图像处理装置和方法制造方法及图纸

公开了图像处理装置和方法。提供了一种图像处理装置，其包括：直方图生成单元，该直方图生成单元生成表示输入图像的像素值的出现频率分布的直方图；以及量化表格生成单元，该量化表格生成单元生成包括用于执行输入图像的像素值的比特深度的变换的表格信息和用于将在直方图生成单元生成的直方图中出现频率不为零的有效像素分配到比特深度变换后的索引值的表格信息的量化表格，以使得有效像素被尽可能均等地分配到索引值。

【技术实现步骤摘要】
图像处理装置和方法
本公开涉及图像处理装置和方法，更具体而言涉及能够抑制量化误差的图像处理装置和方法。
技术介绍
在现有技术中，用于执行从高比特深度到低比特深度的变换的比特变换技术通常被用作用于图像处理等的量化技术。换言之，N比特图像通过量化处理被变换成L比特图像(N＞L)。另一方面，从低比特深度到高比特深度的逆变换处理相当于逆量化。线性量化技术通常被用作图像量化技术。然而，线性量化技术的计算成本较低，但量化误差相对比较大。由于此原因，当高比特深度的图像通过量化被变换成低比特深度的图像，然后低比特深度的图像通过逆量化被变换回高比特深度的图像(返回到原始比特深度)时，所恢复的高比特深度的图像(经历了量化和逆量化处理的图像)与原始图像(量化和逆量化处理之前的图像)相比可表现出相当大的劣化。就此，提出了罗依-麦斯(Lloyd-Max)量化技术(例如参见Lloyd，＂LeastsquaresquantizationinPCM＂，IEEETransactions，InformationTheory，vo1.IT-28，no.2，pp.129-137，Mar.1982)。一般来说，已知罗依-麦斯量化技术是一种引起很小图像失真的量化技术。
技术实现思路
然而，在罗依-麦斯量化技术中，用于给出最小失真的量化区间的宽度和量化代表值是迭代计算的，从而处理时间可增长。本公开是鉴于前述情况而做出的，并且希望实现量化误差的减小和量化/逆量化处理速度的提高。根据本公开的一个实施例，提供了一种图像处理装置，其包括：直方图生成单元，该直方图生成单元生成表示输入图像的像素值的出现频率分布的直方图；以及量化表格生成单元，该量化表格生成单元生成包括用于执行输入图像的像素值的比特深度的变换的表格信息和用于将在直方图生成单元生成的直方图中出现频率不为零的有效像素分配到比特深度变换后的索引值的表格信息的量化表格，以使得有效像素被尽可能均等地分配到索引值。量化表格生成单元可向每个索引值分配与均等分配数s或s+1相对应的有效像素，所述均等分配数是能够均等分配到比特深度变换后的所有索引值的有效像素的最大数目。量化表格生成单元可包括：第一索引值决定单元，该第一索引值决定单元按均等分配数s+1向每个索引值分配有效像素；第二索引值决定单元，该第二索引值决定单元按均等分配数s向每个索引值分配有效像素；以及控制单元，该控制单元选择第一索引值决定单元和第二索引值决定单元中的任何一个，并且利用所选的索引值决定单元来分配有效像素。控制单元可执行控制，以使得按索引值的升序分配有效像素，并且由第一索引值决定单元执行有效像素的分配直到被分配了有效像素的索引值的数目达到分配残余Nh为止，该分配残余Nh表示当按均等分配数s向每个索引值分配有效像素时剩余有效像素的数目，并且控制单元可执行控制，以使得在被分配了有效像素的索引值的数目达到分配残余Nh之后，由第二索引值决定单元执行有效像素的分配。图像处理装置还可包括有效像素信息生成单元，该有效像素信息生成单元在直方图生成单元生成的直方图中检测有效像素，并且获得表示有效像素的数目的有效像素数和表示有效像素的值的有效像素值。图像处理装置还可包括均等分配数计算单元，该均等分配数计算单元利用由有效像素信息生成单元获得的有效像素数来计算均等分配数s。图像处理装置还可包括分配残余计算单元，该分配残余计算单元利用由有效像素信息生成单元获得的有效像素数和由均等分配数计算单元生成的均等分配数来生成分配残余Nh。图像处理装置还可包括量化表格存储单元，该量化表格存储单元存储由量化表格生成单元生成的量化表格。图像处理装置还可包括量化单元，该量化单元利用由量化表格生成单元生成的量化表格对输入图像的每个像素值执行量化。图像处理装置还可包括代表值表格生成单元，该代表值表格生成单元生成代表值表格，该代表值表格包括用于执行输入图像的像素值的比特深度的逆变换的表格信息和用于向索引值分配对每个索引设定的预定代表值的表格信息。代表值表格生成单元可使用向每个索引值分配的有效像素值的重心作为与该索引值相对应的代表值。图像处理装置还可包括代表值表格存储单元，该代表值表格存储单元存储由代表值表格生成单元生成的代表值表格。图像处理装置还可包括逆量化单元，该逆量化单元利用由代表值表格生成单元生成的代表值表格来执行索引值的逆量化。根据本公开的另一实施例，提供了一种用于图像处理装置的图像处理方法，其包括：利用直方图生成单元生成表示输入图像的像素值的出现频率分布的直方图；以及利用量化表格生成单元生成包括用于执行输入图像的像素值的比特深度的变换的表格信息和用于将在直方图生成单元生成的直方图中出现频率不为零的有效像素分配到比特深度变换后的索引值的表格信息的量化表格，以使得有效像素被尽可能均等地分配到索引值。根据本公开的实施例，生成表示输入图像的像素值的出现频率分布的直方图，并且生成包括用于执行输入图像的像素值的比特深度的变换的表格信息和用于将在直方图生成单元生成的直方图中出现频率不为零的有效像素分配到比特深度变换后的索引值的表格信息的量化表格，以使得有效像素被尽可能均等地分配到索引值。根据本公开的实施例，能够执行量化。特别地，能够减小量化误差，同时抑制量化处理时间的增长。附图说明图1是描述像素值的直方图的示例的示图；图2是示出执行量化的图像处理装置的主要构造的示例的框图；图3是示出量化表格生成单元的主要构造的示例的框图；图4是描述分配有效像素值的形式的示例的示图；图5是示出执行量化和逆量化的系统的主要构造的示例的框图；图6是描述量化表格设定处理的流程的示例的流程图；图7是描述量化表格设定处理的流程的示例的流程图；图8是描述量化处理的流程的示例的流程图；图9是描述逆量化处理的流程的示例的流程图；图10是示出12比特深度的医用图像的示例的示图；图11是示出量化和逆量化之后的图像质量的示例的示图；图12是示出处理时间的示例的示图；图13是示出量化表格生成单元的主要构造的示例的框图；图14是描述量化表格设定处理的流程的另一示例的流程图；图15是示出量化表格生成单元的主要构造的示例的框图；图16是描述量化表格设定处理的流程的另一示例的流程图；图17是示出执行量化和逆量化的系统的另一示例构造的框图；并且图18是示出个人计算机的主要构造的示例的框图。具体实施方式以下，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的标号表示具有基本相同的功能和结构的结构元素，并且省略对这些结构元素的重复说明。以下，将描述本公开的实施例(以下称为“实施例”)。描述将按以下顺序进行。1.第一实施例(图像处理装置)2.第二实施例(量化表格生成单元的另一示例)3.第三实施例(量化表格生成单元的另一示例)4.第四实施例(以块为单位执行量化/逆量化的系统)5.第五实施例(个人计算机)<1.第一实施例>[图像的直方图]一般来说，图像在直方图的频率上具有偏差。例如，每个像素的比特深度是N比特的图像不一定具有2N个不同的像素值。换言之，许多图像具有稀疏的直方图。特别是在高动态范围图像或RAW图像的情况下，这种稀疏性是相当强的。这里，“稀疏”指的是存在出现频率为零的像素值。换言之，出现频率为零的像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理装置，包括：直方图生成单元，该直方图生成单元生成表示输入图像的像素值的出现频率分布的直方图；以及量化表格生成单元，该量化表格生成单元生成包括用于执行所述输入图像的像素值的比特深度的变换的表格信息和用于将在所述直方图生成单元生成的直方图中出现频率不为零的有效像素分配到比特深度变换后的索引值的表格信息的量化表格，以使得有效像素被尽可能均等地分配到索引值。

【技术特征摘要】
2011.07.28 JP 2011-1650371.一种图像处理装置，包括：直方图生成单元，该直方图生成单元生成表示输入图像的像素值的出现频率分布的直方图；以及量化表格生成单元，该量化表格生成单元生成包括用于执行所述输入图像的像素值的比特深度的变换的表格信息和用于将在所述直方图生成单元生成的直方图中出现频率不为零的有效像素分配到比特深度变换后的索引值的表格信息的量化表格，以使得有效像素被尽可能均等地分配到索引值，其中，所述量化表格生成单元向每个索引值分配与均等分配数s或s+1相对应的有效像素，所述均等分配数是能够均等分配到比特深度变换后的所有索引值的有效像素的最大数目。2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其中，所述量化表格生成单元包括：第一索引值决定单元，该第一索引值决定单元按均等分配数s+1向每个索引值分配有效像素；第二索引值决定单元，该第二索引值决定单元按均等分配数s向每个索引值分配有效像素；以及控制单元，该控制单元选择所述第一索引值决定单元或所述第二索引值决定单元之一，并且利用所选的索引值决定单元来分配有效像素。3.根据权利要求2所述的图像处理装置，其中，所述控制单元执行控制，以使得按索引值的升序分配有效像素，并且由所述第一索引值决定单元执行有效像素的分配直到被分配了有效像素的索引值的数目达到分配残余Nh为止，该分配残余Nh表示当按所述均等分配数s向每个索引值分配有效像素时剩余有效像素的数目，并且所述控制单元执行控制，以使得在被分配了有效像素的索引值的数目达到所述分配残余Nh之后，由所述第二索引值决定单元执行有效像素的分配。4.根据权利要求3所述的图像处理装置，还包括：有效像素信息生成单元，该有效像素信息生成单元在所述直方图生成单元生成的直方图中检测有效像素，并且获得表示有效像素的数目的有效像素数和表示有效像素的值的有效像素值。5.根据权利要求4所述的图像处理装置，还包括：均等分配数计算单元，该均等分配数计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：福原隆浩，贵家仁志，
申请(专利权)人：索尼公司，公立大学法人首都大学东京，
类型：发明
国别省市：