專利名稱：數(shù)據(jù)高速壓縮伸展方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)壓縮伸展領(lǐng)域，尤其涉及通過(guò)使用并行處理信號(hào)有效提高處理速度的數(shù)據(jù)高速壓縮伸展方法及其裝置。
背景技術(shù)：
各種數(shù)據(jù)壓縮裝置被開(kāi)發(fā)用于計(jì)算機(jī)中，例如圖24表示一種小孤立波(wavelet)變換裝置，圖中800是小孤立波變換部，801是編碼部。在此，在小孤立波變換部800進(jìn)行二級(jí)小孤立波變換，小孤立波變換部800由頻帶解析濾波器組合802、803、804、805、806及807組成，而上述頻帶解析濾波器組合分別由低通濾波器(low-pass filter，以下簡(jiǎn)記為L(zhǎng)PF)、高通濾波器(high-pass filter，以下簡(jiǎn)記為HPF)及二個(gè)2比1下取樣器(downsampler，用“↓2”表示)構(gòu)成。
在圖24中，從外部輸入的圖像信號(hào)由頻帶解析濾波器組合802在水平方向分離頻帶，其高頻通過(guò)系數(shù)由頻帶解析濾波器組合803在垂直方向分離頻帶，其低頻通過(guò)系數(shù)由頻帶解析濾波器組合804在垂直方向分離頻帶，以上所述是第一級(jí)。由頻帶解析濾波器組合804而得的低頻通過(guò)系數(shù)由頻帶解析濾波器組合805在水平方向分離頻帶，其高頻通過(guò)系數(shù)由頻帶解析濾波器組合806在垂直方向分離頻帶，其低頻通過(guò)系數(shù)由頻帶解析濾波器組合807在垂直方向分離頻帶。這樣能得到圖25所示分離為七個(gè)頻帶的變換系數(shù)，所得變換系數(shù)輸入編碼部801進(jìn)行編碼處理，輸出編碼信號(hào)。
用于從上述編碼信號(hào)回復(fù)到圖像的裝置稱為譯碼裝置，圖26表示以往譯碼裝置例，圖中851是譯碼部，850是小孤立波逆變換部。從外部輸入的編碼信號(hào)由譯碼部851進(jìn)行譯碼，回復(fù)到二級(jí)小孤立波變換系數(shù)。小孤立波逆變換部850進(jìn)行二級(jí)小孤立波逆變換，小孤立波逆變換部850由頻帶合成濾波器組合852、853、854、855、856及857組成，而上述頻帶合成濾波器組合分別由二個(gè)1比2上取樣器(upsampler，用“↑2”表示)、低通濾波器LPF及高通濾波器HPF構(gòu)成。
被譯碼的2LL、2LH、2HL、2HH的各系數(shù)通過(guò)頻帶合成濾波器組合856、857在垂直方向合成頻帶，各自的合成輸出由頻帶合成濾波器組合855在水平方向合成頻帶，所合成系數(shù)與已譯碼的1LH系數(shù)由頻帶合成濾波器組合854在垂直方向合成頻帶，已譯碼的1HL系數(shù)與1HH系數(shù)由頻帶合成濾波器組合853在垂直方向合成頻帶，上述頻帶合成濾波器組合853合成輸出與頻帶合成濾波器組合854的合成輸出通過(guò)頻帶合成濾波器組合852在水平方向合成頻帶，回復(fù)到原來(lái)圖像信號(hào)。
涉及上述數(shù)據(jù)壓縮裝置的公知文獻(xiàn)可以例舉“小孤立波變換入門”(C.K.Chui，Academic Press，紐約，1992)及USP No.5,748,786。
上述公知數(shù)據(jù)變換方法可通過(guò)利用并行處理得到改善，例如，數(shù)據(jù)壓縮裝置可以解析二元信號(hào)、例如圖像信號(hào)，將其分離成若干頻帶，然后并行地進(jìn)行小孤立波變換，對(duì)該若干頻帶進(jìn)行編碼。
但是，由于是離散的余弦變換(discrete cosine transform，以下簡(jiǎn)記為DCT)，易在頻帶交界處產(chǎn)生噪音。因此，數(shù)據(jù)編碼裝置會(huì)損害使用與DCT有關(guān)的小孤立波變換的優(yōu)點(diǎn)。
另外，數(shù)據(jù)壓縮裝置進(jìn)行并行處理，在該并行處理中，一元輸入信號(hào)被分為若干區(qū)域，通過(guò)若干頻帶解析濾波器組合，并行進(jìn)行若干區(qū)域信號(hào)的頻帶解析。在這種狀態(tài)下，上述并行處理以有效提高數(shù)據(jù)壓縮速度為目標(biāo)。在并行處理期間，必須將各區(qū)域的信號(hào)暫時(shí)獨(dú)立保存在可存取的存儲(chǔ)裝置中。但是，當(dāng)頻帶解析濾波器組合使用至少三分支的濾波器時(shí)，將各區(qū)域的信號(hào)保存在可獨(dú)立存取的存儲(chǔ)裝置中的結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題。上述問(wèn)題在于，在信號(hào)的開(kāi)頭、結(jié)尾以及區(qū)域分界處需要進(jìn)行例外處理及存儲(chǔ)器存取控制。因此，上述問(wèn)題會(huì)引起控制復(fù)雜，妨礙處理高速化。
USP No.5,748,786的一實(shí)施例中公開(kāi)了一種2-6(two-six，以下簡(jiǎn)記為TS)變換，其使用二分支低通濾波器和六分支高通濾波器，很容易發(fā)生上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述先有技術(shù)所存在的問(wèn)題而提出來(lái)的，本發(fā)明的目的在于，提供數(shù)據(jù)高速壓縮伸展方法及其裝置，實(shí)現(xiàn)上述利用小孤立波變換的圖像等的編碼動(dòng)作及對(duì)該編碼信號(hào)的譯碼動(dòng)作的高速化。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供數(shù)據(jù)高速壓縮伸展方法及其裝置，通過(guò)并行處理，使分頻帶編碼/譯碼、小孤立波變換/小孤立波逆變換及數(shù)據(jù)等的壓縮/伸展能高速進(jìn)行。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種分頻帶編碼裝置，將輸入信號(hào)分離為若干區(qū)域，通過(guò)若干頻帶解析濾波器組合并行地進(jìn)行頻帶解析，其特征在于，對(duì)上述若干頻帶解析濾波器組合設(shè)有一一對(duì)應(yīng)的若干存儲(chǔ)裝置，在各存儲(chǔ)裝置中不僅存儲(chǔ)上述輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)區(qū)域的信號(hào)，而且還存儲(chǔ)從相鄰區(qū)域信號(hào)的開(kāi)頭和末尾部分復(fù)制的信號(hào)，向上述各頻帶解析濾波器組合僅僅輸入存儲(chǔ)在所對(duì)應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的分頻帶編碼裝置，其特征還在于，在與輸入信號(hào)的特定區(qū)域?qū)?yīng)的若干存儲(chǔ)裝置中的特定存儲(chǔ)裝置還存儲(chǔ)該特定區(qū)域所存儲(chǔ)信號(hào)的開(kāi)頭或末尾部分的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種小孤立波變換裝置，其特征在于，至少包含兩個(gè)本發(fā)明所述的分頻帶編碼裝置，以進(jìn)行水平方向處理及垂直方向處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種分頻帶譯碼裝置，將輸入信號(hào)分離為若干區(qū)域，通過(guò)若干頻帶合成濾波器組合并行地進(jìn)行頻帶合成，其特征在于，對(duì)上述若干頻帶合成濾波器組合設(shè)有一一對(duì)應(yīng)的若干存儲(chǔ)裝置，在各存儲(chǔ)裝置中不僅存儲(chǔ)上述輸入信號(hào)的對(duì)應(yīng)區(qū)域的信號(hào)，而且還存儲(chǔ)從相鄰區(qū)域信號(hào)的開(kāi)頭和末尾部分復(fù)制的信號(hào)，向上述各頻帶合成濾波器組合僅僅輸入存儲(chǔ)在所對(duì)應(yīng)的一個(gè)存儲(chǔ)裝置中的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的分頻帶譯碼裝置，其特征還在于，在與輸入信號(hào)的特定區(qū)域?qū)?yīng)的若干存儲(chǔ)裝置中的特定存儲(chǔ)裝置還存儲(chǔ)上述特定區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種小孤立波逆變換裝置，其特征在于，至少包含兩個(gè)本發(fā)明所述的分頻帶譯碼裝置，以進(jìn)行水平方向處理及垂直方向處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，設(shè)有本發(fā)明所述的小孤立波變換裝置及編碼裝置，通過(guò)上述小孤立波變換裝置對(duì)二元信號(hào)進(jìn)行小孤立波變換，通過(guò)上述編碼裝置將所得小孤立波變換系數(shù)信號(hào)編碼。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出另一種數(shù)據(jù)壓縮裝置，其特征在于，設(shè)有本發(fā)明所述的若干小孤立波變換裝置及若干編碼裝置，將二元信號(hào)分離成若干區(qū)域，通過(guò)上述若干小孤立波變換裝置并行地進(jìn)行小孤立波變換，通過(guò)上述若干編碼裝置將所得若干區(qū)域的小孤立波變換系數(shù)信號(hào)并行地編碼。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)伸展裝置，其特征在于，設(shè)有本發(fā)明所述的小孤立波逆變換裝置及譯碼裝置，通過(guò)上述譯碼裝置將二元信號(hào)的壓縮編碼信號(hào)譯碼，通過(guò)上述小孤立波逆變換裝置對(duì)所得小孤立波變換系數(shù)信號(hào)進(jìn)行小孤立波逆變換，使二元信號(hào)復(fù)元。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出另一種數(shù)據(jù)伸展裝置，其特征在于，設(shè)有本發(fā)明所述的若干小孤立波逆變換裝置及若干譯碼裝置，通過(guò)上述若干譯碼裝置將二元信號(hào)的若干區(qū)域的壓縮編碼信號(hào)并行地進(jìn)行譯碼，通過(guò)上述若干小孤立波逆變換裝置對(duì)所得若干區(qū)域的小孤立波變換系數(shù)信號(hào)并行地進(jìn)行小孤立波逆變換，使二元信號(hào)復(fù)元。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種分頻帶編碼方法，其特征在于，包括以下步驟將輸入信號(hào)分離為若干區(qū)域；存儲(chǔ)上述按若干區(qū)域分離的信號(hào)；對(duì)上述分離為若干區(qū)域的信號(hào)并行地進(jìn)行頻帶解析；其中，上述存儲(chǔ)步驟還存儲(chǔ)從相鄰區(qū)域信號(hào)的開(kāi)頭和末尾部分復(fù)制的信號(hào)，附加于上述按若干區(qū)域分離的信號(hào)上。
根據(jù)本發(fā)明中所述的分頻帶編碼方法，其特征還在于，從若干區(qū)域設(shè)定特定區(qū)域，存儲(chǔ)步驟還存儲(chǔ)該特定區(qū)域所存儲(chǔ)信號(hào)的開(kāi)頭或末尾部分的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種小孤立波變換方法，其特征在于，至少包含兩次如本發(fā)明中所述的分頻帶編碼方法的步驟，以進(jìn)行水平方向處理及垂直方向處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種分頻帶譯碼方法，其特征在于，包括以下步驟存儲(chǔ)輸入的已頻帶解析、分離為若干區(qū)域的信號(hào)；對(duì)上述已頻帶解析、分離為若干區(qū)域的信號(hào)并行地進(jìn)行頻帶合成；其中，上述存儲(chǔ)步驟還存儲(chǔ)從相鄰區(qū)域信號(hào)的開(kāi)頭和末尾部分復(fù)制的信號(hào)，附加于上述按若干區(qū)域分離的信號(hào)上。
根據(jù)本發(fā)明中所述的分頻帶譯碼方法，其特征還在于，從若干區(qū)域設(shè)定特定區(qū)域，存儲(chǔ)步驟還存儲(chǔ)該特定區(qū)域所存儲(chǔ)信號(hào)的開(kāi)頭或末尾部分的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種小孤立波逆變換方法，其特征在于，至少包含兩次本發(fā)明中所述的分頻帶編碼方法的步驟，以進(jìn)行水平方向處理及垂直方向處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，包括下列步驟使用本發(fā)明中所述的小孤立波變換方法，通過(guò)小孤立波變換裝置對(duì)二元信號(hào)進(jìn)行小孤立波變換；使用本發(fā)明中所述的分頻帶編碼方法對(duì)從上述小孤立波變換裝置輸出的小孤立波變換系數(shù)信號(hào)進(jìn)行編碼。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出另一種數(shù)據(jù)壓縮方法，其特征在于，包括下列步驟使用本發(fā)明中所述的小孤立波變換方法，通過(guò)若干小孤立波變換裝置對(duì)分離成若干區(qū)域的二元信號(hào)并行進(jìn)行小孤立波變換；使用本發(fā)明中所述的分頻帶編碼方法，通過(guò)若干編碼裝置對(duì)從上述若干小孤立波變換裝置輸出的若干小孤立波變換系數(shù)信號(hào)并行進(jìn)行編碼。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)伸展方法，其特征在于，包括下列步驟使用本發(fā)明中所述的分頻帶譯碼方法，通過(guò)譯碼裝置對(duì)基于二元信號(hào)的壓縮編碼信號(hào)進(jìn)行譯碼；使用本發(fā)明中所述的小孤立波逆變換方法，通過(guò)小孤立波逆變換裝置對(duì)從上述譯碼裝置輸出的小孤立波變換系數(shù)信號(hào)進(jìn)行小孤立波逆變換，使二元信號(hào)復(fù)元。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出另一種數(shù)據(jù)伸展方法，其特征在于，包括下列步驟使用本發(fā)明中所述的分頻帶譯碼方法，通過(guò)若干譯碼裝置對(duì)若干壓縮編碼信號(hào)并行進(jìn)行譯碼，上述若干壓縮編碼信號(hào)分別與分離為若干區(qū)域的二元信號(hào)相對(duì)應(yīng)；使用本發(fā)明中所述的小孤立波逆變換方法，通過(guò)與上述若干譯碼裝置相對(duì)應(yīng)的若干小孤立波逆變換裝置對(duì)從上述若干譯碼裝置輸出的若干小孤立波變換系數(shù)信號(hào)并行進(jìn)行小孤立波逆變換，使二元信號(hào)復(fù)元。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種編碼裝置，其特征在于，由小孤立波變換部、區(qū)域分離部及若干編碼部構(gòu)成，上述小孤立波變換部進(jìn)行圖像等二元信號(hào)的小孤立波變換，按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式，上述區(qū)域分離部將從該小孤立波變換部輸出的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組，上述若干編碼部對(duì)從區(qū)域分離部輸出的若干系數(shù)組并行進(jìn)行編碼處理。
根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置，其特征還在于，將區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的空間位置信息附加在從編碼部輸出的編碼信號(hào)上。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種譯碼裝置，其特征在于，由若干譯碼部、區(qū)域合成部及小孤立波逆變換部構(gòu)成，上述若干譯碼部對(duì)若干系數(shù)組的編碼信號(hào)并行進(jìn)行譯碼處理，而上述若干系數(shù)組的編碼信號(hào)是按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式對(duì)圖像等二元信號(hào)的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組，對(duì)各系數(shù)組進(jìn)行編碼而得的，對(duì)從上述若干譯碼部輸出的若干系數(shù)組，上述區(qū)域合成部進(jìn)行與上述區(qū)域分離相對(duì)應(yīng)的區(qū)域合成，上述小孤立波逆變換部對(duì)從該區(qū)域合成部輸出的一組小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行小孤立波逆變換。
根據(jù)本發(fā)明的譯碼裝置，其特征還在于，將區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的空間位置信息附加在上述編碼信號(hào)上，上述區(qū)域合成部利用該位置信息。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種編碼方法，其特征在于，包括下列步驟將圖像等二元信號(hào)進(jìn)行小孤立波變換；按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式，將上述小孤立波變換步驟所得的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組；對(duì)上述若干系數(shù)組并行進(jìn)行編碼處理。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種譯碼方法，其特征在于，包括下列步驟對(duì)若干系數(shù)組的編碼信號(hào)并行進(jìn)行譯碼處理，該若干系數(shù)組的編碼信號(hào)是按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式對(duì)圖像等二元信號(hào)的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組，對(duì)各系數(shù)組進(jìn)行編碼而得的；對(duì)上述若干系數(shù)組進(jìn)行與上述區(qū)域分離相對(duì)應(yīng)的區(qū)域合成；對(duì)在上述區(qū)域合成步驟而得的一組小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行小孤立波逆變換，回復(fù)到原來(lái)的二元信號(hào)。
下面說(shuō)明本發(fā)明的效果。
按照本發(fā)明的分頻帶編碼方法及其裝置或分頻帶譯碼方法及其裝置，為了將所需要信號(hào)輸入各頻帶解析濾波器組合或各頻帶合成濾波器組合只需對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存取，能避免處理區(qū)域分界處時(shí)需涉及若干存儲(chǔ)裝置導(dǎo)致等待時(shí)間長(zhǎng)因而處理速度低下及控制復(fù)雜化問(wèn)題。因此，能最大限度發(fā)揮并行處理效果，實(shí)現(xiàn)高速分頻帶編碼或分頻帶譯碼，并且，存儲(chǔ)裝置存取控制簡(jiǎn)單，能使硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
按照本發(fā)明的分頻帶編碼方法及其裝置或分頻帶譯碼方法及其裝置，對(duì)于輸入信號(hào)的開(kāi)頭或末尾，沒(méi)有必要進(jìn)行鏡像翻轉(zhuǎn)處理，因此，能實(shí)現(xiàn)更高速處理。
按照本發(fā)明的小孤立波變換方法及其裝置或小孤立波逆變換方法及其裝置，通過(guò)并行處理能實(shí)現(xiàn)高速小孤立波變換或小孤立波逆變換，并且，存儲(chǔ)信號(hào)用存儲(chǔ)裝置控制簡(jiǎn)單，能使硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置或數(shù)據(jù)伸展方法及其裝置，能高速進(jìn)行圖像信號(hào)等壓縮編碼或譯碼伸展。
按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置或數(shù)據(jù)伸展方法及其裝置，通過(guò)并行處理能更進(jìn)一步高速處理。
按照本發(fā)明的編碼方法及其裝置或譯碼方法及其裝置，對(duì)小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行空間區(qū)域分離，并行處理若干系數(shù)組的編碼或譯碼，能實(shí)現(xiàn)高速編碼或譯碼。
按照本發(fā)明的編碼方法及其裝置或譯碼方法及其裝置，將經(jīng)區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的空間位置信息附加于編碼信號(hào)上，即使編碼裝置側(cè)的區(qū)域分離方法不固定，也能在譯碼裝置側(cè)無(wú)障害地進(jìn)行區(qū)域合成，因此，在編碼裝置側(cè)能根據(jù)處理對(duì)象的二元信號(hào)尺寸等適當(dāng)變更區(qū)域分離方法。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明涉及的分頻帶編碼裝置一例的方框圖；圖2是表示圖1中存儲(chǔ)裝置102_0～102_3的存儲(chǔ)內(nèi)容圖；圖3是用于說(shuō)明在區(qū)域分界處產(chǎn)生高頻通過(guò)系數(shù)問(wèn)題的圖；圖4是用于說(shuō)明本發(fā)明涉及的分頻帶編碼裝置在區(qū)域分界處產(chǎn)生高頻通過(guò)系數(shù)的圖；圖5是用于說(shuō)明與圖1編碼裝置相對(duì)應(yīng)的譯碼裝置一例的方框圖；圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明小孤立波變換裝置一例的方框圖；圖7是表示16×16取樣的圖像信號(hào)及四分離區(qū)域的圖；圖8是表示圖6中存儲(chǔ)裝置200_0～200_3的存儲(chǔ)內(nèi)容圖；圖9是表示通過(guò)分離水平方向的分頻帶產(chǎn)生的系數(shù)信號(hào)圖；圖10是表示圖6中存儲(chǔ)裝置204_0～204_3的存儲(chǔ)內(nèi)容圖；圖11是表示通過(guò)分離垂直方向的分頻帶產(chǎn)生的系數(shù)信號(hào)圖；圖12是三級(jí)小孤立波變換裝置構(gòu)成圖；圖13是通過(guò)三級(jí)小孤立波變換裝置分離頻帶狀態(tài)圖；圖14是用于說(shuō)明與圖6編碼裝置相對(duì)應(yīng)的譯碼裝置一例的方框圖；圖15是用于說(shuō)明與圖12的三級(jí)小孤立波變換裝置相對(duì)應(yīng)的三級(jí)小孤立波逆變換裝置一例的方框圖；圖16是用于說(shuō)明本發(fā)明涉及的數(shù)據(jù)壓縮裝置一例的方框圖；圖17是用于說(shuō)明與圖16編碼裝置相對(duì)應(yīng)的譯碼裝置一例的方框圖；圖18是表示本發(fā)明涉及的編碼裝置一實(shí)施例的方框圖；圖19表示二級(jí)小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域分離一例；圖20表示二級(jí)小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域分離另一例；圖21表示包含例外區(qū)域的區(qū)域分離一例；圖22表示包含例外區(qū)域的區(qū)域分離另一例；圖23是表示本發(fā)明譯碼裝置一實(shí)施例的方框圖；圖24是以往編碼裝置一例的方框圖；圖25表示通過(guò)二級(jí)小孤立波變換的區(qū)域分離圖；圖26是以往譯碼裝置一例的方框圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明涉及的分頻帶編碼裝置一例的方框圖，在圖1中，1100是分頻帶編碼裝置，100是一元輸入信號(hào)X(2n)的信號(hào)源，可以由例如儲(chǔ)存裝置構(gòu)成，該分頻帶編碼裝置將輸入信號(hào)X(2n)分為四個(gè)區(qū)域，通過(guò)并行處理各區(qū)域進(jìn)行分頻帶編碼。為了同時(shí)進(jìn)行并行處理，存儲(chǔ)裝置100內(nèi)的一元輸入信號(hào)分為四個(gè)區(qū)域，各區(qū)域信號(hào)X0(2m)、X1(2m)、X2(2m)、X3(2m)分別獨(dú)立暫時(shí)保存在能存取的四個(gè)存儲(chǔ)裝置102_0～102_3中。各存儲(chǔ)裝置102_0～102_3內(nèi)信號(hào)分別被四個(gè)頻帶解析濾波器組合104_0～104_3獨(dú)立存取，并行處理，進(jìn)行二分頻帶編碼。從各頻帶解析濾波器組合104_0～104_3輸出的低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)L0(m)、L1(m)、L2(m)、L3(m)及高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H0(m)、H1(m)、H2(m)、H3(m)分別保存在存儲(chǔ)裝置106_0、106_1、106_2、106_3中。保存在存儲(chǔ)裝置106_0、106_1、106_2、106_3中的四組低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)及四組高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)分別匯聚成一組低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)L(n)及一組高頻通過(guò)系數(shù)H(n)信號(hào)，保存在存儲(chǔ)裝置108中，但是，這種存儲(chǔ)裝置108并不是一定需要。
頻帶解析濾波器組合一般由將輸入信號(hào)分離為若干頻帶信號(hào)的頻帶解析濾波器以及對(duì)各頻帶信號(hào)根據(jù)頻帶寬度進(jìn)行間隔取樣的下取樣器組成。在分頻帶編碼裝置1100中進(jìn)行二分頻帶編碼，各頻帶解析濾波器組合104_0、104_1、104_2、104_3使用低通濾波器LPF和高通濾波器HPF作為頻帶解析濾波器，另外，通過(guò)二個(gè)2比1下取樣器進(jìn)行各頻帶信號(hào)的下取樣。
在本實(shí)施例中，一元輸入信號(hào)X(2n)是64樣本信號(hào)，于是分為各16樣本的四個(gè)區(qū)域。此外，各頻帶解析濾波器組合使用二分支的低通濾波器LPF和六分支的高通濾波器HPF，即采用上述TS變換，其詳細(xì)說(shuō)明可參照公布于1998年5月5日的USP No.5,748,786。這種場(chǎng)合，圖2所示信號(hào)寫入存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3中。
從圖2可知，在各存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3中，不僅存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)區(qū)域的16樣本信號(hào)02、12、22、32，在這些信號(hào)前后還存儲(chǔ)2樣本信號(hào)01、03、11、13、21、23、31、33。這些附加信號(hào)中，信號(hào)03、11、13、21、23、31是與相鄰區(qū)域信號(hào)的開(kāi)頭或末尾的2樣本相同信號(hào)，例如03中2樣本X1(0)、X1(1)與相鄰區(qū)域信號(hào)12的開(kāi)頭2樣本相同；信號(hào)01是一元輸入信號(hào)的開(kāi)頭2樣本的鏡像翻轉(zhuǎn)(反射)信號(hào)，信號(hào)33是一元輸入信號(hào)的末尾的2樣本的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。換句話說(shuō)，在各存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3中，不僅存儲(chǔ)其對(duì)應(yīng)區(qū)域的本來(lái)信號(hào)，還存儲(chǔ)如上所述相鄰區(qū)域信號(hào)的開(kāi)頭或末尾樣本的復(fù)制信號(hào)、一元輸入信號(hào)的開(kāi)頭或末尾樣本的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
由于這種結(jié)構(gòu)，在各頻帶解析濾波器組合104_0、104_1、104_2、104_3中僅對(duì)與各區(qū)域?qū)?yīng)的存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3進(jìn)行存取，能高速進(jìn)行頻帶解析處理。
參照?qǐng)D3和圖4說(shuō)明高速進(jìn)行頻帶解析處理。假定在存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3中僅存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)區(qū)域本來(lái)信號(hào)02、12、22、32場(chǎng)合，例如需要高通濾波器讀出相鄰區(qū)域信號(hào)和本區(qū)域信號(hào)以產(chǎn)生高通系數(shù)信號(hào)。例如圖3所示，當(dāng)六分支高通濾波器(HPF)產(chǎn)生該區(qū)域開(kāi)頭的高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H1(0)時(shí)，需要先進(jìn)入存儲(chǔ)裝置102_0讀取信號(hào)02中末尾2樣本X0(14)、X0(15)，然后再進(jìn)入存儲(chǔ)裝置102_1中讀取信號(hào)12中的最初4樣本X1(0)、X1(1)、X1(2)、X1(3)。圖3雖然沒(méi)有表示，但是，產(chǎn)生區(qū)域末尾的高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H1(15)場(chǎng)合也同樣，需要先進(jìn)入存儲(chǔ)裝置102_1讀取信號(hào)12中的最后4樣本X1(12)、X1(13)、X1(14)、X1(15)，需要先進(jìn)入存儲(chǔ)裝置102_0讀取信號(hào)02中末尾2樣本X0(14)、X0(15)，然后再進(jìn)入存儲(chǔ)裝置102_2中讀取信號(hào)22中最初2樣本X2(0)、X2(1)。
這樣，在區(qū)域分界處的處理中，六分支HPF需要至少對(duì)二個(gè)存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存取，增加等待存取時(shí)間，上述存取時(shí)間的增加對(duì)高速處理帶來(lái)很大影響，妨礙高速化。另外，對(duì)于存取，可設(shè)置兩個(gè)存儲(chǔ)裝置存取控制器，一個(gè)用于處理在區(qū)域分界處信號(hào)時(shí)的存取，另一個(gè)用于處理在其它地方信號(hào)時(shí)的存取，這些存儲(chǔ)裝置存取控制器需要控制開(kāi)關(guān)，控制變得復(fù)雜。
對(duì)此，在本發(fā)明實(shí)施例中，如圖4所示，例如存儲(chǔ)裝置102_1存儲(chǔ)信號(hào)11，其包括信號(hào)02的最末尾2樣本X0(14)、X0(15)的復(fù)制樣本，它們附加于包括樣本X1(0)-X1(15)的信號(hào)12上。因此，頻帶解析濾波器組合104_1只需對(duì)存儲(chǔ)裝置102_1進(jìn)行存取，就能順序收到樣本X0(14)、X0(15)、X1(0)、X1(1)、X1(2)、X1(3)，產(chǎn)生區(qū)域開(kāi)頭的高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H1(0)。進(jìn)一步說(shuō)，存儲(chǔ)裝置102_1還存儲(chǔ)信號(hào)13，其包括信號(hào)22的開(kāi)頭2樣本X2(0)、X2(1)的復(fù)制信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生區(qū)域末尾的高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H1(15)時(shí)，頻帶解析濾波器組合104_1只需對(duì)存儲(chǔ)裝置102_1進(jìn)行存取，就能收到樣本X1(12)、X1(13)、X1(14)、X1(15)、X2(0)、X2(1)。
這樣，不管在區(qū)域分界處及分界處以外范圍，僅訪問(wèn)相同存儲(chǔ)裝置，進(jìn)行頻帶解析處理，所以，能回避圖3說(shuō)明中所涉及的不合適狀態(tài)。
存儲(chǔ)裝置102_0和102_3分別存儲(chǔ)一元輸入信號(hào)的開(kāi)頭、末尾的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)01、33。因此，即使是區(qū)域開(kāi)頭、末尾，頻帶解析濾波器組合104_0和104_3也只需對(duì)存儲(chǔ)裝置102_0或102_3進(jìn)行存取，沒(méi)有必要進(jìn)行特別的鏡像翻轉(zhuǎn)處理。也就是說(shuō)，存儲(chǔ)裝置102_0存儲(chǔ)包括X0(1)和X0(0)的信號(hào)01，X0(1)和X0(0)是信號(hào)02的開(kāi)頭2樣本X0(0)和X0(1)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生開(kāi)頭的高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H0(1)時(shí)，頻帶解析濾波器組合104_0只需對(duì)存儲(chǔ)裝置102_0進(jìn)行存取，就能順序收到樣本X0(1)、X0(0)、X0(0)、X0(1)、X0(2)、X0(3)。存儲(chǔ)裝置102_3存儲(chǔ)包括X3(15)和X3(14)的信號(hào)33，X3(15)和X3(14)是信號(hào)32的末尾2樣本X3(14)和X3(15)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)產(chǎn)生末尾的高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H3(15)時(shí)，頻帶解析濾波器組合104_3只需對(duì)存儲(chǔ)裝置102_3進(jìn)行存取，就能順序收到樣本X3(12)、X3(13)、X3(14)、X3(15)、X3(15)、X3(14)。
這樣，當(dāng)處理區(qū)域的開(kāi)頭或末尾信號(hào)時(shí)，頻帶解析濾波器組合沒(méi)有必要進(jìn)行特別的鏡像翻轉(zhuǎn)處理，只需對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存取，就能進(jìn)行頻帶解析處理。
如上所述可知，各頻帶解析濾波器組合104_0、104_1、104_2、104_3的處理方式及存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3的存取控制相同，這對(duì)高速化處理與有關(guān)硬件的簡(jiǎn)單化很有好處。
下面說(shuō)明本發(fā)明的分頻帶譯碼裝置，其通過(guò)并行處理使分頻帶編碼的信號(hào)回復(fù)到原來(lái)信號(hào)。參照?qǐng)D5說(shuō)明四并行處理的分頻帶譯碼裝置，圖5是用于說(shuō)明與圖1編碼裝置相對(duì)應(yīng)的譯碼裝置一例的方框圖。
在圖5中，1150表示分頻帶譯碼裝置，輸入信號(hào)是分頻帶編碼的低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)L(n)和高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H(n)，例如，從作為信號(hào)源的存儲(chǔ)裝置108分別將上述低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)L(n)和高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)H(n)分為四個(gè)分頻帶L0(m)、L1(m)、L2(m)、L3(m)和H0(m)、H1(m)、H2(m)、H3(m)輸入存儲(chǔ)裝置106_0、106_1、106_2、106_3。
各頻帶合成濾波器組合114_0、114_1、114_2、114_3包括低通濾波器(LPF)104a、高通濾波器(HPF)104b及兩個(gè)上取樣器114d。
如上所述，在編碼側(cè)使用TS變換場(chǎng)合，在分頻帶譯碼裝置1150使用逆TS變換。這時(shí)，與編碼側(cè)相同，在各頻帶合成濾波器組合114_0、114_1、114_2、114_3中，在區(qū)域分界處必須參照相鄰區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的低頻通過(guò)系數(shù)，并且，頻帶合成濾波器組合114_0需要開(kāi)頭的低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)，頻帶合成濾波器組合114_3需要末尾的低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。因而，在本發(fā)明的分頻帶譯碼裝置中，上述在區(qū)域間重復(fù)的低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)和鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置106_0、106_1、106_2、106_3中。因此，與分頻帶編碼裝置相同，各頻帶合成濾波器組合114_0、114_1、114_2、114_3可僅對(duì)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)裝置106_0、106_1、106_2、106_3進(jìn)行存取，實(shí)行頻帶合成處理，且沒(méi)有必要進(jìn)行鏡像翻轉(zhuǎn)處理。
通過(guò)各頻帶合成濾波器組合114_0、114_1、114_2、114_3產(chǎn)生將原來(lái)的一元信號(hào)X(2n)一分為四的四區(qū)域的信號(hào)X0(2m)、X1(2m)、X2(2m)、X3(2m)，其暫時(shí)存儲(chǔ)在與區(qū)域?qū)?yīng)的存儲(chǔ)裝置102_0、102_1、102_2、102_3中之后，以匯聚成原來(lái)的一元信號(hào)X(2n)狀態(tài)保存在存儲(chǔ)裝置100中。但是，存儲(chǔ)裝置100并不是一定需要。
這樣，由于各頻帶合成濾波器組合只需對(duì)相對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存取，并且沒(méi)有必要進(jìn)行特別的鏡像翻轉(zhuǎn)逆處理，所以，分頻帶譯碼裝置1150可以實(shí)現(xiàn)相對(duì)高速譯碼處理。
下面參照?qǐng)D6說(shuō)明小孤立波變換裝置，該小孤立波變換裝置將圖1所示的分頻帶編碼裝置應(yīng)用在小孤立波變換的水平方向處理和垂直方向處理。圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明小孤立波變換裝置一例的方框圖，1200表示小孤立波變換裝置。該小孤立波變換裝置1200包括存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3、頻帶解析濾波器組合202_0、202_1、202_2、202_3、存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3、頻帶解析濾波器組合206_0、206_1、206_2、206_3、存儲(chǔ)裝置208_0、208_1、208_2、208_3。
向小孤立波變換裝置1200輸入二元信號(hào)、例如圖7所示的16×16樣本的圖像信號(hào)。在小孤立波變換裝置1200中，其被分離為四個(gè)區(qū)域，各有8×8樣本，對(duì)各區(qū)域信號(hào)標(biāo)以X0、X1、X2、X3。上述各區(qū)域信號(hào)X0、X1、X2、X3分別寫入存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中，再分別通過(guò)四個(gè)頻帶解析濾波器組合202_0、202_1、202_2、202_3并行處理，在水平方向進(jìn)行二分頻帶編碼。即在該水平方向二分頻帶編碼中，16×16樣本的圖像信號(hào)的上半部分各行被分為二個(gè)區(qū)域，各8個(gè)樣本，各區(qū)域的分頻帶編碼通過(guò)二個(gè)頻帶解析濾波器組合202_0、202_1并行進(jìn)行。同樣，16×16樣本的圖像信號(hào)的下半部分各行被分為二個(gè)區(qū)域，各8個(gè)樣本，各區(qū)域的分頻帶編碼通過(guò)二個(gè)頻帶解析濾波器組合202_2、202_3并行進(jìn)行。因此，例如利用TS變換場(chǎng)合，各頻帶解析濾波器組合使用分支數(shù)至少為三的濾波器時(shí)，圖像信號(hào)單純一分為四寫入存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中，在各行的區(qū)域分界處、開(kāi)頭及末尾會(huì)發(fā)生上述圖3說(shuō)明時(shí)涉及的問(wèn)題。
為了避免上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高速處理及存儲(chǔ)裝置的存取控制簡(jiǎn)單化，在各存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中不僅存儲(chǔ)原來(lái)圖像信號(hào)的各行的各區(qū)域信號(hào)，還存儲(chǔ)如上所述的對(duì)各行的各區(qū)域的開(kāi)頭或末尾復(fù)制的附加信號(hào)。例如使用TS變換場(chǎng)合，各存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中的存儲(chǔ)內(nèi)容如圖8所示。在圖8中，210、220、230、240表示各區(qū)域的本來(lái)信號(hào)，211、212、221、222、231、232、241、242分別表示附加信號(hào)。從圖8可知，附加信號(hào)212、221、232、241是與各行的相鄰區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的2樣本信號(hào)重復(fù)的信號(hào)，附加信號(hào)211、222、231、242是各行開(kāi)頭或末尾的2樣本信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。包含這種附加信號(hào)的圖像信號(hào)存儲(chǔ)在各存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中，因此，對(duì)各頻帶解析濾波器組合202_0、202_1、202_2、202_3來(lái)說(shuō)，僅僅通過(guò)對(duì)相應(yīng)的存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3進(jìn)行存取，就能輸入全部必要信號(hào)。
通過(guò)水平方向的分頻帶編碼，能得到與圖像信號(hào)的四區(qū)域相對(duì)應(yīng)、如圖9所示的低頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)Lxx和高頻通過(guò)系數(shù)信號(hào)Hxx。并且，這種四區(qū)域的系數(shù)信號(hào)分別寫入與四區(qū)域?qū)?yīng)的存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中，再分別通過(guò)四個(gè)頻帶解析濾波器組合206_0、206_1、206_2、206_3并行處理，在垂直方向進(jìn)行二分頻帶編碼。即在該垂直方向二分頻帶編碼中，16×16樣本的圖像信號(hào)的左半部分各列被分為二個(gè)區(qū)域，各8個(gè)樣本，各區(qū)域的分頻帶編碼通過(guò)二個(gè)頻帶解析濾波器組合206_0、206_1并行進(jìn)行。同樣，16×16樣本的圖像信號(hào)的右半部分各列被分為二個(gè)區(qū)域，各8個(gè)樣本，各區(qū)域的分頻帶編碼通過(guò)二個(gè)頻帶解析濾波器組合206_2、206_3并行進(jìn)行。因此，例如利用TS變換場(chǎng)合，各頻帶解析濾波器組合使用分支數(shù)至少為三的濾波器時(shí)，圖像信號(hào)單純一分為四寫入存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中，在各列的區(qū)域分界處、開(kāi)頭及末尾會(huì)發(fā)生上述水平方向編碼同樣的問(wèn)題。
為了避免上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高速處理及存儲(chǔ)裝置存取控制簡(jiǎn)單化，在各存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中不僅存儲(chǔ)各列各區(qū)域本來(lái)的系數(shù)信號(hào)，而且還存儲(chǔ)各列的各區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的對(duì)應(yīng)附加信號(hào)。例如，使用TS變換場(chǎng)合，各存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3的存儲(chǔ)內(nèi)容如圖10所示。在圖10中，310、320、330、340表示各區(qū)域的本來(lái)的系數(shù)信號(hào)，311、312、321、322、331、332、341、342分別表示附加信號(hào)。附加信號(hào)312、322、331、341是與各列的相鄰區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的2樣本系數(shù)信號(hào)相同的系數(shù)信號(hào)，附加信號(hào)311、321、332、342是各列的開(kāi)頭或末尾的2樣本系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。包含這種附加信號(hào)的水平處理結(jié)果的系數(shù)信號(hào)存儲(chǔ)在各存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中，所以，僅僅只需對(duì)所對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3進(jìn)行存取，就可將全部必要的系數(shù)信號(hào)輸入各頻帶解析濾波器組合206_0、206_1、206_2、206_3。
這樣，進(jìn)行了第一級(jí)小孤立波變換，得到如圖11所示的LL、LH、HL、HH系數(shù)信號(hào)。與四區(qū)域?qū)?yīng)的四組系數(shù)信號(hào)分別存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置208_0、208_1、208_2、208_3中。
通常，小孤立波變換中，對(duì)LL系數(shù)反復(fù)循環(huán)。通過(guò)串接圖6所示小孤立波變換裝置，能進(jìn)行若干級(jí)的小孤立波變換。圖12表示三級(jí)小孤立波變換裝置1400，在圖12中，該三級(jí)小孤立波變換裝置1400包括小孤立波變換裝置400_1、400_2及400_3，它們分別為與圖6所示相同的小孤立波變換裝置。
通過(guò)小孤立波變換裝置400_1對(duì)圖像信號(hào)X進(jìn)行第一級(jí)小孤立波變換。所得系數(shù)信號(hào)內(nèi)，LL系數(shù)信號(hào)輸入小孤立波變換裝置400_2，進(jìn)行第二級(jí)小孤立波變換。經(jīng)小孤立波變換裝置400_2所得系數(shù)信號(hào)內(nèi)，LL系數(shù)信號(hào)輸入小孤立波變換裝置400_3，進(jìn)行第三級(jí)小孤立波變換。這樣，得到1HH、1HL、1LH、2HH、2HL、2LH、3HH、3HL、3LH、3LL各系數(shù)信號(hào)。圖13表示對(duì)這種二元信號(hào)進(jìn)行三級(jí)小孤立波變換而得的頻帶解析狀態(tài)。
下面說(shuō)明小孤立波逆變換裝置，其用于使經(jīng)圖6所示小孤立波變換裝置而得的小孤立波變換系數(shù)信號(hào)回復(fù)到原來(lái)圖像的二元信號(hào)。這種小孤立波逆變換裝置可利用參照?qǐng)D5說(shuō)明的分頻帶譯碼裝置進(jìn)行垂直方向和水平方向處理實(shí)現(xiàn)。
參照?qǐng)D14說(shuō)明四并行處理的小孤立波逆變換裝置一例，圖14表示小孤立波逆變換裝置1250，其功能與圖6所示小孤立波變換裝置相反，從圖形上看，大體上是將圖6所示圖形水平翻轉(zhuǎn)形成。另外，圖6中的頻帶解析濾波器組合202_0、202_1、202_2、202_3和206_0、206_1、206_2、206_3被頻帶合成濾波器組合212_0、212_1、212_2、212_3和216_0、216_1、216_2、216_3代替，上述頻帶合成濾波器組合包括低通濾波器、高通濾波器及上取樣器。圖6的小孤立波變換裝置1200使用頻帶解析濾波器組合202_0、202_1、202_2、202_3和206_0、206_1、206_2、206_3將二元輸入信號(hào)進(jìn)行頻帶解析，圖14的小孤立波逆變換裝置1250使用頻帶合成濾波器組合212_0、212_1、212_2、212_3和216_0、216_1、216_2、216_3進(jìn)行信號(hào)回復(fù)。
小孤立波逆變換裝置1250的輸入信號(hào)是圖11所示的LL、LH、HL、HH系數(shù)信號(hào)，其被分為四區(qū)域，分別輸入與上述四區(qū)域?qū)?yīng)的存儲(chǔ)裝置208_0、208_1、208_2、208_3中。上述系數(shù)信號(hào)再通過(guò)頻帶合成濾波器組合216_0、216_1、216_2、216_3以并行處理在垂直方向?qū)崿F(xiàn)分頻帶譯碼，回復(fù)到L、H系數(shù)。
假定使用逆TS變換場(chǎng)合，由于頻帶解析濾波器的分支數(shù)至少為三，所以，如上所述，在各頻帶合成濾波器組合216_0、216_1、216_2、216_3在垂直方向的各列的區(qū)域分界處需要參照相鄰區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的系數(shù)，而且，頻帶合成濾波器組合216_0需要各列開(kāi)頭的系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)，頻帶合成濾波器組合216_3需要各列末尾的系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
于是，在本發(fā)明中，上述那樣的在區(qū)域間重復(fù)的系數(shù)信號(hào)和鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)、即如圖10所示信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置208_0、208_1、208_2、208_3中。然后分別輸入對(duì)應(yīng)的頻帶合成濾波器組合216_0、216_1、216_2、216_3，在各頻帶合成濾波器組合216_0、216_1、216_2、216_3在垂直方向進(jìn)行頻帶合成，輸出如圖9所示的L0、H0、L1、H1、L2、H2、L3、H3信號(hào)，它們被分別存入存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中。這樣，回復(fù)到L、H系數(shù)。
接著，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中的系數(shù)信號(hào)通過(guò)頻帶合成濾波器組合212_0、212_1、212_2、212_3以并行處理在水平方向?qū)崿F(xiàn)分頻帶譯碼，回復(fù)到原來(lái)的一元信號(hào)X，該一元信號(hào)X以分離為四區(qū)域形式存儲(chǔ)在各存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中。
使用逆TS變換場(chǎng)合，在各頻帶合成濾波器組合212_0、212_1、212_2、212_3需要參照在水平方向的各行的區(qū)域分界處相鄰區(qū)域的開(kāi)頭或末尾的系數(shù)信號(hào)，而且，頻帶合成濾波器組合212_0需要各行開(kāi)頭的系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)，頻帶合成濾波器組合212_3需要各行末尾的系數(shù)信號(hào)的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。
于是，在本發(fā)明中，上述那樣的在區(qū)域間重復(fù)的系數(shù)信號(hào)和鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)、即如圖8所示信號(hào)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置204_0、204_1、204_2、204_3中。然后分別輸入對(duì)應(yīng)的頻帶合成濾波器組合212_0、212_1、212_2、212_3，在各頻帶合成濾波器組合212_0、212_1、212_2、212_3在水平方向進(jìn)行頻帶合成，輸出如圖7所示的X0、X1、X2、X3信號(hào)，它們被分別存入存儲(chǔ)裝置200_0、200_1、200_2、200_3中。這樣，小孤立波逆變換裝置1250能以較簡(jiǎn)單方法相對(duì)高速地回復(fù)到X信號(hào)。
若用上述這種小孤立波逆變換裝置取代圖12中的小孤立波變換裝置400_1、400_2、400_3，可進(jìn)行三級(jí)小孤立波逆變換。圖15是用于說(shuō)明與圖12的三級(jí)小孤立波變換裝置相對(duì)應(yīng)的三級(jí)小孤立波逆變換裝置一例的方框圖，三級(jí)小孤立波逆變換裝置1450包括小孤立波逆變換裝置410_1、410_2、410_3，它們各與圖14中的小孤立波逆變換裝置1250相同。
在本發(fā)明中，可以使用若干組如上所述的并行處理的小孤立波變換裝置和編碼裝置，構(gòu)成通過(guò)并行處理進(jìn)行圖像等二元信號(hào)的壓縮編碼的數(shù)據(jù)壓縮裝置。圖16是這種數(shù)據(jù)壓縮裝置一例，所示數(shù)據(jù)壓縮裝置1500包括輸入緩沖存儲(chǔ)器500、小孤立波變換裝置502_1、502_2、502_3、502_4、編碼裝置504_1、504_2、504_3、504_4及輸出緩沖存儲(chǔ)器506_1、506_2、506_3、506_4。小孤立波變換裝置502_1、502_2、502_3、502_4可以是例如圖6中的小孤立波變換裝置1200；編碼裝置504_1、504_2、504_3、504_4可以是例如圖1中的編碼裝置1100。數(shù)據(jù)壓縮裝置1500用緩沖存儲(chǔ)器500將輸入圖像信號(hào)X分成四區(qū)域，通過(guò)四個(gè)小孤立波變換裝置502_1、502_2、502_3、502_4對(duì)上述信號(hào)并行實(shí)行各區(qū)域的小孤立波變換。因此，能進(jìn)行圖像信號(hào)X的高速小孤立波變換。
從小孤立波變換裝置502_1、502_2、502_3、502_4輸出的四區(qū)域小孤立波變換系數(shù)信號(hào)通過(guò)四個(gè)編碼裝置504_1、504_2、504_3、504_4并行地被編碼，再輸出到輸出緩沖存儲(chǔ)器506_1、506_2、506_3、506_4中。
另一方面，在本發(fā)明中，可以使用若干組如上所述的并行處理的小孤立波逆變換裝置和譯碼裝置，構(gòu)成通過(guò)并行處理從圖像等壓縮編碼信號(hào)回復(fù)到圖像信號(hào)等的數(shù)據(jù)伸展裝置。圖17是這種數(shù)據(jù)伸展裝置一例，圖17表示數(shù)據(jù)伸展裝置1550，其包括輸入緩沖存儲(chǔ)器516_1、516_2、516_3、516_4、譯碼裝置514_1、514_2、514_3、514_4、小孤立波逆變換裝置512_1、512_2、512_3、512_4及輸出緩沖存儲(chǔ)器510。小孤立波逆變換裝置512_1、512_2、512_3、512_4可以是例如圖14中的小孤立波逆變換裝置1250，譯碼裝置514_1、514_2、514_3、514_4可以是例如圖5中的譯碼裝置1150。輸入信號(hào)經(jīng)輸入緩沖存儲(chǔ)器516_1、516_2、516_3、516_4，通過(guò)譯碼裝置514_1、514_2、514_3、514_4并行地被譯碼，再通過(guò)四個(gè)小孤立波逆變換裝置512_1、512_2、512_3、512_4并行實(shí)行小孤立波逆變換，輸出到輸出緩沖存儲(chǔ)器510。由于在各小孤立波逆變換裝置512_1、512_2、512_3、512_4內(nèi)部并行處理，所以能高速實(shí)行小孤立波逆變換，回復(fù)到原來(lái)的圖像信號(hào)X。
本發(fā)明還包括由一個(gè)小孤立波變換裝置和一個(gè)編碼裝置構(gòu)成的數(shù)據(jù)壓縮裝置，由一個(gè)小孤立波逆變換裝置和一個(gè)譯碼裝置構(gòu)成的數(shù)據(jù)伸展裝置。這種結(jié)構(gòu)雖然處理速度比前面所述的數(shù)據(jù)壓縮裝置或數(shù)據(jù)伸展裝置低，但由于本發(fā)明的小孤立波變換裝置或小孤立波逆變換裝置能進(jìn)行并行處理，所以還是能得到相當(dāng)高的處理速度。
圖18是表示本發(fā)明涉及的編碼裝置一實(shí)施例的方框圖，編碼裝置1600包括小孤立波變換部600、小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域分離部601及編碼部602a、602b、602c、602d。在本實(shí)施例中，小孤立波變換部600與圖24所示小孤立波變換部800相同，對(duì)來(lái)自外部的輸入信號(hào)(在本實(shí)施例中是圖像信號(hào)等二元信號(hào))進(jìn)行二級(jí)小孤立波變換。因此，從小孤立波變換部600輸出如圖25所示的頻帶解析的小孤立波變換系數(shù)。
小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域分離部601用于將小孤立波變換系數(shù)分離為若干系數(shù)組，將空間處于相同位置的系數(shù)設(shè)為1組，在本實(shí)施例中，分離為四個(gè)系數(shù)組。例如，輸入64×64的二元信號(hào)場(chǎng)合，在第一級(jí)的各頻帶域產(chǎn)生32×32的系數(shù)，在第二級(jí)的各頻帶域產(chǎn)生16×16的系數(shù)。這種場(chǎng)合，例如圖19所示，1HL、1LH、1HH的各頻帶域的系數(shù)可分離為16×16的四區(qū)域，2LL、2HL、2LH、2HH的各頻帶域的系數(shù)可分離為8×8的四區(qū)域?；蛉鐖D20所示，1HL、1LH、1HH的各頻帶域的系數(shù)可分離為32×8的四區(qū)域，2LL、2HL、2LH、2HH的各頻帶域的系數(shù)可分離為16×4的四區(qū)域。
編碼部602a、602b、602c、602d與圖24所示編碼部801相同，通過(guò)區(qū)域分離部601進(jìn)行空間區(qū)域分離的如圖19或20的小孤立波變換系數(shù)分別作為一個(gè)系數(shù)組輸入對(duì)應(yīng)的編碼部602a、602b、602c、602d，并行實(shí)行各自的編碼處理，得到與各系數(shù)組對(duì)應(yīng)的編碼信號(hào)。小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域空間位置信息附加在各系數(shù)組的編碼信號(hào)上。附加該區(qū)域空間位置信息的目的在于即使區(qū)域分離方法不固定場(chǎng)合，各系數(shù)組的編碼信號(hào)匯聚成一個(gè)信號(hào)時(shí)，某信號(hào)列與哪個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)很清楚，在譯碼裝置側(cè)能可靠地進(jìn)行小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域合成。
在這種編碼裝置中，從上述公開(kāi)專利公報(bào)等可知，為了高效地對(duì)小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行編碼，最好利用小孤立波變換系數(shù)的樹(shù)形結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明中，進(jìn)行空間區(qū)域分離的各系數(shù)組保存著樹(shù)形結(jié)構(gòu)，所以，在編碼部602a、602b、602c、602d中，可利用這種樹(shù)形結(jié)構(gòu)進(jìn)行高效編碼處理。當(dāng)編碼部602a、602b、602c、602d進(jìn)行8×2的16位先行場(chǎng)合，圖20所示區(qū)域分離方法很有效。另外，如圖19和圖20所示例，在各級(jí)若全部區(qū)域的縱橫比及系數(shù)個(gè)數(shù)相同，進(jìn)行小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域分離，具有可將編碼部602a、602b、602c、602d以相同結(jié)構(gòu)構(gòu)成的優(yōu)點(diǎn)。同樣，在通過(guò)若干譯碼部并行地進(jìn)行若干系數(shù)組的對(duì)編碼信號(hào)的譯碼處理的譯碼裝置中，也可以將全部譯碼部以相同結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
若要與任意尺寸的二元信號(hào)對(duì)應(yīng)，在小孤立波變換系數(shù)的空間區(qū)域分離中，有時(shí)不能進(jìn)行如圖19和圖20所示均等分離。這種場(chǎng)合，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)小孤立波變換各級(jí)(最深級(jí)最重要)能進(jìn)行有效的區(qū)域分離，分離為分隔良好的通常區(qū)域以及例外區(qū)域。這種區(qū)域分離例表示在圖21和圖22中，圖中表示例如1HH系數(shù)的區(qū)域分離，A是通常區(qū)域，B、C、D是例外區(qū)域。
圖21表示分離為四個(gè)通常區(qū)域A和二個(gè)例外區(qū)域B場(chǎng)合，對(duì)各通常區(qū)域A的系數(shù)通過(guò)四個(gè)編碼部并行進(jìn)行編碼，對(duì)二個(gè)例外區(qū)域B的系數(shù)集中為一，通過(guò)一個(gè)編碼部進(jìn)行編碼，這樣必須增加一個(gè)編碼部，或者對(duì)二個(gè)例外區(qū)域B的系數(shù)通過(guò)二個(gè)編碼部并行進(jìn)行編碼，這樣必須增加二個(gè)編碼部。同樣，圖22所示區(qū)域分離場(chǎng)合，可以例如將二個(gè)例外區(qū)域B的系數(shù)集中為一，通過(guò)一個(gè)編碼部進(jìn)行編碼；將二個(gè)例外區(qū)域C和一個(gè)例外區(qū)域D的系數(shù)集中為一，通過(guò)一個(gè)編碼部進(jìn)行編碼。在編碼處理或譯碼處理時(shí)，為了不使例外區(qū)域支配處理速率，最好使集中處理的一個(gè)或若干例外區(qū)域系數(shù)個(gè)數(shù)比通常區(qū)域系數(shù)個(gè)數(shù)少。
圖23是表示本發(fā)明譯碼裝置一實(shí)施例的方框圖，圖23表示譯碼裝置1650，其包括譯碼部652a、652b、652c、652d、小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域分離部651及小孤立波逆變換部650。譯碼部652a、652b、652c、652d是與圖26中851相同的譯碼部，可并行動(dòng)作，651是小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域合成部，650是進(jìn)行二級(jí)小孤立波逆變換的小孤立波逆變換部，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)與圖26所示小孤立波逆變換部850相同。
對(duì)于本實(shí)施例的譯碼裝置的輸入信號(hào)是編碼信號(hào)，如上面對(duì)圖18所示編碼裝置所述，通過(guò)空間區(qū)域分離，二級(jí)小孤立波變換系數(shù)分離為四個(gè)系數(shù)組，對(duì)各系數(shù)組進(jìn)行編碼得到編碼信號(hào)，上述輸入信號(hào)就是該編碼信號(hào)。但是，對(duì)于在編碼裝置側(cè)是通過(guò)四個(gè)編碼裝置并行進(jìn)行各系數(shù)組的編碼還是通過(guò)一個(gè)編碼裝置順序進(jìn)行各系數(shù)組的編碼并不過(guò)問(wèn)。四個(gè)系數(shù)組的編碼信號(hào)的譯碼處理通過(guò)四個(gè)譯碼部652a、652b、652c、652d并行進(jìn)行。如上面對(duì)圖18的編碼裝置所說(shuō)明那樣，大多以將四個(gè)系數(shù)組的編碼信號(hào)集中為一的信號(hào)形式給與，所以，需要將該信號(hào)分為各系數(shù)組的編碼信號(hào)輸入譯碼部652a、652b、652c、652d。如上所述，若將區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的空間位置信息附加在編碼信號(hào)上，那么通過(guò)利用該位置信息能容易可靠地分離編碼信號(hào)。另外，該位置信息對(duì)于被譯碼的小孤立波變換系數(shù)的區(qū)域合成也是必須的位置信息，通過(guò)利用該信息，在不固定區(qū)域分離方法場(chǎng)合，在區(qū)域合成部651能可靠進(jìn)行與區(qū)域分離對(duì)應(yīng)的區(qū)域合成。即使根據(jù)處理對(duì)象的圖像信號(hào)等的尺寸在編碼裝置側(cè)適當(dāng)變更區(qū)域分離方法，也能在譯碼裝置側(cè)無(wú)障害地進(jìn)行區(qū)域合成。
從譯碼部652a、652b、652c、652d分別輸出區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的四個(gè)系數(shù)組。區(qū)域合成部651對(duì)該四個(gè)系數(shù)組根據(jù)附加在編碼信號(hào)上的位置信息進(jìn)行與編碼側(cè)的區(qū)域分離正相反的空間區(qū)域合成，得到如圖25所示的一組小孤立波變換系數(shù)。在小孤立波逆變換部650對(duì)上述一組小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行二級(jí)小孤立波逆變換，回復(fù)到原來(lái)二元圖像信號(hào)等。
若在編碼裝置側(cè)，進(jìn)行圖21和圖22所示區(qū)域分離場(chǎng)合，附加編碼信號(hào)包含在輸入編碼信號(hào)中，那么需要提供用于對(duì)這些附加編碼信號(hào)進(jìn)行譯碼的附加譯碼部。在這種狀態(tài)下，系數(shù)中包含由上述附加編碼信號(hào)產(chǎn)生的系數(shù)，對(duì)上述系數(shù)進(jìn)行與區(qū)域分離相反的區(qū)域合成。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種編碼裝置，其特征在于，由小孤立波變換部、區(qū)域分離部及若干編碼部構(gòu)成，上述小孤立波變換部進(jìn)行圖像等二元信號(hào)的小孤立波變換，按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式，上述區(qū)域分離部將從該小孤立波變換部輸出的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組，上述若干編碼部對(duì)從區(qū)域分離部輸出的若干系數(shù)組并行進(jìn)行編碼處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的編碼裝置，其特征在于，將區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的空間位置信息附加在上述從編碼部輸出的編碼信號(hào)上。
3.一種譯碼裝置，其特征在于，由若干譯碼部、區(qū)域合成部及小孤立波逆變換部構(gòu)成，上述若干譯碼部對(duì)若干系數(shù)組的編碼信號(hào)并行進(jìn)行譯碼處理，而上述若干系數(shù)組的編碼信號(hào)是按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式對(duì)圖像等二元信號(hào)的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組，對(duì)各系數(shù)組進(jìn)行編碼而得的，對(duì)從上述若干譯碼部輸出的若干系數(shù)組，上述區(qū)域合成部進(jìn)行與上述區(qū)域分離相對(duì)應(yīng)的區(qū)域合成，上述小孤立波逆變換部對(duì)從該區(qū)域合成部輸出的一組小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行小孤立波逆變換。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的譯碼裝置，其特征在于，將區(qū)域分離的小孤立波變換系數(shù)的空間位置信息附加在上述編碼信號(hào)上，上述區(qū)域合成部利用該位置信息。
5.一種編碼方法，其特征在于，包括下列步驟將圖像等二元信號(hào)進(jìn)行小孤立波變換；按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式，將上述小孤立波變換步驟所得的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組；對(duì)上述若干系數(shù)組并行進(jìn)行編碼處理。
6.一種譯碼方法，其特征在于，包括下列步驟對(duì)若干系數(shù)組的編碼信號(hào)并行進(jìn)行譯碼處理，該若干系數(shù)組的編碼信號(hào)是按空間處于相同位置的系數(shù)作為一組形式對(duì)圖像等二元信號(hào)的小孤立波變換系數(shù)分成若干系數(shù)組，對(duì)各系數(shù)組進(jìn)行編碼而得的；對(duì)上述若干系數(shù)組進(jìn)行與上述區(qū)域分離相對(duì)應(yīng)的區(qū)域合成；對(duì)在上述區(qū)域合成步驟而得的一組小孤立波變換系數(shù)進(jìn)行小孤立波逆變換，回復(fù)到原來(lái)的二元信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)壓縮伸展領(lǐng)域，提出分頻帶編譯碼方法及其裝置、小孤立波變換方法及其裝置、小孤立波逆變換方法及其裝置、數(shù)據(jù)壓縮伸展方法及其裝置、編譯碼方法及其裝置。分頻帶編碼裝置將一元輸入信號(hào)分成四區(qū)域，存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)裝置1 02中，還存儲(chǔ)區(qū)域分界處相鄰區(qū)域信號(hào)及一元信號(hào)的開(kāi)頭或末尾的鏡像翻轉(zhuǎn)信號(hào)。只需對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)裝置進(jìn)行存取，就能輸入對(duì)應(yīng)頻帶解析濾波器104所需要的全部信號(hào)，能實(shí)現(xiàn)高速處理及使控制簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)G06K9/00GK1571281SQ20041006824
公開(kāi)日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2000年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月15日
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