[发明专利]图像域的变换方法和装置

说明书

本发明涉及到图像域的变换方法和装置。

在[1]中已知具有从属装置的一种这样的方法。将已知方法在MPEG-标准中用于作为编码方法和原则上是建立在运动补偿的混合DCT(离散的余弦变换)基础上的。将类似的方法使用在具有n×64kbit/s(CCITT建议H.261)的图像电话上，具有34或者45Mbit/s的TV-缴费上和具有1，2Mbit/s(ISO-MPEG-1)的多媒体应用上。混合的DCT是由充分利用连续图像从属关系的时间处理阶段和充分利用图像内相关的位置处理阶段组成的。

位置处理(帧内进行编码)原则上对应于分等级的DCT-编码。将图像分成为8×8图像点，将这些图像点各自借助于DCT变换为频域。结果是8×8系数的矩阵，这些近似地反应了在变换的图像块中的二维位置频率。具有频率0的系数(直流部分)代表图像块的平均灰值。

在变换之后进行数据膨胀。当然在自然的图像模型时围绕直流部分(DC-值)出现能量集中，而最高频率的系数常常是零。

在下一个步骤中进行系数的频谱加权，这样高频系数的幅值精确度减少。此外人们充分利用人眼特性，对高位置频率分辨的精确度小于低的位置频率分辨的精确度。

数据减少的第二个步骤是用匹配量化形式进行的，通过匹配量化继续减少系数的幅值精确度或者通过匹配量化将小的幅值设置为零。此时量化的尺度与输出缓冲存储的填满水平有关：当空的缓冲存储时进行细量化，而当充满缓冲存储时进行粗量化，从而减少数据量。

在量化之后将块进行对角扫描(“交叉”扫描)，然后进行熵编码，熵编码的作用是真正的数据减少。为此充分利用两个效应：

1.)幅值的统计(高幅值比低幅值出现的少和短编码字从属于经常的事件(可变长度编码，VLC))。用这种方法比用固定字长的编码平均产生比较小的数据率。然后将VCL的可变比率在缓冲存储器中进行平正。

2.)人们充分利用以下事实，在大多数场合从确定的数值开始后面只还跟随着归零。代替所有的归零人们只传输EOB-编码(块结束)，这在图像数据压缩时导致显著的编码获益。在现实的例子中对于这个块代替512比特的输出比率只传输46比特，这对应于压缩比超过11。

人们通过数据处理得到另外的压缩获益(帧之间编码)。对差别图像进行编码需要比原始图像比较少的数据率，因为幅值非常小。

如果在图像中的运动很小时，当然时间的差别只是很小。如果相反在图像中的运动很大，则产生比较大的差别，这又是很难编码的。由于这个原因对图像-到-图像-运动进行测量(运动评估)和在构成差别之前进行压缩(运动补偿)。此时将运动信息随着图像信息进行传输，其中一般来说只使用单个的宏块(例如四个8×8图像块)的运动矢量。

如果使用运动压缩的双向评价代替所使用的评价，得到更小一些幅值的差别图像。

在运动压缩混合编码器中不仅将图像信息本身进行变换，而且将时间差别信号进行变换。由于这个原因编码器还具有一个时间的回归回路，因为评价器必须从已经被传输的(被编码的)图像数值中计算出评价值。一个同样的时间回归回路位于解码器中，这样编码器和解码器是完全同步的。

在MPEG-2-编码方法中主要有可以处理图像的三个不同的方法：

I-图像：在I-图像中不使用时间评价，也就是说将图像值直接变换和编码，如附图1表示的。将I-图像使用在，当不知道过去的时间时可以新开始解码过程，或者在传输误差时达到重新同步化。

P-图像：借助于P-图像进行时间的评价，时间的评价将DCT使用在时间的评价误差上。

B-图像：在B-图像时计算时间的双向评价误差和然后进行变换。双向评价原则上是相互匹配地工作，也就是说允许前进评价，后退评价或者中间插补。

将MPEG-2-编码中的图像序列分成所谓的GOPs(图像组)。将两个I-图像之间的n图像构成一个GOP。将P-图像之间的距离称为m，其中各个m-1 B-图像位于P图像之间。然而MPEG-语句允许用户如何选择m和n。m＝1表示不使用B-图像，和n＝1表示只将I-图像编码。

优异的是在解码器方面在DCT-变换的帧上进行分类的变换或者逐行的变换。其中所有图像数据的变换方式是同样进行的，这对于一定的图像数据是缺点。

本发明的任务在于将图像域进行变换，其中垂直和水平变换的顺序与预先规定的条件有关，将这些条件有目的地考虑。

此时可以达到图像质量的明显改善。