 據的位精度是12位，則在分割級為4下通過小波變換生成的係數數 據都具有16位的位精度。
可以對具有1920x1088像素的解析度的圖像數據進行分割級為4 的小波變換。生成的係數數據具有作為分割級為1下的子帶尺寸的 960x544像素、作為分割級為2下的子帶尺寸的480x272像素、作為 分割級為3下的子帶尺寸的240x136像素、以及作為分割級為4下的 子帶尺寸的120x68像素。當一個分區的圖像數據被小波變換時生成 的係數數據的總量如下
係數數據的總量=分割級為4下的子帶的水平尺寸(120)xl6位 x4行+分割級為3下的子帶的水平尺寸(240) xl6位x6行+分割級為 2下的子帶的水平尺寸(480 )xl6位xl2行+分割級為1下的子帶的水 平尺寸(960 ) x16位x24行=184320位
如果小波變換和反向小波變換通過分區進行，則除當分區尺寸依據計算方法變化時外，按相同順序生成係數數據。係數數據也在解碼
側被解碼o
基於輸入圖像數據的解析度(水平尺寸X垂直行的數量)、位精 度及小波變換的分割級，確定係數數據存儲區域的存儲器容量(即， 為存儲一個分區的重新排列係數所需的存儲器容量)、和用於將一個 分區的係數數據存儲在係數數據存儲區域中的存儲器地址。
存儲器區域設置器22基於包含輸入圖像數據的解析度、位精度 及小波變換的分割級的編碼參數，確定一個分區的係數數據的數據量 和存儲係數數據的係數重新排列存儲器14的存儲器地址。
存儲器區域設置器22在係數重新排列存儲器14中保留具有存儲 一個分區的係數數據的容量的區域作為係數數據存儲區域。存儲器區 域設置器22生成指示係數數據存儲區域中係數數據的存儲位置的存 儲器映像。
圖8示出了分割級為4的小波變換中的存儲器映像。在存儲器映 像中， 一個分區的係數數據按在解碼側處理的順序，即按反向小波變 換的順序，緊密排列。換句話說，低頻分量的係數數據排列在係數數 據存儲區域的開頭存儲器地址處，並且高頻分量的係數數據排列在系 數數據存儲區域的末尾地址處。存儲器映像也指示係數數據的每個單 元的數據量和係數數據存儲區域的首部中的每個係數數據單元的首 部位置的相對地址，儘管這些條信息未在圖8中示出。
存儲器區域設置器22把指示係數重新排列存儲器14上的係數數 據存儲區域的開頭地址的信息和生成的存儲器映像，提供給存儲器寫 入控制器23和存儲器讀取控制器24中的每一個。
存儲器寫入控制器23可以生成圖8的存儲器映像。多種類型的 存儲器映像可以被準備，並且存儲器區域設置器22和存儲器寫入控 制器23之一可以依據輸入圖像數據的解析度、位精度及小波變換的 分割級選擇存儲器映像之一 。
在步驟S3中，小波變換器11把目標分區的數字A設置為步驟 Sl中的初始值。數字A通常被設置為"l"。在步驟S4中，小波變換器11獲取為生成在最低頻率子帶中從頂 部起的第A行處一行所需的行數的圖像數據(即， 一個分區)。
在步驟S5中，小波變換器11對於在屏幕上的垂直方向上排列的 獲取圖像數據進行垂直分析過濾操作。
在步驟S6中，小波變換器11對於在屏幕上的水平方向上排列的 圖像數據進行水平分析過濾操作。
在步驟S7中，小波變換器11確定分析過濾操作是否已經達到最 終級。如果在步驟S7中確定還未達到最終級，則處理轉到步驟S8。
在步驟S8中，存儲器寫入控制器23重新排列在高頻子帶處的系 數數據，同時把重新排列的係數數據寫入到存儲器上。更具體地說， 小波變換器ll把在當前分割級下的高頻子帶(HL、 LH、及HH)處 的係數數據提供給存儲器寫入控制器23。按照存儲器映像，存儲器寫 入控制器23把提供的係數數據寫入到係數重新排列存儲器14中的系 數數據存儲區域中的預定位置上。以這種方式，係數數據已經在解碼 側按處理的順序被重新排列。
處理返回到步驟S5。步驟S5至S8被循環，直到分析過濾操作 在步驟S7中達到最終級。更具體地說，分析過濾操作在當前分割級 下被重複，並且高頻子帶的係數數據被寫入到在由存儲器映像指示的 係數數據存儲區域中的預定位置上。
如果在步驟S7中確定分析過濾操作已經達到最終級，則小波變 換器ll進行到步驟S9。
在步驟S9中，存儲器寫入控制器23把最終級下的係數數據寫入 到存儲器上。更具體地說，小波變換器11把最終級下在分析過濾操 作中生成的係數數據直接提供給存儲器寫入控制器23 。存儲器寫入控 制器23按照存儲器映像把獲取的係數數據寫入到係數重新排列存儲 器14的係數數據存儲區域中的預定位置上。例如，如圖8所示，4LL、 4LH、 4HL、及4HH的係數數據被存儲在係數數據存儲區域的首部部 分上。
在步驟S10中，存儲器讀取控制器24按存儲順序從存儲器讀取分區A的係數數據。更具體地說，存儲器寫入控制器23把指示係數 數據的讀取的信號提供給存儲器讀取控制器24。存儲器讀取控制器 24按以係數數據存儲區域的開頭地址開始的存儲順序讀取在係數重 新排列存儲器14的係數數據存儲區域上存儲的係數數據，並且把讀 取的係數數據提供給量化器15。
例如，如果係數數據按照圖8的存儲器映像被存儲，則存儲器讀 取控制器24如圖9和IO所示讀取係數數據，以開頭4LL (16)的系 數數據開始並且以末尾1HH(15)的係數數據結束。存儲器讀取控制 器24然後把讀取的係數數據提供給量化器15。
在步驟Sll中，量化器15以逐行為基礎量化獲取的係數數據， 並且把量化的係數數據提供給VLC單元16。
在步驟S12中，VLC單元16以逐行為基礎對獲取的量化係數進 行熵編碼。
在步驟S13中，VLC單元16從編碼設備1傳輸分區A的編碼數據。
在步驟S14中，小波變換器11把A的值增加"l"，並且處理作 為目標的下個分區。
在步驟S15中，小波變換器11確定未處理的輸入圖像行是否存 在於畫面(在隔行掃描系統情況下的場)中。如果在步驟S15中確定 未處理的輸入圖像行存在，則處理返回到步驟S4。對於新的目標分區 重複步驟S4和隨後的步驟。
每個分區通過重複步驟S4至S15被編碼。如果在步驟S15中確 定未處理輸入圖像行不存在，則因而完成對畫面的編碼過程。對下一 個畫面重新進行編碼過程。
係數數據因而按在解碼側處理的順序被重新排列，並且然後被提 供給解碼側。
由於係數數據按在係數數據存儲區域上的存儲順序被讀取，所以 讀取操作被簡化。因而容易進行係數數據的在先讀取操作。
由於到係數重新排列存儲器14上的係數數據的寫入操作和讀取操作通過分區進行，所以降低所需的存儲器容量。
下面描述與圖1的編碼設備1相對應的解碼設備101。圖11是 示出了按照本發明 一個實施例的解碼設備101的方塊圖。解碼設備101 包括變長解碼(VLD)單元lll、反量化器112、係數緩衝器113、及 反向小波變換器114。
VLD單元111按照與VLC單元16的編碼方法相對應的解碼方 法對提供的編碼數據進行解碼，並且把生成的量化係數提供給反量化 器112。
反量化器112按照與量化器15的量化方法相對應的反量化方法 反量化獲取的量化係數，並且把生成的係數數據提供給係數緩衝器 113。
反向小波變換器114對在係數緩衝器113上存儲的係數數據進行 反向小波變換，並且把反向小波變換結果存儲到係數緩衝器113上。 反向小波變換器114響應分割級重複反向小波變換，並且從解碼設備 101輸出解碼圖像數據。
下面參照圖12的流程圖描述由解碼設備101進行的解碼過程。
當解碼過程開始時，VLD單元111在步驟S31中獲取來自於解 碼設備101外部的編碼係數，以逐行為基礎對編碼的係數數據進行熵 解碼，並把生成的量化係數提供給反量化器112。
在步驟S33中，反量化器112反量化以逐行為基礎獲取的量化係數。
在步驟S34中，係數緩衝器113存儲反量化的係數數據。 在步驟S35中，反向小波變換器114確定係數緩衝器113是否已 經存儲一個分區的係數數據。如果在步驟S35中確定未存儲一個分區 的係數數據，則處理返回到步驟S31以進行步驟S31和隨後的步驟。 反向小波變換器114因而等待備用，直到係數緩衝器113已經存儲了 一個分區的係數數據。
如果在步驟S35中確定係數緩衝器113已經存儲了一個分區的系 數數據，則反向小波變換器114進行到步驟S36。由於編碼設備1按反向小波變換的順序把係數數據提供給解碼
設備101，所以係數緩衝器113按反向小波變換的順序存儲一個分區 的係數數據。
在步驟S36中，反向小波變換器114從係數緩衝器113讀取一個 分區的係數數據。在步驟S37中，反向小波變換器114對在屏幕上以 垂直行排列的係數進行垂直合成過濾操作。在步驟S38中，反向小波 變換器114對在屏幕上以水平行排列的讀取係數進行水平合成過濾操 作。
一個分區的係數數據按反向小波變換的順序被存儲在係數緩衝 器113上。反向小波變換器114按存儲順序從係數緩衝器113簡單地 讀取係數數據。沒有必要重新排列存儲的係數數據。因而減小了在反 向小波變換中涉及的延遲時間。
在步驟S39中，反向小波變換器114確定合成過濾操作是否已經 達到級=1 (分割級是"l")，即，對於在小波變換之前的狀態是否已 經進行反向變換。如果在步驟S39中確定合成過濾級還未達到級=1, 則處理返回到步驟S37以重複步驟S37和S38。
如果在步驟S39中確定合成過濾操作已經達到級=1，則反向小 波變換器114轉到步驟S40。
在步驟S40中，反向小波變換器114輸出通過反向小波變換得到 的圖像數據。
在步驟S41中，VLD單元111確定是否結束解碼過程。如果在 步驟S41中確定不結束解碼過程，則處理返回到步驟S31以重複步驟 S31和隨後的步驟。如果在步驟S41中確定結束解碼過程，則VLD 單元111結束解碼過程。
因而減小在解碼過程中的等待時間。
在提升計算過程中，分區可以依據小波變換的計算方法改變尺 寸。在這種情況下，每當分區的尺寸改變時，就保留係數數據存儲區 域，並且再產生存儲器映像。
提升技術可以應用於編碼設備1的分析過濾操作和解碼設備101中的反向小波變換器114的合成過濾操作。下面描述這種應用。
參照圖13描述進行小波變換的分析濾波器的過程。提升技術被
應用於5x3濾波器。
如圖13所示，頂部行、中間行及底部行分別代表輸入圖像的像
素行、高頻分量及低頻分量。頂部行可以不僅代表輸入圖像的像素行，
而且也代表在之前過濾操作中得到的係數。這裡頂部行代表輸入圖像
的像素行。實心正方形表示偶數像素或行(第一個是零)，並且實心
圓表示奇數像素或行。
在第一階段處，高頻分量的係數di1由下述公式(3 )從輸入像素
行生成
(1卩=0;+10) ... (3)
在第二階段處，基於高頻分量的生成係數和輸入圖像的奇數像素 從下述公式(4)生成低頻分量的係數s卩 Si、。+l/4(di +di1) ... (4)
分析濾波器通過過濾操作把輸入圖像的圖像數據分割成高頻分 量和低頻分量。
合成過濾操作一般參照圖14來論述。合成過濾操作反向小波變 換被小波變換的係數。如圖14所示，通過應用的提升技術使用與圖 13之一相對應的5x3濾波器。頂部行代表通過小波變換生成的輸入系 數。實心圓代表高頻係數，並且實心正方形代表低頻係數。
在第一階段，偶數係數Si° (其中，第一係數是零)按照下述公 式(5)從高頻分量和低頻分量的輸入係數生成
SiO-s/畫l/4(diY+di1) …(5)
在第二階段，奇數係數d,按照下述公式(6)從在第一階段生成 的偶數係數Si°和輸入高頻分量的係數d 生成 diO-dJ+l^SiO+Sn ) …(6)
合成濾波器通過經過濾操作合成高頻分量和低頻分量的係數進 行反向小波變換。
更具體地描述小波變換。圖15示出了對分割級為2進行的5x3濾波器的提升過濾操作。在圖15的左邊部分示出的分析濾波器是圖1 的小波變換器11的濾波器。在圖15的右邊部分示出的合成濾波器是 圖11的反向小波變換器114的濾波器。
實際圖像數據是兩維信息。然而，為了解釋簡單，圖15示出了 在與頁面垂直的方向上在圖15的頁面平面後面存在像素的前提下以 一維表示的圖像數據。水平分析濾波器和合成濾波器的過程在圖15 中示出。
如圖15所示，左端列由在原始圖像數據的每行上的各位置處的 垂直排列的像素數據組成。更具體地說，在小波變換器11的過濾操 作中，垂直濾波器用於在屏幕上垂直掃描像素。第一列至第三列代表 分割級=1的過濾操作，並且第四列至第六列代表分割級=2的過濾操 作。從左邊數的第二列代表基於左端原始圖像數據的像素的高頻輸 出。從左邊數的第三列代表基於原始圖像數據的低頻輸出和高頻分量 輸出。如在第四至第六列中示出的那樣，對於分割級-1的過濾操作的 輸出進行分割級=2的過濾操作。
在分割級=1的過濾操作的第一階段中，基於原始圖像數據的圖 像計算高頻分量的係數數據。在第二階段中，基於在第一階段中計算 的高頻分量的係數數據和原始圖像數據的像素，計算低頻分量的係數 數據。在圖15中左側(分析濾波器側)的第一列至第三列中示出了 分割級=1的過濾操作。高頻分量的計算的係數數據被存儲在參照圖1 討論的係數重新排列存儲器14上。低頻分量的係數數據被存儲在圖1 的中間計算存儲器12上。
如圖15所示，係數重新排列存儲器14被表示成點劃線框，並且 中間計算存儲器12被表示成虛線框。
基於在中間計算存儲器12上存儲的分割級=1的過濾操作的結果 進行分割級=2的過濾操作。在分割級=2的過濾操作中，在分割級=1 的過濾操作中計算作為低頻分量的係數的係數數據被認為是包含低 頻分量和高頻分量的係數數據，並且然後進行與分割級=1的過濾操作 相類似的過濾操作。在分割級=2的過濾操作中計算的高頻分量的係數
20數據和低頻分量的係數數據被提供給中間計算存儲器12用於存儲。
小波變換器11在屏幕上的水平方向和垂直方向上都進行上述過 濾操作。例如，在水平方向上首先進行分割級=1的過濾操作，並且高 頻分量和低頻分量的生成的係數數據被存儲在中間計算存儲器12上。 然後在垂直方向上對在中間計算存儲器12上存儲的係數數據進行分 割級=1的過濾操作。在水平方向和在垂直方向上的分割級=1的過濾 操作產生四個區，即，區HH和HL、及區LH和LL。區HH和HL 是通過進一步把高頻分量分割成高頻分量和低頻分量而得到的係數 數據，並且區LH和LL是通過進一步把低頻分量分割成高頻分量和 低頻分量而得到的係數數據。
在分割級=2處，在水平方向和垂直方向中的每一個上對在分割 級=1中生成的低頻分量的係數數據進行過濾操作。更具體地說，在分 割級=2中，把在分割級-1處分割的區LL進一步分割成四個區。區 LL因而包含區HH、區HL、區LH、及區LL。
小波變換器11按照小波變換沿垂直方向以逐步方式在屏幕上進 行數次過濾操作，每次均處理數行。如圖15所示，第一次以在屏幕 上的第一行開始的七行被處理，並且第二次以在屏幕上的第八行開始 的四行被處理。在每個區被分割成高頻分量和低頻分量之後，行數是 為生成一行的低頻分量所需的行數。
如圖15所示，由在中間計算存儲器12上存儲的係數Ca和係數 C4計算由於分割級-2的過濾操作而得到的係數C5。由都存儲在中間 計算存儲器12上的係數Ca、係數Cb、及係數Cc計算係數C4。由在 係數重新排列存儲器14上存儲的係數C2和C3、和在第五行上的圖 像數據計算係數Ce。由在第五行至第七行上的圖像數據計算係數C3。 為了在分割級=2處得到係數C5，需要第 一行至第七行上的圖像數據。
相反，此後第二次的過濾操作可以使用之前在之前的過濾操作中 計算的並且在中間計算存儲器12和係數重新排列存儲器14之一上存 儲的係數數據。較小數量的行因而可行。
更具體地說，如圖15所示，在由於分割級=2的過濾操作而得到的低頻分量的係數中，由係數C4和C8及在中間計算存儲器12上存 儲的係數Cc計算係數C5以後的係數C9。係數C4在第一過濾操作中 被之前計算，並且已經被存儲在係數重新排列存儲器14上。類似地， 係數Cc在第一過濾操作中被之前計算，並且已經被存儲在中間計算 存儲器12上。在第二過濾操作中，只進行用於計算係數C8的過濾操 作。該新過濾操作進一步使用第八至第十一行。
第二和隨後的過濾操作可使用在前一過濾操作中計算的和在中 間計算存儲器12和係數重新排列存儲器14上存儲的數據，並且每四 行被簡單地進行。
如果屏幕上的行數不能與編碼中的行數相匹配，則通過把原始圖 像數據的行拷貝而進行過濾操作以使行數與編碼中的行數相等。
為得到最低頻率分量之一的係數數據的過濾操作以逐步方式(通 過分區)被進行數次以覆蓋整個屏幕的行，這一點將在以後進行詳細 描述。當編碼數據被傳輸並且然後被解碼時，這種排列允許圖像以所 涉及的短的延遲時間被解碼。
為了進行小波變換，使用第一緩衝器和第二緩沖器。第一緩沖器 用來進行小波變換，並且第二緩沖器存儲在對預定分割級進行過濾操 作時生成的係數。第一緩衝器與中間計算存儲器12相對應，並且由 圖15中的虛線表示。第二緩沖器與係數重新排列存儲器14相對應， 並且由圖15中的點劃線表示。在第二緩沖器上存儲的係數被用在解 碼過程中，並且因而在以後過程中被量化和熵編碼。
下面描述圖1的存儲器控制器13的過程。如以前討論的那樣， 存儲器控制器13按合成過程的順序重新排列由小波變換器11生成的 係數數據，並且然後把重新排列的係數數據提供給量化器15。
如以前討論的那樣，在小波變換中從高頻分量到低頻分量生成系 數。如圖15所示，分割級-1的過濾操作在第一過程中由原始圖像的 圖像數據依次生成係數Cl、係數C2、及係數C3。對於在分割級-1 的過濾操作中得到的低頻分量的係數數據進行分割級=2的過濾操作， 並且依次產生低頻分量的係數C4和係數C5。更具體地說，在第一過程中，係數數據按係數C1、係數C2、係數C3、係數C4及係數C5 的順序生成。由於小波變換的原理，係數數據的這種生成順序是自然 的(從高頻分量到低頻分量)。
相反，在解碼器側(合成濾波器側)，圖像需要被生成並從低頻 分量輸出到高頻分量，以便以少量延遲立即解碼。在編碼器側生成的 係數數據優選地在從低頻分量到高頻分量的方向上重新排列，並且然 後被提供給解碼器側。
參照圖15更具體地描述這種排列。在圖15的右側示出了用於進 行反向小波變換的合成濾波器。用於輸出圖像數據的第一行和其它行 的第一合成過程(反向小波變換)利用在編碼器側的第一過濾操作中 生成的低頻分量的係數C4和C5、及係數C1進行。
更具體地說，在第一合成過程中，編碼器側按係數C5、係數C4 及係數C1的順序把係數數據供給到解碼器側。解碼器側在與分割級 =2相對應的合成級=2下對係數C5和係數C4進行合成過程，由此生 成並存儲係數Cf。在與分割級=1相對應的合成級=1下，對係數Cf 和係數C1進行合成過程，並且合成結果作為第一行被輸出。
在第一合成過程中，按係數Cl、係數C2、係數C3、係數C4 及係數C5的順序生成並存儲在係數重新排列存儲器14上的係數數 據，按係數C5、係數C4、係數C1、...的順序被重新排列，並且然後 被提供給解碼器側。
關於在圖15的右側示出的合成濾波器，來自於編碼器側的係數 在編碼器側具有帶括號的數字、和指示合成濾波器中的行數的不帶括 號的數字。例如，係數Cl (5)是指在圖15中左側的分析濾波器上 的係數C5和合成濾波器側中的第一行。
利用在之前合成過程中合成的或來自於編碼器側的係數數據對 編碼器側上的第二和隨後過濾操作中處理的係數數據進行解碼器側 的合成過程。如圖15所示，利用在編碼器側的第二過濾操作中生成 的低頻分量的係數C8和係數C9將進行的解碼器側的第二合成過程， 還需要在編碼器側的第 一過濾操作中生成的係數C2和係數C3。因而第二行至第五行被解碼。
在第二合成過程中，編碼器側按係數C9、係數C8、係數C2、 及係數C3的順序把係數數據提供給解碼器側。解碼器側利用在第一 合成過程處從編碼器側供給的係數C8和係數C9及係數C4在合成級 =2的過程中生成係數<^，並且把係數Cg存儲在緩衝器上。解碼器側 利用在第一合成過程中生成的並且在緩衝器上存儲的係數Cg、係數 C4、及係數Cf生成係數Ch，並且然後把係數Ch存儲在緩衝器上。
解碼器側利用在合成級=2的合成過程中生成的並在緩衝器上存 儲的係數Cg和係數Ch、來自於編碼器側的係數C2 (在合成濾波器中 稱作係數C6 (2))和係數C3 (在合成濾波器中稱作係數C7 (3)) 進行合成級-1的合成過程。解碼器側由此對第二行至第五行進行解 碼。
在第二合成過程中，在編碼器側按係數C2、係數C3、(係數 C4及係數C5)、係數C6、係數C7、係數C8、及係數C9的順序生 成的係數數據，在被傳輸到解碼器側之前按係數C9、係數C8、係數 C2、係數C3、...的順序重新排列。
在第三和隨後的合成分析過程中，在係數重新排列存儲器14上 存儲的係數數據也被重新排列，並且然後被傳輸到解碼器側。解碼器 側一次以四行對諸行進行解碼。
在響應用於包括解碼器側的屏幕上的底部行的其它行的過濾操 作(下文稱作最終過濾操作)的解碼器側合成過程中，在之前處理過 程中的緩衝器上至此產生並存儲的係數數據都被輸出。輸出行的數量 變得巨大。如圖15所示，在最終過程處輸出八行。
存儲器控制器13通過按預定順序設置在係數重新排列存儲器14 上存儲的係數數據的讀取中的讀取地址，可以重新排列係數數據。
參照圖16A-16C具體地描述了上面提及的過程。圖16A-16C示 出了利用5x3濾波器對分割級=2的小波變換過濾操作。如圖16A所 示，小波變換器11對在水平方向和垂直方向上第一行至第七行的輸 入圖像數據進行第一過濾操作(在圖16A中的In-l)。在分割級=1的第一過濾操作中，包括係數C1、係數C2及係數 C3的三行的係數數據被生成，並且在如圖16B所示在分割級=1處形 成的區HH、區HL、及區LH中排列(在圖16B中的WT-1 )。
在分割級=1下形成的區LL在水平方向和垂直方向上在分割級 =2的過濾操作中被進一步分割成四個區。關於在分割級=2下生成的、 和在分割級=1的區LL中排列的係數C5和係數C4，係數C5的一行 被排列在區LL中，並且係數C4的一行被排列在區HH、區HL、及 區LH中的每一個中。
在通過小波變換器11的第二和隨後的過濾操作中， 一次對四行 進行每個過濾操作(圖16A中的In-2), —次在分割級-1下生成兩 行係數數據(圖16B中的WT-2)，及在分割級=2下生成一行係數數 據。
在圖15的第二過程中，係數C6和係數C7的兩行係數數據在分 割級=1的過濾操作中被生成，並且在第 一過濾操作中生成的係數數據 以後被排列在分割級=1下形成的區HH、區HL、及區LH中，如圖 16B所示。類似地，在分割級=1的區LL中，在分割級=2的過濾操作 中生成的係數C9的一行被排列在區LL中，係數C8的一行被排列在 區HH、區HL及區LH中的每一個中。
當小波變換的數據如圖16B所示被解碼時，響應第一行至第七 行上的編碼器側的第一過濾操作，解碼器側進行第一合成過程，由此 輸出第一行(圖16C的Out-l)。響應從第二到最終過濾操作的編碼 器側的過濾操作，解碼器側一次輸出四行(圖16C的Out-2...)。響 應編碼器側上的最後一輪過濾操作，解碼器側輸出八行。
圖17示出了編碼設備1和解碼設備101的元件的並行操作的原 理。圖17與圖16A-16C相對應。如圖17所示，量化過程和熵編碼過 程共同地表示為熵編碼過程，並且熵解碼過程和反量化過程共同地表 示為熵解碼過程。
小波變換器11對圖像數據(圖17的A)的輸入In-l (圖17的 B)進行第一小波變換WT-1。參照圖15，響應三行的輸入第一小波變換WT-1開始，並且係數C1被生成。從圖像數據In-l的輸入到小 波變換WT-1的開始引起三行的延遲時間。
當通過輸入圖像小波變換完成第一小波變換時，第二小波變換 WT-2開始。
存儲器寫入控制器23與在第二小波變換WT-2中要使用的圖像 數據In-2的輸入和第二小波變換WT-2的過程並行地對係數Cl、系 數C4及係數C5進行重新排列順序Ord-l (圖17的C )。
在小波變換WT-1的結束與重新排列Ord-l的開始之間的延遲時 間包括設備和系統結構的延遲，諸如在指示存儲器寫入控制器23進 行重新排列過程的控制信號的傳輸中引起的延遲、通過存儲器寫入控 制器23的重新排列過程的開始涉及的延遲、及在程序處理中的延遲。 這些延遲時間在編碼過程中不是本質的。
係數數據從係數重新排列存儲器14讀取，並且提供給量化器15 和VLC單元16中的每一個。然後進行熵編碼操作EC-l(圖17的D )。 熵編碼過程EC-1可被開始，而不用等待三個係數，即係數C1、係數 C4及係數C5，的重新排列的結束。例如，當完成第一輸出係數C5 的一行的重新排列時，對於係數C5可開始熵編碼。從重新排列Ord-l 的開始到熵編碼EC-1的開始的延遲是一行。
量化器15和VLC單元16對其已經完成熵編碼EC-1的編碼數 據，經傳輸線被傳輸到解碼設備101 (圖17的E)。編碼數據的傳輸 路徑可以是通信網絡，如網際網路。在這種情況下，按照網際網路協議(IP ) 傳輸編碼數據。傳輸路徑不限於IP。傳輸路徑可以是由通用串行總線 (USB)、和電氣和電子工程師學會1394 (IEEE 1394)標準、及符 合IEEE 801.11的無線通信路徑定義的通信接口之一。
繼用於第一過程的圖像數據輸入的七行之後，編碼設備1依次接 收直到屏幕的底部行的圖像數據。響應圖像數據的輸入(In-n) (n 是2或更大)，編碼設備1 一次對四行進行小波變換WT-n、重新排 列Ord-n、及熵編碼EC-n，如以上描述的那樣。對六行進行在最終 過程處由編碼設備1進行的重新排列Ord和熵編碼EC。這些過程被並行地進行，如圖17的A至圖17的D所示。由編碼設備1在EC-1中熵編碼的數據經傳輸線傳輸到解碼設備 101，並且然後提供給VLD單元lll。 VLD單元111和反量化器112 對在熵編碼EC-n中編碼的數據依次進行熵解碼iEC-n，由此恢復系 數數據(圖17的F)。恢復的係數數據被依次存儲在係數緩衝器113 上。當足以進行反向小波變換的係數數據被存儲在係數緩衝器113上 時，反向小波變換器114從係數緩沖器113讀取係數數據，並且對讀 取的係數數據進行反向小波變換iWT-l (圖17的G)。如參照圖15描迷的那樣，當係數C4和係數C5被存儲在係數緩 沖器113上時，反向小波變換器114可開始反向小波變換iWT-l。從 通過VLD單元111的解碼iEC-l的開始到通過反向小波變換器114 的反向小波變換iWT-l的開始的延遲時間是2行。當反向小波變換器114對於在第一小波變換中處理的三行完成 反向小波變換iWT-l時，在反向小波變換iWT-l中生成的圖像數據 作為Out-l被輸出(圖17的H)。輸出Out-l是圖像數據的第一行， 如參照圖15和16描述的那樣。繼通過編碼設備1在第一過程中編碼的係數數據的三行之後，解 碼設備101依次接收在熵編碼EC-n ( n是2或更大)中編碼的係數數 據。如上所述，解碼設備101—次對輸入係數數據的四行進行熵解碼 iEC-n和反向小波變換iWT-n，並輸出反向小波變換iWT-n中解碼的 圖像數據Out-n。解碼設備101作為最終過程對六行進行熵解碼iEC 和反向小波變換iWT。編碼設備1在八行上輸出Out。這些過程也由 解碼設備101並行地進行，如圖17的F和圖17的H中示出的那樣。如上所述，編碼設備1和解碼設備101在屏幕上從頂部到底部按 順序進行其過程，並因而以短延遲進行圖像壓縮過程和圖像解碼過 程。在利用5x3濾波器對分割級=2進行的小波變換中從圖像輸入到 圖像輸出的延遲時間參照圖17被計算。從到編碼設備1的圖像數據 的第一行的輸入到解碼設備101中的圖像數據的第一行的輸出的延遲時間是下面描述的因素之和。從系統結構到系統結構不同的延遲，如 在傳輸線中的延遲和在設備中的元件的實際過程定時的延遲，被排除 在各因素之外。(1 )從第一行的輸入到對七行進行的小波變換WT-1的結束的 延遲D—WT,(2) 在三行的計數和重新排列中涉及的時間D—Ord，(3) 用於三行熵編碼EC-1的時間D—EC，(4) 用於三行熵解碼iEC-l的時間DJEC,(5) 用於三行反向小波變換iWT-l的時間D_iWT。參照圖17計算在以上列出的因素中的延遲。(1)延遲。_\￥1 是對於10行。(2)時間D—Ord、 (3)時間D—EC、 (4)時間D—iEC、 及(5)時間D—iWT是對於三行的那些時間。在開始重新排列Ord-l 之後的一行，編碼設備1開始熵編碼EC-1。類似地，在開始熵解碼 iEC-l之後的兩行，解碼設備101開始反向小波變換iWT-l。熵解碼 iEC-l可在一行的編碼以熵編碼EC-1結束的那時糹皮開始。如圖17所示，從編碼設備1的係數數據的第一行的輸入到來自 解碼設備101的圖像數據的第一行的輸出的延遲時間是17行 =10+1+1+2+3。進一步具體地描述了延遲時間。如果輸入圖像數據是HDTV(高 清晰度電視)隔行掃描視頻信號，則一幀具有1920像素xl080行的分 辨率，並且一個場具有1920像素x540行的解析度。對於30Hz的幀 頻率，編碼設備1在16.67 ms (ls/60場)內接收540行的一個場。在數據的七行的輸入中涉及的延遲時間是0.216 ms (=16.67 msx7/540行)，並且關於一個場的更新時間極短。(l)延遲D一WT、 (2 )時間D—Ord、 ( 3 )時間D—EC、 ( 4 )時間D—iEC、及(5 )時 間D_iWT的和很短，因為要處理的行數很少。如果進行每個過程的 元件利用硬體被實施，則過程時間被進一步縮短。上述方法步驟可以利用軟體或硬體被執行。上述軟體程序可由任 何設備完成。例如，圖18的個人計算機200可以執行上述軟體程序。圖18的個人計算機200中的CPU 201按照存儲在只讀存儲器 (ROM) 202上的程序或從存儲單元213加載到隨機存取存儲器 (RAM) 203上的程序執行各種過程。如果必要，RAM 203存儲用 於CPU 201的數據以執行各種過程。CPU 201、 ROM 202及RAM 203經總線204彼此連接。總線204 連接到輸入-輸出接口 210上。同樣連接到輸入-輸出接口 210上的是包括鍵盤和滑鼠的輸入單 元211、包括諸如陰極射線管(CRT)或液晶顯示器(LCD)的顯示 器和揚聲器的輸出單元212、包括硬碟的存儲單元213、及包括調製 解調器的通信單元214。通信單元214經諸如網際網路的網絡進行通信 過程。如果必要，輸入-輸出接口 210也連接到驅動器215上。可移動 介質221，如磁碟、光碟、磁光碟、及半導體存儲器之一，被加栽到 驅動器215上。從可移動介質221讀取的電腦程式被安裝到存儲單 元213上。如果上述一系列的方法步驟利用軟體被執行，則實施軟體的程序 經網絡或從記錄介質安裝。記錄介質可以是存儲程序的、圖18的可移動介質221，並且與 主設備分離地分布以向用戶提供程序。可移動介質221可以包括磁碟 (包括軟盤)、光碟(光碟只讀存儲器(CD-ROM)、數字通用光碟 (DVD)等)、磁光碟(小型磁碟(MD)(註冊商標))、及半導 體存儲器中的一種。記錄介質也可以是ROM 202和加載到存儲單元 213上的硬碟中的一種，每一種均存儲程序並且在主設備中提供給用 戶。描述記錄在記錄介質上的程序的上述方法步驟可以按上述的時 間序列順序進行。而且，上述方法步驟可以並行地或分離地進行。 文字系統是指由多個裝置組成的整個設備。描述為單個單元的設備可以被劃分成多個設備。描述為多個單元 的設備可以集成為單個單元。另一種布置可以被附加到上述設備的結29構上。如果系統的結構和操作保持不變，則一個設備的部分可以被集 成到另一個設備中。本領域技術人員應該理解，依據設計要求和至今的其它因素可以 發生各種修改、組合、子組合及變型，因為它們在所附權利要求或其 等效物的範圍內。
權利要求
1.一種圖像數據處理設備，包括存儲器，用於存儲通過對圖像數據進行小波變換而得到的係數數據；計算裝置，用於基於圖像數據的編碼參數和係數數據的數據量，計算存儲係數數據的存儲器的存儲器地址；存儲器區域保留裝置，用於按照由計算裝置計算的存儲器地址，保留其中要寫入係數數據的存儲器區域；以及寫入裝置，用於按反向小波變換的順序重新排列係數數據，並且把順序重新排列的係數數據寫入到由存儲器區域保留裝置保留的存儲器區域上。
2. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，其中，存儲器區域保留裝置按行塊來保留其中要寫入係數數據的存儲器區域，每個行塊 均是為生成最低頻率子帶中的一行係數數據所需行數的圖像數據。
3. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，其中，存儲器區域保留裝置保留要寫入係數數據的存儲器區域，使得低頻分量的係數數 據排列在存儲器地址的開頭位置處，並且使得高頻分量的係數數據排 列在存儲器地址的末尾位置處。
4. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，還包括用於按從低頻分量到高頻分量的順序讀取由寫入裝置寫入在存儲器上的係數數 據的讀取裝置。
5. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，還包括用於從開頭 地址按順序讀取由寫入裝置寫入在存儲器上的係數數據的讀取裝置。
6. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，還包括用於獲取圖 像數據的編碼參數的獲取裝置。
7. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，其中，編碼參數包 括輸入圖像數據的水平尺寸和輸入圖像數據的垂直行的數量。
8. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，其中，編碼參數包括位精度。
9. 根據權利要求1所述的圖像數據處理設備，其中，編碼參數包 括小波變換的分割級的數量。
10. —種圖像數據處理方法，包括步驟 存儲通過對圖像數據進行小波變換而得到的係數數據； 基於圖像數據的編碼參數和係數數據的數據量，計算存儲係數數據的存儲器的存儲器地址；按照計算的存儲器地址，保留其中要寫入係數數據的存儲器區 域；以及按反向小波變換的順序重新排列係數數據，並且把順序重新排列 的係數數據寫入到保留的存儲器區域上。
11. 一種圖像數據處理設備，包括存儲器，存儲通過對圖像數據進行小波變換而得到的係數數據； 計算單元，基於圖像數據的編碼參數和係數數據的數據量，計算存儲係數數據的存儲器的存儲器地址；存儲器區域保留單元，按照由計算單元計算的存儲器地址，保留 其中要寫入係數數據的存儲器區域；以及寫入單元，用來按反向小波變換的順序重新排列係數數據，並且 把順序重新排列的係數數據寫入到由存儲器區域保留單元保留的存 儲器區域上。
全文摘要
本發明涉及用於處理圖像數據的方法和設備，其中的圖像數據處理設備包括存儲器，用於存儲通過對圖像數據進行小波變換得到的係數數據；計算單元，用於基於圖像數據的編碼參數和係數數據的數據量，計算存儲係數數據的存儲器的存儲器地址；存儲器區域保留單元，用於按照由計算單元計算的存儲器地址，保留其中要寫入係數數據的存儲器區域；以及寫入單元，用來按反向小波變換的順序重新排列係數數據，並且把順序重新排列的係數數據寫入到由存儲器區域保留單元保留的存儲器區域上。
文檔編號H04N7/30GK101309417SQ20081009927
公開日2008年11月19日 申請日期2008年5月16日 優先權日2007年5月17日
發明者福原隆浩, 西村直人 申請人:索尼株式會社