[发明专利]采用边缘和低分辨率信号的高效图像表示

说明书

背景

媒体内容(例如，图像和视频)通常以压缩形式存在，以减少存储空间并 帮助传输。例如，媒体服务器通常访问压缩后的媒体并将压缩后的媒体流化至 能够解压缩媒体以用于演示的客户机。压缩被广泛用于各种应用中的传输、存 储和回放。

经压缩的媒体通常由以下过程生成。首先，从原始的媒体内容的时间和/ 或空间邻居预测原始的媒体内容。其次，经预测的残差被变换至频域。最后， 系数被量化并被熵编码以生成经压缩的表示。一般而言，自然图像和视频包含 经预测后仍然存在的丰富的边缘和轮廓。这些边缘构成媒体的高频部分，高频 部分较难编码，因为信号能量在变换到频域后变得有些分散。通常，边缘和轮 廓包含重要的结构性媒体内容，然而，基于变换的表示在保留和利用边缘和轮 廓上存在问题。

例如，考虑“蚊子噪声”，该“蚊子噪声”是一种出现在MPEG以及采用 依赖离散余弦变换(DCT)的有损技术被压缩的其它视频帧中的对象的清晰边 缘周围的边缘忙碌失真。更具体地，蚊子噪声随解码引擎通过逆向变换模型来 逼近被丢弃的数据而在解压缩时产生。在视频中，蚊子噪声随在边缘的帧对帧 随机混叠而出现(例如，类似蚊子在人的头周围飞，边缘存在于人的头和固体 背景之间)。一般而言，随着TV和计算机屏幕变得更大，蚊子噪声以及其它 伪像变得更显著。

对于仅依赖DCT(一种类似于离散傅立叶变换但只采用实数的傅立叶相关 的变换)的图像压缩技术，边缘和轮廓是完全不可见的。另外一种类型的变换， 即小波变换，是一种时频变换，然而，基于小波的压缩技术仅使用上下文模型 中的结构信息以用于算术编码。因此，DCT和小波技术欠缺以保存边缘和轮廓 信息的方式来表示媒体的能力另外，在基于DCT和基于小波的压缩技术两者中， 访问压缩流或压缩文件中的结构信息是不容易的。此处呈现允许保存边缘和轮 廓信息以及允许对这种信息进行访问的技术。

概述

一种用于编码图像的示例性方法包括接收图像数据、检测图像数据中 的边缘，选择检测到的边缘中的至少一些，将所选边缘编码为所选边缘信 息；对图像数据进行降采样；将降采样后的图像编码为降采样后的图像信 息以及复用所选边缘信息和降采样后的图像信息。在这种方法中，所选边 缘信息和降采样后的图像信息可以被存储为经编码的图像文件。还公开了 各种其它示例性方法、设备、系统。

附图简述

参考附图描述了非限制性的和非穷尽的实施例，其中除非另外指定，否则 在各个视图中相同的附图标记指示相同的部分。

图1是采用DCT算法的常规有损压缩/解压缩过程的图示，在该过程中， 边缘噪声可出现在从压缩图像中重构的图像；

图2是编码和解码图像的示例性方法的图示，该方法结合图像编码和解码 采用边缘编码和解码；

图3是用于边缘检测和边缘选择的示例性技术的图示，其中边缘选择根据 率-失真准则而发生；

图4是边缘区域、边缘区域的简档(profile)以及边缘区域的简档的二 次导数的图示；

图5是沿边缘应用的6抽头滤波器以及跨边缘应用的6抽头滤波器的图 示；

图6是用于采用链编码方向来编码边缘的边缘编码的示例性技术的图 示；

图7是用于两个不同场景的可能的边缘链码方向的图示；

图8是为能够将码边缘信息串成链的示例性模型提供信息的一对表；

图9是用于起始点映射的示例性方法的图示；

图10是可用于实现此处所讨论的各种示例性方法的部分或全部的示例性 计算设备的各个组件的图示。

详细描述

概览

一种示例性技术采用基于变换和基于像素的方法保存边缘和轮廓信息。该 技术缩小用于在频域表示的低频区域并在像素域保持所选的高频区域。因此， 对于一给定图像，图像的各低频部分可由低分辨率信号来描述，该低分辨率信 号能够采用常规的基于变换的方法来被有效处理，而图像的各高频部分可由边 缘来描述，该边缘以高分辨率被提取以便直接在像素域处理。当媒体内容被重 构时，可采用高频信号可将缩小的图像从低分辨率插值至例如其原始的分辨 率。由于边缘信息是媒体表示中的独立分量，它可以被获得以用于各种目的(例 如，索引、搜索、分类、机器视觉、科学分析等)。