[发明专利]编码和解码图像的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及一种编码包括相关图像数据和不相关图像数据的区域的方法，该方法包括识别所述不相关图像数据的步骤。本发明也涉及解码已编码的图像和相应的用来编码和解码的装置。

发明背景

视频图像通常有一个矩形的形状，但用户并不总是对全部矩形图像区域都感兴趣。例如，医用图像常常包括在一个圆形区域中的与医学相关的信息。于是该图像在该圆形区域与一不相关的(通常是黑的)背景之间会呈现出一个尖锐的过渡。德国专利DE3613759公开了一种记录这种图像的方法。通过省略不相关的图像区域的像素来获得数据压缩。在相关图像区域和不相关区域之间的边界对发射机和接收机均是预知的。接收机于是知道每个所收到的像素在屏上的显示位置。

当前，通常用诸如块变换或利用在一个图像内的相邻象素之间的相关的DPCM这种编码方法来压缩视频图像。在这些编码方法中，在相邻象素间的尖锐过渡需要大量数据比特。因而在上类型的图像中的相关和不相关区域间的边界对编码效率有相当大的影响。

发明目的和概要

本发明的目的是为了提供一种可改进编码效率的编码图像方法。

本发明的方法的特征在于：用伪图像数据来替换至少靠近所述区域之间边界的不相关的图像数据来平滑在相关和不相关图像数据之间的过渡。实验已经表明这样可以降低比特率30％来编码医学图像。

相应的解码图像的方法的特征在于：通过根据边界信息来识别随机图像数据和用预定的图像数据来替换所述伪图像数据。由此重建在相关图像数据的区域和预定图像数据区域之间的尖锐边界。被构建的图像具有如原来图像一样外形，以供医学专家观测之用。

附图简介

图1示出了一个适用于本发明的编码和解码视频图像的系统的方框图。

图2A-2E示出了说明图1的修正电路的实施例的操作的信号波形。

图3A-3C示出了用来进一步说明示于图1的修正电路的一个具体实施例的操作的图像区域。

最佳实施例描述

图1示出了本发明的用来编码和译码视频图像的系统的方框图。参考数字1代表一个要编码的矩形图像。如图1要说明的，该图像包括一个相关像素的圆形图像区域11和不相关像素的图像区域12。在两个区域之间的边界是用参考数字13标注的。此后，相关像素将用X[i，j]标识，不相关像的素用y[i，j]标注。伪像素用p[i，j]标识。

将此图像加到边界检测电路2，检测电路2被用来检测边界13，例如检测从具有背景值的黑像素到相关像素的剧变的瞬变，反之亦然。边界电路2的实际的实施例公开在美国专利5,014,198中。边界13也被一个边界编码级3无损失地编码和发送或记录。无损编码方法是已知技术。例如，行程编码可应用于屏数码来确定不相关像素的区域。如果相关像素的区域是圆形的，则只需发送圆的圆心和半径。如果边界是预知的，则边界检测电路2和编码级3可省略。

再将图像1送到修正电路4。修正电路接收来自边界检测电路2的边界信息并据此来确定是否所加的像素来自区域11的相关像素或来自区域12的不相关像素。如下面将要描述的，不相关像素要给予修正，接着将像素加到传统的图像编码器5，例如，块一基变换编码器或DPCM编码器。经编码的边界信息B和图像信息I被存储在存储介质上供此后检索之用，或被发送到远端接收机。用参考数字6标识存储器或存储介质。

现根据各自的输出信号来描述修改电路4的实施例。熟悉数字信号处理技术的人们可容易设计各种实际的电路。图2B-2E示出了各自信号的波形。为了方便，只示出了一维信号，但应该认识到：修改操作最好用于二维图像空间。图2A示出了用作为基准的输入信号。它包括一系列不相关像素y[n]和一系列相关像素x[n]。这里假设图像的背景是黑的，因此所有的像素y[n]具有零值。图2B-2E示出了修改电路的适当的输出信号。现在各相关的信号包括一系列伪像素p[n]和一系列相关像素x[n]。

在图2B中的波形是通过用相同的伪像素p[n]来替换不相关像素y[n]获得的，其值相应于边界外的第一相关像素x[n]。在图2c所示的波形中，伪像素p[n]被选择得是从其原来值0渐变到边界外的第一相关像素值。在图2D的波形中，相关图像信号部分被镜象到不相关区域。此外，伪信号部分也可被低通滤波以进一步使过渡平滑，这样可防止出现大的交流系数而进一步改善编码效率。图2E的波形示出了通过将相关区域的像素x[n]外插到不相关区域获得的伪像素p[n]。