图像像素编码方法和图像处理方法技术

一种对数字或数字化图像像素进行编码的方法，图像由一组在二维图像中称为像素、在三维称为三维像素的图像点组成，所述的每一个像素或者三维像素由对应于显示屏或印刷图像上像素的可视外观的一组值表示。依照本发明专利技术，数字或数字化图像中关注的至少一部分像素或者三维像素（５，１４），或者组成图像的像素或者三维像素组中的每一个像素或者三维像素（５，１４），由一个向量唯一确定，该向量的分量由将被编码的像素或者三维像素（５，１４）的数据和将被编码的像素周围像素（１，２，３，４，６，７，８，９；１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７）中的至少一个或者一些或者全部像素的数据给出，并排列成包含在组成图像的像素或者三维像素的整个组内的像素或者三维像素的预定的子集。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术首先涉及一种对数字或数字化图像像素进行编码的方法，该方法针对每个像素的信息内容进行处理，使其可用于自动图像处理系统，尤其设计用于对其中再现对象的图像识别。
技术介绍
术语“数字的”用于定义由输出为数字格式图像的成像设备，即数码相机、核磁共振成像设备、超声波成像设备和其它的成像设备获取的图像。术语“数字化的图像”涉及基本上由模拟设备获取并提供的图像，提供的该模拟图像进一步由称为扫描仪的设备进行扫描，且不管后者是硬件设备，如读取物理印刷在媒介上图像的设备，还是设计对图像进行采样并提供信号集合且将其转换为数字信号的软件设备。数字图像日益广泛的使用使得所述图像以数字数据的形式用于进一步的处理。无论图像是直接数字地获取，还是通过传统系统的模拟方式获得并进一步数字化，例如由诸如扫描仪的数字化设备进行扫描，数字图像都是由一组图像点即所谓的像素组成的，像素可能具有不同的亮度状态，即不同的灰度等级色调，或者在彩色图像中有不同的颜色。图像的每一个像素也具有明确的位置，从而数字图像可以通过二维或三维矩阵的元素Pi，j表示，每一个元素对应于组成图像的像素集合中预定的一个像素，元素Pi，j呈现的是与该具体像素关联的亮度和/或颜色值的变量。当限定在黑白图像时，不同的与像素关联的亮度值由从黑到白通过几个不同的中间灰度级别延伸出来的灰度等级来表示，其中中间灰度的数值可以基于数字化成像设备和/或显示设备的性能由使用者定义。在三维矩阵中，离散的图像单元元素通常指的是一个三维像素，且三维矩阵由元素Vi，j，k组成。因此，从技术的观点来看，数字图像具有唯一的等效的数据矩阵，该矩阵组成了虚拟图像；从而同样地，数字图像具有一种结构，该结构潜在地适合采用算法的系统或者方法进行图像处理，而且此算法可以由装载在计算机内的软件或者在图像矩阵上完成特定功能的专门硬件提供。然而，从逻辑的观点来看，包含在每一个孤立的像素Pi，j或三维像素Vi，j，k内的信息只提供了其亮度值的简单指示，即对应的灰度等级数值，因此对于从中析取图像信息没有任何意义，而只能作为控制显示设备的数据，事实上在图像处理中也可以用于调节图像的整体外观，例如基于用户选择，依照客观或主观数据定义的对比度和/或亮度和/或特定的颜色。因此，在获取的图像中，由不同图像部分的像素再现的对象的形状和特性得自于每一个图像像素和其周围像素的关系。因此，为了使得图像处理不仅仅用于调节单个像素用于提高显示图像的质量，有必要定义每个像素和它周围像素的关系。现在除了那些定义在假设基础上或者基于图像再现对象特定特性的根据推测定义的规则外，没有任何定义这样关系的规则。
技术实现思路
因此，本专利技术基于提供一种对图像像素进行编码的方法的问题，考虑每一个像素和其周围像素的关系，而完全不管图像中再现对象的特定的特征。这种方法能用于提供图像数据集合，且此集合尤其适合于针对图像表示的对象的至少一些特性以及这些对象形状进行识别的图像处理过程。附加的目标是提供所述的编码过程，该过程简单且不需要复杂的处理步骤和较长的处理时间，也不会导致用于存储编码数据的硬件超过负荷。本专利技术通过提供一种对数字或数字化图像进行编码的方法实现所述目的，其中组成图像的像素集合的每一个像素由向量唯一确定，该向量的分量由将被编码的像素数据和将被编码像素周围的至少一个或至少若干或者至少所有的像素的数据给出，且像素排列成包含在组成图像的整个像素集合内的预定的像素子集。作为第一种近似，通过选择所有与所述将被编码的像素直接邻近的像素作为该像素的周围像素，来确定这个像素确定向量的分量。像素确定向量的分量也可以扩大到围绕与将被编码像素直接邻近的像素的至少一个或至少若干或全部像素。理论上，对将被确定像素周围的可以用于定义该像素确定向量分量的像素的数量和位置没有任何限制。对应于将被确定的像素以及其周围像素的确定向量的分量依照预定的像素读取序列的方式排列组成所述向量，从而反映了这些像素在组成图像的像素矩阵中的排列顺序。特殊的是，对应于将被确定的像素以及其周围像素的确定向量的分量依照预定的像素读取序列的方式排列组成所述向量，与所述像素彼此间的距离以及所述像素与将被编码像素间的距离对应。确定向量的分量按照此方式排列，从而被确定的像素具有对应于从图像像素集合中取出且与选作决定确定向量分量的周围像素关联的中心位置。本方法包括为组成数字或数字化图像的每一个像素生成确定向量。依照这种安排，一组虚拟像素，即一组与真实且确实显示的图像像素具有相同位置的数据对应的数据矩阵组成虚拟图像，该虚拟图像转换成矩阵，其中每个元素在特定像素位置具有确定向量，该确定向量依次具有如上定义的数值结构。由于确定向量包含的分量由关联于将被确定的像素周围一定预定数量的像素的数据给出，所以后者不仅由它的亮度数值说明，而且还由被选出组成确定向量的分量的周围像素的亮度数值确定。因此，像素矩阵，即对应于像素的亮度数据，转换成一组向量。像素确定向量也可以扩展其它的分量，例如，不同时间点的所选像素和将被确定像素的数值。例如，当从不同的时间点获得相同帧的不同的数字或数字化图像时，这无疑是有利的。在这种情况下，向量将对应于一系列连续的不同的分量组，包括将被确定像素和其周围所选像素的数值，每一组由在不同获取时间点获取或参照的相同的帧确定。优选地，确定向量中的分量组依照采集的时间序列连续顺序排列。上面清楚地描述了本专利技术编码的方法，此外还允许在像素的数值以及所述像素和其周围一定数量像素的关系基础上确定每个像素，且将此确定扩展到将被确定的所述像素的时间变化和其周围所选像素关系的时间变化中。根据依照本专利技术的编码方法，可以对每个图像像素，甚至对表示运动对象的图像序列进行数值的描述，而由对象运动导致的任何变化都包含在确定向量中。上面描述的方法可以很容易地在二维和三维图像中实现。在后面一种情况中，确定向量的分量数目相对要增加，在三次级数(cubicprogression)中，需要考虑将被确定像素周围所有组成渐远框架(increasingly distant shell)的像素。将被确定像素周围的像素选择模式和其数据组成确定向量分量的像素的像素选择模式依照实际需要可以不同。依照本方法更进一步的实施例，在编码图像像素时，可以考虑一组邻近像素作为要编码的相关最小图像表面，而不是一个像素。在一个将要编码的正方形的像素子矩阵中，要编码的最小图像区域可以由所述子矩阵的四个中心像素组成。在这种情况下，分配给编码向量或矩阵中这组四个像素的至少一个数值由所述四个邻近像素的亮度值的线性或非线性组合组成。这组作为最小图像区域进行编码的像素的数值可能是包含多个参数的混合值，其中每个参数代表着所述四个组内像素的亮度值的线性或非线性组合，例如这四个组内像素亮度的均值，和诸如这四个组内像素亮度变化的统计值。如果图像是彩色的甚至所述亮度和色彩值随着时间变化时，作为组成最小图像区域的所述组内像素的数值，也可以考虑这四个组内像素的颜色值。同样这些组内像素的颜色值可以是组内单个像素颜色值线性或非线性的组合和/或对应统计参数的数值，例如方差等。可以考虑将组内像素亮度值和/或颜色值的变化作为与时间相关的线性或非线性组合的变化，例如与时间相关的均值或其它统计参数。在由一定数量，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对数字或数字化图像的像素进行编码的方法，所述图像包含一组在二维图像中称为像素、在三维图像中称为三维像素的图像点，每一个所述的像素或三维像素由对应于显示屏或打印图像上像素的可视外观的一组值表示，其特征在于，数字或数字化图像中关注的至少一部分像素或三维像素（５，１４）或者组成图像的像素组或三维像素组的每个像素或三维像素（５，１４）与一向量唯一关联，这个向量由将被编码的像素（５，１４）的数据和将被编码的像素周围至少一个或至少一些或所有的像素（１，２，３，４，６，７，８，９；１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０，１１，１２，１３，１５，１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７）的数据给出，并排列在组成图像的整个像素或三维像素组中包括的预定的像素或三维像素子集内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗马西莫布谢马，
申请(专利权)人：布拉科成像SPA公司，塞米昂，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]