嵌入式零树小波编码方法和装置制造方法及图纸

公开了一种嵌入式零树小波编码方法和装置。该方法包括：将输入图像分解为多个小波分解子带；将多个小波分解子带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将辅小波系数表设置为空；以及分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位平面的顺序逐位平面地对多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码，其中在位平面ｎ中逐一对多个小波分解子带中的所有小波系数进行处理。在主控程阶段，判断主小波系数表中的一个小波系数的绝对值是否大于或等于２ｎ，如果是，根据该小波系数的符号位生成“ＰＯＳ”或“ＮＥＧ”符号，将该小波系数添加至辅小波系数表中，并在主小波系数表中将该小波系数设置为零。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像编码领域，更具体地涉及一种嵌入式零树小波编码方法和装置。
技术介绍
图像编码算法是一种以可接受的失真为代价来降低数字图像的数据量以进一步 对图像进行处理、存储和传输等的技术。由于小波变换在时域和频域都具有良好的局部 特性，所以基于这种变换的图像编码算法近几年大获成功。作为基于小波变换的图像编 码技术的里程碑，嵌入式小波编码算法(EZW)已经实现了设计时的最佳目标和视觉编码 性能。通过利用小波变换的能量打包特性和小波子带系数间位置的相似性，EZW获得 了非常好的客观和主观编码性能。由于EZW算法采用逐位平面编码的方式，所以在每个 位平面的主控程就存在一个对以前位平面的重要系数(前大系数)的处理方法问题。原 始的EZW算法对这些系数都采用了跳过处理的方式，即如果一个系数在某一位平面一旦 变成重要的，则在以后的位平面的主控程中就对该系数做跳过处理，不再编码。这种方 法会导致较多小的零树产生，降低编码效率，同时不适用于自底向上扫描顺序的硬件实 现。例如，如果某个前大系数的4个子节点都是零树根，那么由于这个前大系数被跳过 处理，所以就需要用4个零树根符号来表示这四棵零树。
技术实现思路
鉴于以上所述的一个或多个问题，本专利技术提供了一种新颖的嵌入式零树小波编 码方法和装置。根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码方法包括将输入图像分解为多个小 波分解子带；将所述多个小波分解子带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将 辅小波系数表设置为空；以及分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位 平面的顺序逐位平面地对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码，其中在位 平面η中逐一对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行处理，η为不小于零的整 数。在主控程阶段，判断主小波系数表中的一个小波系数的绝对值是否大于或等于2η， 如果是，则根据所述一个小波系数的符号位生成“正重要系数”或“负重要系数”符 号，将所述一个小波系数添加至辅小波系数表中，并在主小波系数表中将所述一个小波 系数设置为零，否则，在所述一个小波系数已经被标记为零树节点的情况下，不对所述 一个小波系数进行处理，在所述一个小波系数未被标记为零树节点的情况下，判断相对 于所述一个小波系数所在的小波分解子带的更高频的小波分解子带中的与所述一个小波 系数相关联的小波系数的绝对值是否都小于2η，如果是，则将所述更高频的小波分解子 带中的与所述一个小波系数相关联的小波系数标记为零树节点，并生成“零树根”符 号，否则生成“孤零”符号。在辅控程阶段，生成所述一个小波系数在位平面η-1中的细化位。根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码装置包括小波分解单元，被配置为 将输入图像分解为多个小波分解子带；表初始化单元，被配置为将所述多个小波分解子 带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将辅小波系数表设置为空；以及编码执 行单元，被配置为分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位平面的顺序 逐位平面地对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码，其中在位平面η中逐 一对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行处理，η为不小于零的整数。具体地， 在主控程阶段，判断主小波系数表中的一个小波系数的绝对值是否大于或等于2η，如果 是，则根据所述一个小波系数的符号位生成“正重要系数”或“负重要系数”符号，将 所述一个小波系数添加至辅小波系数表中，并在主小波系数表中将所述一个小波系数设 置为零，否则，在所述一个小波系数已经被标记为零树节点的情况下，不对所述一个小 波系数进行处理，在所述一个小波系数未被标记为零树节点的情况下，判断相对于所述 一个小波系数所在的小波分解子带的更高频的小波分解子带中的与所述一个小波系数相 关联的小波系数的绝对值是否都小于2η，如果是，则将所述更高频的小波分解子带中的 与所述一个小波系数相关联的小波系数标记为零树节点，并生成“零树根”符号，否则 生成“孤零”符号。在辅控程阶段，生成所述一个小波系数在位平面η-1中的细化位。由以上所述可以看出，通过在主控程阶段在当前位平面η上的处理过程中将绝 对值小于2η且其相关联的小波系数的绝对值也都小于2η的小波系数编码为零树根符号， 可以简化编码的复杂性并提高编码效率。另外，通过在随后的位平面上的处理过程中将 当前位平面η上的绝对值大于或等于2η的小波系数当作0小波系数进行编码，可以进一 步简化编码的复杂性、提高编码效率。附图说明从下面结合附图对本专利技术的具体实施方式的描述中可以更好地理解本专利技术，其 中图1示出了根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码装置的框图；图2示出了根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码方法的流程图；图3示出了对输入图像示例性地进行3级小波分解得出的10个小波分解子带的 示意图；图4示出了对于图3中所示的10小波分解子带的扫描顺序的示意图；图5示出了对于图3中所示的每个小波分解子带中的小波系数的扫描顺序的示意 图；图6示出了示例性的小波系数集合中的各整数的位平面的示意图；图7示出了根据本专利技术实施例的用于对所有小波系数进行编码处理的流程图；图8示出了根据本专利技术实施例的用于在一个位平面上对所有小波系数进行主控 程处理的流程图；以及图9示出了根据本专利技术实施例的用于在一个位平面上对所有小波系数进行辅控 程处理的流程图。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许 多具体细节，以便提供对本专利技术的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见 的是，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的 描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更清楚的理解。本专利技术绝不限于 下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了相关元 素、部件和算法的任何修改、替换和改进。 图1示出了根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码装置的框图。如图1所示， 该嵌入式零树小波编码装置包括小波分解单元102、表初始化单元104以及编码执行单元 106。小波分解单元102将输入图像分解为多个小波分解子带。表初始化单元104将所 述多个小波分解子带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将辅小波系数表设置 为空。编码执行单元106分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位平面 的顺序逐位平面地对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码。其中，小波分 解单元还可以通过例如四级树结构将所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行相互 关联。图2示出了根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码方法的流程图。如图2所 示，该嵌入式零树小波编码方法包括S202，将输入图像分解为多个小波分解子带； S204，将所述多个小波分解子带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将辅小波 系数表设置为空；以及S206，分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位 平面的顺序逐位平面地对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码。其中，步 骤S204例如可以由小波分解单元102完成，步骤S204例如可以由表初始化单元104完 成，步骤S206例如可以由编码执行单元106完成。下面结合图3至图9来详细说明根据本专利技术实施例的嵌入式零树小波编码方法和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种嵌入式零树小波编码方法，包括：将输入图像分解为多个小波分解子带；将所述多个小波分解子带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将辅小波系数表初始化为空；以及分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位平面的顺序逐位平面地对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码，其中在位平面ｎ中逐一对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行处理，ｎ为不小于零的整数：在所述主控程阶段，判断所述主小波系数表中的一个小波系数的绝对值是否大于或等于２↑［ｎ］，如果是，则根据所述一个小波系数的符号位生成“正重要系数”或“负重要系数”符号，将所述一个小波系数添加至所述辅小波系数表中，并在所述主小波系数表中将所述一个小波系数设置为零，否则，在所述一个小波系数已经被标记为零树节点的情况下，不对所述一个小波系数进行处理，在所述一个小波系数未被标记为零树节点的情况下，判断相对于所述一个小波系数所在的小波分解子带的更高频的小波分解子带中的与所述一个小波系数相关联的小波系数的绝对值是否都小于２ｎ，如果是，则将所述更高频的小波分解子带中的与所述一个小波系数相关联的小波系数标记为零树节点，并生成“零树根”符号，否则生成“孤零”符号，在所述辅控程阶段，生成所述一个小波系数在位平面ｎ－１中的细化位。...

【技术特征摘要】
1.一种嵌入式零树小波编码方法，包括将输入图像分解为多个小波分解子带；将所述多个小波分解子带中的所有小波系数添加到主小波系数表中，并将辅小波系 数表初始化为空；以及分主控程和辅控程两个阶段、按照从最高位平面到最低位平面的顺序逐位平面地对 所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码，其中在位平面η中逐一对所述多个 小波分解子带中的所有小波系数进行处理，η为不小于零的整数在所述主控程阶段，判断所述主小波系数表中的一个小波系数的绝对值是否大于或 等于2η，如果是，则根据所述一个小波系数的符号位生成“正重要系数”或“负重要系数”符号，将 所述一个小波系数添加至所述辅小波系数表中，并在所述主小波系数表中将所述一个小 波系数设置为零，否则，在所述一个小波系数已经被标记为零树节点的情况下，不对所述一个小波系 数进行处理，在所述一个小波系数未被标记为零树节点的情况下，判断相对于所述一个 小波系数所在的小波分解子带的更高频的小波分解子带中的与所述一个小波系数相关联 的小波系数的绝对值是否都小于2η，如果是，则将所述更高频的小波分解子带中的与所 述一个小波系数相关联的小波系数标记为零树节点，并生成“零树根”符号，否则生成 “孤零”符号，在所述辅控程阶段，生成所述一个小波系数在位平面η-1中的细化位。2.根据权利要求1所述的嵌入式零树小波编码方法，其特征在于，所述多个小波分解 子带中的所有小波系数是根据四级树结构相互关联的。3.根据权利要求1所述的嵌入式零树小波编码方法，其特征在于，按照从左到右、从 上到下的顺序逐子带地将所述多个小波分解子带中的小波系数添加到所述主小波系数表 中。4.根据权利要求3所述的嵌入式零树小波编码方法，其特征在于，按照从左到右、从 上到下的顺序逐小波系数地将各所述小波分解子带中的小波系数添加到所述主小波系数 表中。5.根据权利要求1所述的嵌入式零树小波编码方法，其特征在于，在结束一个位平面的编码处理之后或者在结束一个位平面上的主控程处理之后，判 断是否达到了目标位速率，如果是，则结束编码，否则进行下一个位平面的编码处理或 进行所述一个位平面上的辅控程处理；以及在结束最低位平面的编码处理后，结束编码。6.根据权利要求1所述的嵌入式零树小波编码方法，其特征在于，每当完成一个位平 面上的编码处理后，清除在所述一个位平面上被标记为所述零树节点的小波系数的零树 节点标记。7.根据权利要求1所述的嵌入式零树小波编码方法，其特征在于，根据以下 等式确定用于对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码的最高位平面 max =IjOg2Onaxkij |)_|，其中，Ilmax表示最高位平面，Cy表示处于所述输入图像的位置(i，j)处的小波系数，并且用于对所述多个小波分解子带中的所有小波系数进行编码的最 低位平面为位平面nmm = 0。8.一种嵌入式零树小波编码装置，包括小波分解单元，被配置为将输入图像分解为多个小波分解子带；表初始化...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永明，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]