[發明專利]一種圖像二維離散小波變換的掃描方法和裝置

有效

• 申請號: 201410421122.8
• 申請日: 2014-08-25
• 公開（公告）號: CN104200433B
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張修寶
• 申請（專利權）人: 京北方信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;H04N1/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 胡彬,路凱

技術領域

本發明實施例涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種圖像二維離散小波變換的掃描方法和裝置。

背景技術

在經典的信號分析理論中，傅里葉理論是應用最廣泛、效果最好的一種分析手段。但它只是一種純頻域的分析方法，不能提供局部時間段上的頻率信息。近年來，小波變換作為一種變換域信號處理方法，得到了非常迅速的發展。小波變換很好的解決了時-頻局部化問題，通過平移和縮放運算，實現了對信號的不同尺度的細化分析，解決了傅里葉變換不能解決的技術難題。因此，小波變換在信號分析、圖像處理、地震勘探和非線性科學等諸多領域得到了廣泛的運用。

由于小波變換本身具有的優越特性，其在圖像處理方面也得到了廣泛的應用。圖1示出了現有技術提供的圖像二維離散小波變換的分解步驟。參見圖1，在對輸入圖像100的一級小波變換中，分別利用行濾波低通濾波器101和行濾波高通濾波器102對輸入圖像的行數據進行濾波，再對濾波后的數據進行列數據的降采樣103、104。然后再分別利用列濾波低通濾波器105、107和列濾波高通濾波器106、108對降采樣后的數據進行濾波，并對濾波后的數據進行行數據的降采樣109、110、111、112。這樣，就完成了對待變換圖像的一級小波變換。對待變換圖像進行一級小波變換以后的圖像被分為低頻分量121、水平分量122、垂直分量123以及對角線分量124。

圖2示出了現有技術中圖像二維離散小波變換的效果圖。參見圖2，在第一級二維離散小波變換后，原始圖像被分為第一級低頻分量201、第一級水平分量202、第一級垂直分量203以及第一級對角線分量204。在進行第二級二維離散小波變換后，原來的第一級低頻分量201又被分為第二級低頻分量205、第二級水平分量206、第二級垂直分量207以及第二級對角線分量208。

在對輸入圖像100進行一級小波變換得到的各個分量中，水平分量在行濾波時由行濾波高通濾波器濾波，而在列濾波時由列濾波低通濾波器濾波，因此它更能體現所述輸入圖像100在水平方向上的物體輪廓。垂直分量在行濾波時由行濾波低通濾波器濾波，而在列濾波時由列濾波高通濾波器濾波，因此它更能體現所述輸入圖像100在垂直方向上的物體輪廓。對角線分量在行濾波和列濾波時分別有行濾波高通濾波器和列濾波高通濾波器濾波，因此它更能體現所述輸入圖像在對角線方向上的物體輪廓。

圖像可以看做是由在不同的行和列之間依次排列的像素組成的數組。而像素是組成圖像的基本單元，它利用自身的灰度表征圖像在它所代表的點上的明暗程度。經過二維離散小波變換后的圖像數據仍然以二維數組的形式存在。但是，在圖像壓縮及圖像傳輸的過程中，需要將上述二維數組變換為一維的數據，這就需要對二維的圖像數據一定次序的掃描。而對圖像數據的掃描次序的設計將直接影響到圖像壓縮的壓縮比，以及圖像傳輸的傳輸效率。

現有的圖像掃描算法包括：Morton圖像掃描算法、Raster圖像掃描算法以及Zig-zag圖像掃描算法。圖3示出了Morton圖像掃描算法的掃描次序。參見圖3，根據Morton圖像掃描算法，按照最終變換級別的單元大小，將待變換圖像被分為2×2的圖像單元，在每個圖像單元內部的像素之間采用先從左到右，再從上到下的Z字形掃描，而在不同的圖像單元之間也采用先從左到右，再從上到下的Z字形掃描。圖4示出了Raster圖像掃描算法的掃描次序。參見圖4，采用Raster圖像掃描算法時，對二維離散小波變換后的圖像數據按照不同的分量分別進行掃描，而在每一個分量內部的像素之間，執行先從左到右，再從上到下的掃描。圖5示出了Zig-zag圖像掃描算法的掃描次序。參見圖5，采用Zig-zag圖像掃描算法時，不區分級別和分量，采用從左上角到右下角的對角線掃描。

上述三種掃描均沒有考慮一級小波變換后不同的分量的方向特性。Raster圖像掃描算法雖然對不同的分量分別進行掃描，但是卻對不同的分量采取了統一的掃描方式。所以，上述三種圖像掃描算法均不能反映一級小波變換后不同分量的方向特性。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提出一種圖像二維離散小波變換的掃描方法和裝置，以反映二維離散小波變換不同分量的方向特性。

第一方面，本發明實施例提供了一種圖像二維離散小波變換的掃描方法，所述方法在不同級的小波變換數據中按照高級小波變換數據優先的次序進行掃描，所述方法包括：

在同級的小波變換數據中，按照行序優先、列序次之的次序對所述小波變換數據的低頻分量內的次級分量進行掃描；

按照列序優先、行序次之的次序對所述小波變換數據的水平分量內的像素進行掃描；