[发明专利]图像处理装置和方法

说明书

技术领域

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。

背景技术

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，＂Least squares quantization in PCM＂，IEEE Transactions，Information Theory，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。

发明内容

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。