用于减少图像数据的大小的方法和装置制造方法及图纸

可以通过以下方式将输入图像（ＩＭＧ１）转换成低分辨率输出图像（ＩＭＧ２）：确定输出像素（Ｐ２）相对于所述输入图像（ＩＭＧ１）的位置（ＯＰ）；确定滤波器阵列（ＦＡ１）的元素（Ｅ）的值，从而使得所述滤波器阵列（ＦＡ１）的元素（Ｅ）的非零值近似于抛物面参考表面（ＲＥＦＳ），其中，所述参考表面（ＲＥＦＳ）在基点（ＢＰ）处具有最大值；以及通过执行在所述元素（Ｅ）的非零值与位于相应位置处的所述输入图像（ＩＭＧ１）的输入像素（Ｐ１）的值之间的积和运算来确定所述输出像素（Ｐ２）的值，其中，所述滤波器阵列（ＦＡ１）被叠加在所述输入图像（ＩＭＧ１）上，从而使得所述基点（ＢＰ）的位置对应于所述输出像素（Ｐ２）的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于减少图像数据的大小的方法和装置
本专利技术涉及图像数据的压缩。
技术介绍
高分辨率图像可消耗许多存储空间或数据传输容量。可能期望压缩图像数据。已知例如通过像素合并(binning)或抽取可以减少图像的像素数目。WO2005/106787公开了一种用于通过计算像素值的加权平均来减小数字图像的分辨率的方法和装置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于压缩图像数据的方法。本专利技术的进一步的目的是提供一种用于确定适合压缩图像数据的滤波器阵列的值的方法。本专利技术的进一步的目的是提供一种计算机程序以及包括用于执行所述方法的所述计算机程序的计算机可读介质。本专利技术的进一步的目的是提供一种成像设备。根据本专利技术的第一方面，提供了一种根据权利要求1的方法。根据本专利技术的第二方面，提供了一种根据权利要求16的计算机程序。根据本专利技术的第三方面，提供了一种包括根据权利要求17的计算机程序代码的计算机可读介质。根据本专利技术的第四方面，提供了一种根据权利要求19的设备。根据本专利技术的第五方面，提供了一种根据权利要求24的图像处理装置。根据本专利技术的第六方面，提供了一种包括根据权利要求25的数据结构的计算机可读介质。滤波器阵列的元素的值可以近似于抛物面参考表面。表示抛物面参考表面的数学等式相对简单，并且因此可以快速地计算元素的值。所述元素的值表示加权系数。靠近所述参考表面的中心线(centerline)的加权系数大于远离所述中心线的加权系数。这可能有助于保存空间调制信息。可以在显著程度上保存空间调制信息。这改进了输出图像的质量。图像数据被减少的大小促进了对图像的存储和对图像的传输(例如经由接口或数据总线)。图像数据被减少的大小可以有助于减少成像设备或图像处理设备的功率消耗。图像数据被减少的大小促进了在以后的图像处理步骤中(例如当调整图像的亮度时)的图像处理。通过下面在此给出的描述和例子，以及通过所附的权利要求，本专利技术的实施例及其益处对本领域技术人员将变得更加显而易见。附图说明在下面的例子中，将参照附图更详细地描述本专利技术的实施例，在附图中：图1示出了4×4滤波器阵列的元素；图2在三维视图中示出了在4×4滤波器阵列的元素位置上叠加的抛物面参考表面；图3示出了8×8滤波器阵列的元素与基点的距离；图4a示出了8×8滤波器阵列的元素；图4b在三维视图中示出了图4a的8×8滤波器阵列的元素的值；图5示出了使输入图像的水平和垂直像素密度除以整数缩放因子(integerscalingfactor)；图6示出了当水平像素密度除以缩放因子1.5时针对4×4滤波器阵列的空间频率响应，以及当水平像素密度除以缩放因子4时针对8×8滤波器阵列的空间频率响应；图7示出了7×7滤波器阵列的元素；图8在三维视图中示出了在4×4滤波器阵列的元素的位置上叠加的圆锥形参考表面；图9示出了使输入图像的水平和垂直像素密度除以不是整数的缩放因子；图10示出了滤波器阵列的基点相对于输入像素的不同位置；图11在三维视图中示出了滤波器阵列的基点相对于所述滤波器阵列的元素的非对称位置；图12示出了用于使水平像素密度除以缩放因子1.5以及用于使垂直像素密度除以缩放因子1.5的一组4×4滤波器阵列；图13在三维视图中示出了图12的非对称4×4滤波器阵列的元素的值；图14示出了用于使水平像素密度除以缩放因子4以及用于使垂直像素密度除以缩放因子4的一组8×8滤波器阵列；图15在三维视图中示出了图14的非对称8×8滤波器阵列的元素的值；图16示出了降低Bayer格式输入图像的像素密度；图17示出了用于将Bayer格式输入图像转换成具有降低的像素密度的共位(co-sited)输出图像的一组8×8滤波器阵列；图18在三维视图中示出了图17的8×8滤波器阵列的元素的值；图19a示出了用于处理Bayer格式输入图像的红色像素的8×8滤波器阵列；图19b示出了用于通过组合像素Gr和Gb来处理Bayer格式输入图像的绿色像素的8×8滤波器阵列；图19c示出了用于处理Bayer格式输入图像的红色像素的8×8滤波器阵列；图20示出了将Gr和Gb值组合成指示绿色色彩的单个值；图21a示出了将16个Bayer格式像素值转换成包括指示了绿色色彩的四个值、指示了红色色彩的一公共值以及指示了蓝色色彩的一公共值的图像元素；图21b示出了将不止16个Bayer格式像素值转换成包括指示了绿色色彩的四个值、指示了红色色彩的一公共值以及指示了蓝色色彩的一公共值的图像元素；图22示出了包括指示了绿色色彩的仅四个值、指示了红色色彩的仅一个值以及指示蓝色色彩的仅一个值的字；图23示出了YUV格式输出图像的元素，其中公共色度(chrominance)值U和V与2×2的一组光度(luminance)值Y相关联；图24a示出了用于处理输入图像的方法步骤；图24b示出了将Bayer格式输入图像转换成较低图像分辨率的Bayer格式输出图像；图24c示出了将Bayer格式输入图像转换成较低图像分辨率的共位RGB格式图像；图25a示出了用于将RGB格式输入图像转换成较低图像分辨率的输出图像的方法步骤；图25b示出了将Bayer格式输入图像转换成较低图像分辨率的RGB格式输出图像；图26a示出了用于将RGB输入图像转换成较低图像分辨率的YUV格式图像的方法步骤；图26b示出了将RGB输入图像转换成较低图像分辨率的YUV格式图像；图27示出了成像设备；以及图28示出了被布置成向远程终端传送输出图像的图像处理设备。具体实施方式图1示出了滤波器阵列FA1。通过使用滤波器阵列FA1，可以将数字输入图像IMG1转换成数字输出图像IMG2。可以通过以下方式来确定输出图像的每个输出像素的值：通过在输入图像上叠加滤波器阵列FA1而使得所述滤波器阵列FA1的位置与所述输出像素的位置基本上匹配，并且通过实现在滤波器阵列FA1的元素E的值与所述输入图像的输入像素的值之间的积和运算(sum-of-productsoperation)。当计算所述积和运算的乘积时，将预先确定的元素E(m，n)的每个值与以下输入像素的值相乘：所述输入像素的位置与所述预先确定的元素E(m，n)的位置一致(coincide)。通过实现积和运算，可以相对于输入图像IMG1的图像数据来压缩输出图像IMG2的图像数据。特别地，输出图像IMG2可以具有比输入图像IMG1更低的图像分辨率。通过计算所述输入图像IMG1与滤波器阵列FFA(其是通过水平地和垂直地翻转(flip)滤波器阵列FA1来获得的)的卷积，也可以提供输出图像IMG2。如果滤波器阵列FA1是水平和垂直对称的，则翻转的滤波器阵列FFA与滤波器阵列FA1相同。事实上，计算卷积包括：对输出图像IMG2的多个像素实现积和运算。翻转的阵列FFA还可以被称为卷积核(convolutionkernel)。滤波器阵列FA1和FFA的元素E(m，n)表示加权系数。靠近滤波器阵列FA1的中心的像素值与远离该中心的像素值相比被给予更大的权重。积和运算可以用于实现数字防混叠滤波器(anti-aliasingfilter)和采样率压缩器(sampleratecompressor)。特别地，积和运算可以用于实现空间低通滤波器。滤波器阵列FA1可以包括例如在至少四行中和在至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于基于输入图像（ＩＭＧ１）提供输出图像（ＩＭＧ２）的方法，所述方法包括：－确定输出像素（Ｐ２）相对于所述输入图像（ＩＭＧ１）的位置（ＯＰ）；－确定滤波器阵列（ＦＡ１）的元素（Ｅ）的值，从而使得所述滤波器阵列（ＦＡ１）的元素（Ｅ）的非零值近似于抛物面参考表面（ＲＥＦＳ），其中，所述参考表面（ＲＥＦＳ）在基点（ＢＰ）处具有最大值；以及－通过执行在所述元素（Ｅ）的非零值与位于相应位置处的所述输入图像（ＩＭＧ１）的输入像素（Ｐ１）的值之间的积和运算，确定所述输出像素（Ｐ２）的值，其中，所述滤波器阵列（ＦＡ１）被叠加在所述输入图像（ＩＭＧ１）上，从而使得所述基点（ＢＰ）的位置对应于所述输出像素（Ｐ２）的位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于基于输入图像(IMG1)提供输出图像(IMG2)的方法，所述方法包括：-确定输出像素(P2)相对于所述输入图像(IMG1)的位置(OP)；-选择用于所述输出图像(IMG2)的水平缩放因子(CFH)和垂直缩放因子(CFH)；-基于所述输出像素(P2)相对于所述输入图像(IMG1)的位置以及基于所述水平缩放因子(CFH)和所述垂直缩放因子(CFH)，确定滤波器阵列(FA1)的元素(E)的值，从而使得所述滤波器阵列(FA1)的元素(E)的非零值近似于抛物面参考表面(REFS)，其中，所述参考表面(REFS)在基点(BP)处具有最大值；以及-通过执行在所述元素(E)的非零值与位于相应位置处的所述输入图像(IMG1)的输入像素(P1)的值之间的积和运算，确定所述输出像素(P2)的值，其中，所述滤波器阵列(FA1)被叠加在所述输入图像(IMG1)上，从而使得所述基点(BP)的位置对应于所述输出像素(P2)的位置；其中，所述非零元素(E)对于所述参考表面(REFS)的均方根偏差小于所述非零元素(E)的平均值的10％。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述滤波器阵列(FA1)被叠加在所述输入图像(IMG1)上，从而使得所述基点(BP)与所述输出像素(P2)的中心(OP)一致。3.根据权利要求1至2中任何一项所述的方法，其中，所述基点(BP)相对于所述滤波器阵列(FA1)的元素(E)被非对称地定位。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述参考表面(REFS)在椭圆周界(PRM)处达到零值，所述周界(PRM)的宽度(w3)处在以下范围中：所述输出图像(IMG2)的相邻输出像素(P2)之间的水平距离(w2)的1.8至3.2倍。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述滤波器阵列(FA1)的列数(Mmax)处在以下范围中：被所述输入图像(IMG1)的相邻输入像素(P1)之间的水平距离(w1)所除的所述周界(PRM)的宽度(w3)的0.6至1.2倍。6.根据权利要求1或2所述的方法，其进一步包括：通过计算在翻转的滤波器阵列(FFA1)与所述输入图像(IMG1)的至少一部分之间的卷积，确定所述输出图像(IMG2)的多个输出像素(P2)的值，其中，已通过水平地和垂直地翻转所述滤波器阵列(FA1)获得了所述翻转的滤波器阵列(FFA1)。7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述输出图像(IMG2)的相邻输出像素(P2)之间的水平距离(w2)不是所述输入图像(IMG1)的相邻输入像素(P1)之间的水平距离(w1)的整数倍，所述方法进一步包括：-确定与所述输出图像(IMG2)的多个相邻输出像素(P2)相对应的多个不同的滤波器阵列(FA11、FA21、FA12、FA22)；以及-通过使用所述不同的滤波器阵列(FA11、FA21、FA12、FA22)来确定所述相邻输出像素(P2)的值。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所应用的不同滤波器阵列(FA11、FA21、FA12、FA22)的数目大于或等于十六。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述输入图像(IMG1)包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素，并且所述方法进一步包括：应用第一滤波器阵列(FA1)来确定所述输出图像(IMG2)的绿色输出像素(P2)，以及应用第二滤波器阵列(FA1)来确定红色输出像素(P2)，所述第一滤波器阵列(FA1)的参考表面(REFS)的周界(PRM)的宽度(w3)小于所述第二滤波器阵列(FA1)的参考表面(REFS)的周界(PRM)的宽度(w3)。10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述输出图像(IMG2)包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素，并且所述输出图像(IMG2)的绿色像素(G)的数目大于所述输出图像(IMG2)的红色像素(R)的数目。11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述输入图像(IMG1)包括四个像素的矩形组(GRP)，所述矩形组(GRP)具有红色像素(R)、蓝色像素(B)、第一绿色像素(Gr)和第二绿色像素(Gb)，并且其中，所述输出图像(IMG2)包括表示所述第一绿色像素(Gr)和所述第二绿色像素(Gb)的像素值(P2)。12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述输入图像(IMG1)包括光度像素(Y)以及色度像素(U,V)，并且所述方法进一步包括：应用第一滤波器阵列(FA1)来确定所述输出图像(IMG2)的光度像素(P2)的值，以及应用第二滤波器阵列(FA1)来确定色度像素(P2)的值，所述第一滤波器阵列(FA1)的参考表面(REFS)的周界(PRM)的宽度(w3)小于所述第二滤波器阵列(FA1)的参考表面(REFS)的周界(PRM)的宽度(w3)。13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述输出图像(IMG2)包括红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)像素，所述方法进一步包括：将所述输出图像(IMG2)转换成YUV格式图像(IMG3)，从而使得所述YUV格式图像(IMG3)的光度像素(Y)的数目大于所述YUV格式图像(IMG3)的第一色度(U)像素的数目。14.一种用于基于输入图像(IMG1)提供输出图像(IMG2)的设备，所述设备包括：-用于确定输出像素(P2)相对于所述输入图像(IMG1)的位置(OP)的装置；-用于选择用于所述输出图像(IMG2)的水平缩放因子(CFH)和垂直缩放因子(CFH)的装置；-用于基于所述输出像素(P2)相对于所述输入图像(IMG1)的位置以及基于所述水平缩放因子(CFH)和所述垂直缩放因子(CFH)，确定滤波器阵列(FA1)的元素(E)的值，从而使得所述滤波器阵列(FA1)的元素(E)的非零值近似于抛物面参考表面(REFS)的装置，其中，所述参考表面(REFS)在基点(BP)处具有最大值；以及-用于通过执行在所述元素(E)的非零值与位于相应位置处的所述输入图像(IMG1)的输入像素(P1)的值之间的积和运算，确定所述输出像素(P2)的值的装置，其中，所述滤波器阵列(FA1)被叠加在所述输入图像(IMG1)上，从而使得所述基点(BP)的位置对应于所述输出像素(P2)的位置；其中，所述非零元素(E)对于所述参考表面(REFS)的均方根偏差小于所述非零元素(E)的平均值的10％。15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述滤波器阵列(FA1)被叠加在所述输入图像(IMG1)上，从而使得所述基点(BP)与所述输出像素(P2)的中心(OP)一致。16.根据权利要求14至15中任何一项所述的设备，其中，所述基点(BP)相对于所述滤波器阵列(FA1)的元素(E)被非对称地定位。17.根据权利要求14或15所述的设备，其中，所述参考表面(REFS)在椭圆周界(PRM)处达到零值，所述周界(PRM)的宽度(w3)处在以下范围中：所述输出图像(IMG2)的相邻输出像素(P2)之间的水平距离(w2)的1.8至3.2倍。18.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：O·卡莱沃，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：发明
国别省市：FI