Способ и устройство для кодирования и декодирования изображения в цифровой форме

 

Изобретение касается способа и устройства для кодирования и декодирования изображения в цифровой форме, при реализации которых производят согласованное по форме кодирование с преобразованием, при котором при внутрикадровом кодировании и при межкадровом кодировании производят различные согласованные по форме кодирования с преобразованием. Первое согласованное по форме кодирование с преобразованием производят при внутрикадровом кодировании, а при межкадровом кодировании производят второе согласованное по форме кодирование с преобразованием, отличающееся от первого согласованного по форме кодирования с преобразованием. Технический эффект, достигаемый при их реализации, состоит в улучшении коэффициентов сжатия данных изображения. 4 с. и 12 з.п.ф-лы, 4 ил.

Кодирование видеосигналов соответственно стандартам кодирования изображений Н. 261, Н. 263, MPEG1 и MPEG2 основано на блок-ориентированном дискретном косинусном преобразовании (DCT). Эти способы в основном используют принцип базирующегося на блоках кодирования изображений.

Другим подходом для кодирования изображений является так называемый базирующийся на объекте принцип кодирования изображений. При базирующемся на объекте кодировании изображений производят сегментирование оригиналов изображений соответственно имеющимся в сцене объектам и отдельное кодирование этих объектов.

На фиг.2 обобщенно представлено устройство для кодирования изображений и для декодирования изображений.

На фиг. 2 представлена камера К, которой производят съемку изображений. Камера К может быть, например, любой аналоговой камерой, которая снимает изображения какой-либо сцены, и изображения преобразуются в цифровую форму или в камере К или также передаются в аналоговой форме к первому вычислительному устройству R1, в котором затем обрабатываются изображения в цифровой форме или аналоговые изображения преобразуются в изображения в цифровой форме В и обрабатываются изображения в цифровой форме В.

Камера К может быть также цифровой камерой К, которой регистрируют изображения непосредственно в цифровой форме В и подводят к первому вычислительному устройству R1 для дальнейшей обработки.

Первое вычислительное устройство R1 может быть также выполнено в виде самостоятельного устройства, которым производятся все описанные в последующем операции способа, например, в виде самостоятельной компьютерной карты, которая встроена в вычислительное устройство.

Первое вычислительное устройство R1 содержит процессорный блок Р, которым производятся описанные в последующем операции способа кодирования изображений или декодирования изображений. Процессорный блок Р, например, через шину BU соединен с запоминающим устройством SP, в котором запоминаются данные изображения.

В общем описанные в последующем способы могут быть реализованы как средствами программного обеспечения, так также средствами машинного обеспечения или также частично средствами программного обеспечения и частично средствами машинного обеспечения.

После произведенного кодирования изображения в первом вычислительном устройстве R1 и после передачи сжатых данных изображения через передающую среду ÜM ко второму вычислительному устройству R2 во втором вычислительном устройстве R2 производят декодирование изображения.

Второе вычислительное устройство R2 может иметь ту же самую конструкцию, что и первое вычислительное устройство R1, то есть иметь запоминающее устройство SP, которое через шину ВО соединено с процессорным блоком Р.

На фиг. 3 в более детальной форме представлено возможное устройство в виде принципиальной блок-схемы для кодирования изображений или соответственно для декодирования изображений, которое может применяться в рамках базирующегося на блоках кодирования изображения и частично, как поясняется в последующем, в рамках базирующегося на объекте кодирования изображения.

В базирующихся на блоках способах кодирования изображений преобразованное в цифровую форму изображение В разделяют на обычно квадратные блоки размером 8•8 элементов изображения ВР или 16•16 элементов изображения ВР и подводят к устройству для кодирования изображения.

Элементу изображения обычно однозначно присвоена информация кодирования, например, информация яркости (значения яркости) или цветовая информация (значения цветности).

В базирующихся на блоках способах кодирования изображений различают между различными режимами работы кодирования изображений.

В так называемом режиме работы внутрикадрового кодирования кодируют и передают соответственно все изображение со всеми присвоенными элементам изображения информациями кодирования (1-изображение).

В так называемом режиме работы межкадрового кодирования кодируют и передают соответственно только разностную информацию двух следующих друг за другом изображений (Р-изображение, В-изображение).

Для переключения между режимом работы внутрикадрового кодирования изображений и межкадрового кодирования изображений предусмотрены два переключательных блока SE. Для осуществления режима работы межкадрового кодирования изображений предусмотрен блок вычитания S, в котором образуют разницу информации изображений двух следующих друг за другом В-изображений. Общее кодирование изображений управляется управляющим блоком кодирования изображений ST. Подлежащие кодированию блоки изображения ВВ или соответственно разностные блоки изображения ВВ подводят к блоку кодирования с преобразованием DCT, в котором присвоенную элементам изображения информацию кодирования подвергают кодированию с преобразованием, например, дискретному косинусному преобразованию (DCT).

В общем, однако, можно производить любое кодирование с преобразованием, например, дискретное синусное преобразование или также дискретное преобразование Фурье.

Образованные преобразованием с кодированием спектральные коэффициенты в блоке квантования Q квантуют и подводят к (не представленному) мультиплексору кодирования изображений, например, для канального кодирования и/или для энтропийного кодирования. Во внутреннем шлейфе реконструкции квантованные спектральные коэффициенты инверсно квантуют в инверсном блоке квантования IQ и подвергают инверсному кодированию с преобразованием в инверсном блоке кодирования с преобразованием IDCT.

Далее в случае межкадрового кодирования изображений в суммирующем блоке АЕ прибавляют информацию предыдущего по времени изображения. Реконструированные таким образом изображения запоминают в запоминающем устройстве изображений SP. В запоминающем устройстве изображений SP для простоты изображения символически представлен блок для компенсации движения МС.

Далее предусмотрен фильтр (LF) шлейфа, который соединен с запоминающим устройством SP, а также с блоком вычитания S.

К мультиплексору кодирования изображений дополнительно к подлежащим передаче данным изображения подводят флаг режима работы р, которым указывается, было ли предпринято внутри- или межкадровое кодирование изображений.

Далее к мультиплексору кодирования изображений подводят индексы квантования q для спектральных коэффициентов.

Также вектор движения v присваивают соответственно блоку изображения и/или макроблоку, который содержит, например, 4 блока изображения, и подводят к мультиплексору кодирования изображений.

Далее предусмотрено информационное указание f относительно активирования или соответственно деактивирования фильтра шлейфа LF.

После передачи информации изображений через передающую среду ÜM во втором вычислительном устройстве R2 может происходить декодирование переданных данных. Для этого во втором вычислительном устройстве R2 предусмотрен блок декодирования изображений, который имеет, например, конструкцию шлейфа реконструкции устройства, представленного на фиг.2.

В случае базирующегося на объекте способа кодирования изображений каждый объект изображения вначале разлагают на блоки неизменной величины, например, также 8•8 элементов изображения. После этого разложения часть результирующихся блоков изображения находится полностью внутри объекта изображения ВО. Эта ситуация представлена на фиг. 4. Изображение В содержит, по меньшей мере, один объект изображения ВО, который окаймлен краем объекта ОК объекта изображения ВО. Далее представлены блоки изображения ВВ с 8х8 элементами изображения ВР. Блоки изображения ВВ, которые содержат, по меньшей мере, часть края объекта ОК, обозначаются в последующем как краевые блоки изображения RBB.

Блоки изображения ВВ, которые после разложения находятся полностью внутри объекта изображения ВО, могут в приближении к выше названному, базирующемуся на блоках способу кодирования изображений кодироваться обычным базирующимся на блоках дискретным косинусным преобразованием. Краевые блоки изображения RBB, однако, частично заполнены информацией изображения и должны кодироваться особым способом.

Для кодирования краевых блоков изображения RBB до сих пор существуют два принципиальных подхода.

Из документа [1] известно, дополнять информацию изображения объекта изображения ВО внутри краевого блока изображения RBB подходящим способом экстраполяции информацией кодирования до площади полного краевого блока изображения RBB. Этот образ действия обозначается как пэддинг. Дополненные площади затем кодируют обычным двухмерным дискретным косинусным преобразованием.

Альтернативно к этому из документов [1] и [2] известно, что данный объект изображения ВО преобразуют отдельно строчками и столбцами. Этот образ действия обозначают как согласованное по форме кодирование с преобразованием, в конкретном случае применения дискретного косинусного преобразования (DCT) как согласованное по форме DCT. Присвоенные объекту изображения ВО DCT-коэффициенты определяют таким образом, что те элементы изображения ВР краевого блока изображения RBB, которые не принадлежат к объекту изображения ВО, подавляются. К оставшимся элементам изображения ВР вначале применяют построчно преобразование, длина которого соответствует числу оставшихся элементов изображения в этой строке. Результирующиеся коэффициенты ориентируют горизонтально и в заключение подвергают дальнейшему одномерному DCT в вертикальном направлении с соответствующей длиной. При этом как для внутрикадрового кодирования изображений, так и для межкадрового кодирования изображений применяют тот же самый способ.

Известный способ адаптивного по форме кодирования с преобразованием, который был описан выше, имеет между прочим недостаток, что достигается только относительно плохой коэффициент сжатия подлежащих сжатию данных изображений.

Известное правило для кодирования изображений ошибок предсказания при согласованном по форме кодировании с преобразованием исходит из матрицы преобразования со следующим построением: При этом значение для случая р=0 и γ=1 для всех других случаев.

При этом N обозначает величину подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся все преобразованные элементы изображения.

обозначает матрицу преобразования, величиной N•N.

р, k обозначают индексы с р, k ∈ [0, N-1].

Согласно известному образу действий согласованное по форме дискретное косинусное преобразование DCT сегмента изображения определяется тем, что вначале каждый столбец сегмента вертикально преобразуют по правилу и затем то же самое правило (2) применяют к результирующимся данным в горизонтальном направлении. Правило согласно формуле (2), однако, не является оптимальным для кодирования изображений ошибок предсказания.

Из документа [3] известны основы базирующегося на блоках кодирования изображений.

В основе изобретения лежит тем самым задача, указать способы для кодирования изображений и декодирования изображений и устройства для кодирования изображений и для декодирования изображений, которыми достигается согласованное по форме кодирование с преобразованием с улучшенным коэффициентом сжатия для данных изображения.

Эта задача решается способом согласно п. 1 формулы изобретения, способом согласно п. 6 формулы изобретения и устройством согласно п. 11 формулы изобретения.

В способе согласно п. 1 формулы изобретения для кодирования изображения в цифровой форме кодирование изображения производят в режиме работы внутрикадрового кодирования изображения или в режиме работы межкадрового кодирования изображения. В режиме работы внутрикадрового кодирования изображения преобразуют информацию изображения элементов изображения, а в режиме работы межкадрового кодирования изображения преобразуют разностную информацию изображений двух следующих друг за другом изображений. В режиме работы межкадрового кодирования изображений производят первое согласованное по форме кодирование с преобразованием и в режиме работы внутрикадрового кодирования производят второе согласованное по форме кодирование с преобразованием, отличающееся от первого согласованного по форме кодирования с преобразованием.

Предпочтительным в этом образе действий является, в частности, то, что он позволяет за счет применения двух различных кодирований с преобразованием, что ошибка квантования при последующем квантовании результирующихся путем преобразования спектральных коэффициентов равномерно распределяется по всем элементам изображения ВР и ошибка квантования имеет то же самое среднее значение, что и в случае нормального блока изображения 8•8.

Этот способ является особенно пригодным для кодирования краевых блоков изображения сегмента изображения.

В целом за счет способа получается значительно улучшенная эффективность кодирования, то есть при одинаковой скорости передачи данных повышается достигаемое качество изображения. Как описывается в последующем, по сравнению с известным образом действий, при котором при внутрикадровом кодировании изображений и при межкадровом кодировании изображений при согласованном по форме кодировании изображений применяют то же самое преобразование, является достижимым без дополнительных вычислительных затрат значительно улучшенное соотношение мощностей сигнала и помех порядка одного дБ.

В способе согласно п. 6 формулы изобретения при декодировании в режиме работы внутрикадрового кодирования производят первое инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием. В режиме работы внутрикадрового кодирования производят второе инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием. Первое инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием и второе инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием являются различными.

Этот способ имеет также соответственно представленные выше преимущества для кодирования изображений.

В устройстве согласно п. 11 формулы изобретения для осуществления способа предусмотрен блок кодирования с преобразованием для согласованного по форме кодирования с преобразованием и/или блок декодирования с преобразованием для инверсного, согласованного по форме кодирования с преобразованием. Блок кодирования с преобразованием или соответственно блок декодирования с преобразованием выполнен таким образом, что в режиме работы внутрикадрового кодирования изображений производится первое согласованное по форме кодирование с преобразованием или соответственно первое инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием. В режиме работы межкадрового кодирования изображений производится второе согласованное по форме кодирование с преобразованием или соответственно второе инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием. Первое согласованное по форме кодирование с преобразованием или соответственно первое инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием и второе согласованное по форме кодирование с преобразованием или соответственно второе инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием являются различными.

Также для устройства являются справедливыми описанные выше преимущества.

Предпочтительные формы развития изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.

В форме дальнейшего развития способа является предпочтительным, что, по меньшей мере, одно из согласованных по форме кодирований с преобразованием или соответственно, по меньшей мере, одно из инверсных согласованных по форме кодирований с преобразованием происходит таким образом, что энергия сигналов подлежащих преобразованию элементов изображения в местной области является примерно равной энергии сигналов преобразованных элементов изображения в частотной области.

Другими словами это означает, что соответствующее согласованное по форме кодирование с преобразованием или соответственно инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием ортонормируют. Предпочтительным при этом образе действий является, в частности, что ошибка квантования при последующем квантовании результирующихся за счет преобразования спектральных коэффициентов распределяется по всем элементам изображения и ошибка квантования имеет такое же среднее значение, что и в случае нормального блока изображения 8•8.

В форме дальнейшего развития способа для кодирования изображений далее является предпочтительным образовывать коэффициенты преобразования подлежащих преобразованию элементов изображения по следующему правилу: где N означает величину подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения, означает матрицу преобразования величиной N•N, р, k означают индексы с р, k ∈ [0, N-1].

Как можно видеть из правила (3), значительное улучшение достигается только за счет различного изменения масштаба правила преобразования по сравнению с известным образом действия.

Выше описанные формы развития для способа кодирования изображений предусмотрены так же, как и формы развития для декодирования изображений, при правиле для инверсного кодирования с преобразованием с соответственно инверсным правилом.

Формы дальнейшего развития способов являются также предпочтительными для форм выполнения блока для кодирования с преобразованием устройства для кодирования изображений.

Эти способы являются между прочим пригодными для кодирования или соответственно декодирования краевых блоков изображения сегмента изображения.

На чертежах представлен пример выполнения изобретения, который в последующем поясняется более подробно.

На чертежах показано: фиг. 1 - схема последовательности операций, в которой символически представлены отдельные операции способа;
фиг. 2 - обычное устройство для кодирования изображений с камерой, двумя вычислительными устройствами и одной передающей средой;
фиг. 3 - эскиз обычного устройства для базирующегося на блоках кодирования изображений;
фиг. 4 - (символически) представление изображения с объектом изображения и блоками изображения и краевыми блоками изображения.

В рамках базирующегося на объекте кодирования изображений происходит сегментирование изображения в цифровой форме В в соответствии с имеющимися в сцене объектами изображения ВО и отдельное кодирование объектов изображения ВО.

Для этого каждый объект изображения ВО вначале обычным образом разлагают на блоки изображения ВВ постоянной величины, например 8•8 элементов изображения ВР. После разложения часть результирующихся блоков изображения ВВ находится полностью внутри объекта изображения ВО. Эти блоки ВВ в приближении к цитированным, выше поясненным способам могут кодироваться обычным базирующимся на блоках кодированием с преобразованием.

Как описано выше, краевые блоки изображения RBB только частично заполнены информацией изображения и должны кодироваться особым способом.

Предпочтительно в способе в первом вычислительном устройстве R1 краевые блоки изображения RBB в первую операцию 101 подводят к блоку кодирования с преобразованием DCT. Первое вычислительное устройство R1 выполнено таким образом, что могут производиться символически представленные на фиг. 3 модули.

Во второй операции 102 для каждого краевого блока изображения RBB для информации кодирования элементов изображения ВР соответствующего краевого блока изображения RBB образуют коэффициенты преобразования подлежащих преобразованию элементов изображения по следующему правилу:

где N означает величину подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения, и
означает матрицу преобразования величиной N•N,
р, k означают индексы с р, k ∈ [0, N-1].

Правило для преобразования с кодированием (3) наглядно означает, что энергия сигнала информации кодирования подлежащих преобразованию элементов изображения в местной области является примерно равной энергии сигналов преобразованных элементов изображения в частотной области.

В качестве согласованного по форме кодирования с преобразованием применяют предпочтительно согласованное по форме дискретное косинусное преобразование.

Правило (3) для кодирования с преобразованием применяют предпочтительно, если кодирование изображений происходит в режиме работы межкадрового кодирования.

Если кодирование изображений происходит в режиме работы внутрикадрового кодирования, то коэффициенты преобразования преобразованных элементов изображения образуют по следующему правилу:

После передачи кодированной информации изображения (операция 105), то есть после квантования (операция 103), производят возможно энтропийное кодирование (операция 104) переданных данных изображения, например, по способу, описанному в документе [1] , через передающую среду ÜM во втором вычислительном устройстве R2 производят декодирование изображения.

При декодировании изображения в первой операции 106 производят энтропийное декодирование и во второй операции 107 - инверсное квантование квантованных спектральных коэффициентов. Спектральные коэффициенты далее подводят к инверсному согласованному по форме кодированию с преобразованием (IDCT). Соответственно способу для кодирования изображений для декодирования изображений опять-таки производят согласованное по форме кодирование с преобразованием так, что энергия сигналов информации кодирования преобразованных элементов изображения в частотной области является примерно равной с энергией сигналов информации кодирования элементов изображения в местной области.

Для инверсного согласованного по форме кодирования с преобразованием образуют элементы изображения из спектральных коэффициентов преобразования по следующему правилу (операция 108):

причем N означает величину подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения,
означает матрицу преобразования величиной N•N,
р, k означают индексы с р, k ∈ [0, N-1] и
()^-1 означает инверсию матрицы.

Инверсное согласованное по форме кодирование с преобразованием согласно правилу (4) производят предпочтительно в рамках декодирования изображений в режиме работы межкадрового декодирования изображений.

В режиме работы внутрикадрового декодирования изображений производят предпочтительно согласованное по форме инверсное кодирование с преобразованием согласно следующему правилу:

В устройстве для кодирования изображений предусмотрен блок кодирования с преобразованием DCT для согласованного по форме кодирования с преобразованием элементов изображения ВР. Блок кодирования с преобразованием DCT выполнен таким образом, что энергия сигналов информации кодирования подлежащих преобразованию элементов изображения в местной области является примерно равной энергии сигналов информации кодирования преобразованных элементов изображения в частотной области.

Блок кодирования с преобразованием выполнен предпочтительно таким образом, что в блоке кодирования с преобразованием реализованы представленные в рамках способа для кодирования изображений операции способа. Способ может быть реализован, само собой разумеется, в устройстве также средствами программного обеспечения, которые обрабатываются процессором Р.

То же самое справедливо для устройства для декодирования изображений, которое содержит инверсный блок кодирования с преобразованием IDCT. Соответственно инверсный блок кодирования с преобразованием IDCT выполнен таким образом, что реализованы операции способа для декодирования изображений, в частности, для инверсного согласованного по форме кодирования с преобразованием.

Так же как и способ, устройства являются предпочтительно применимыми к краевым блокам изображения RBB объектов изображения ВО изображения в цифровой форме В.

Наглядным образом способ означает, что при внутрикадровом кодировании изображений и межкадровом кодировании изображений производят различные согласованные по форме кодирования с преобразованием. Первое согласованное по форме кодирование с преобразованием производят при внутрикадровом кодировании изображений и отличное относительно первого согласованного по форме кодирования с преобразованием второе согласованное по форме кодирование с преобразованием производят при мехкадровом кодировании изображений.

Для изобретения при этом не существенно, каким образом используются дальше в рамках кодирования изображений преобразованные элементы изображения, то есть спектральные коэффициенты, то есть вид квантования, энтропийное кодирование, или соответственно канальное кодирование.

Источники информации
1. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11, MPEG-4 Video Verification Model Version 5/0 Doc. N 1469, ноябрь 1996, стр. 55-59.

2. Т. Sikora und B. Makai, Shape Adaptive DCT for Generic Coding of Video, IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, т. 5, стр. 59-62, февраль 1995.

3. A. K. Jain, Image Data Compression: A Review, Proceedings of the IEEE, т. 69, N 3, стр. 349-389, март 1981.

Формула изобретения

1. Способ кодирования изображения в цифровой форме, которое содержит объекты с любым числом элементов, отличающийся тем, что кодирование производят в режиме внутрикадрового кодирования или в режиме межкадрового кодирования, причем в режиме внутрикадрового кодирования преобразуют информацию элементов изображения, в режиме межкадрового кодирования преобразуют разностную информацию двух следующих друг за другом изображений, а также в режиме межкадрового кодирования производят первое согласованное по форме преобразование, а в режиме внутрикадрового кодирования производят второе согласованное по форме преобразование, отличное от первого преобразования, при этом коэффициенты преобразования преобразованных по первому преобразованию элементов изображения х образуют по следующему правилу:

а коэффициенты преобразования преобразованных по второму преобразованию элементов изображения х образуют по следующему правилу:

где N - величина подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения;
- матрица преобразования величиной NXN;
р, k - индексы с р, k ∈ [0, N-1] .

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве первого согласованного по форме преобразования используют вариант согласованного по форме дискретного косинусного преобразования, а в качестве второго согласованного по форме преобразования используют согласованное по форме дискретное косинусное преобразование.

3. Способ по одному из пп. 1 или 2, отличающийся тем, что первое согласованное по форме преобразование и/или второе согласованное по форме преобразование производят таким образом, что энергия сигнала элементов изображения в местной области примерно равна энергии сигнала преобразованных элементов изображения в частотной области.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что первое согласованное по форме преобразование применяют только на краевых блоках изображения.

5. Способ декодирования изображения в цифровой форме, которое содержит объекты с любым числом точек изображения, отличающийся тем, что декодирование производят в режиме внутрикадрового декодирования или в режиме межкадрового декодирования, причем в режиме внутрикадрового декодирования преобразуют информацию элементов изображения, в режиме межкадрового декодирования преобразуют разностную информацию двух следующих друг за другом изображений, а также в режиме межкадрового декодирования производят первое инверсное согласованное по форме преобразование, а в режиме внутрикадрового декодирования производят второе инверсное согласованное по форме преобразование, отличное от первого инверсного преобразования, при этом преобразованные при первом инверсном согласованном по форме преобразовании элементы изображения х образуют из коэффициентов преобразования с по следующему правилу:

а преобразование при втором инверсном согласованном по форме преобразовании элементы изображения х образуют из коэффициентов преобразования по следующему правилу:

где N - величина подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения;
- матрица преобразования величиной N N;
р, k - индексы с р, k ∈ [0, N-1] ;
( )^-1 - инверсия матрицы.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что в качестве первого инверсного согласованного по форме преобразования используют вариант согласованного по форме инверсного дискретного косинусного преобразования, а в качестве второго инверсного согласованного по форме преобразования используют инверсное согласованное по форме дискретное косинусное преобразование.

7. Способ по одному из п. 5 или 6, отличающийся тем, что первое инверсное согласованное по форме преобразование и/или второе инверсное согласованное по форме преобразование производят таким образом, что энергия сигнала элементов изображения в местной области примерно равна энергии сигнала преобразованных элементов изображения в частотной области.

8. Способ по одному из пп. 5-7, отличающийся тем, что первое инверсное согласованное по форме преобразование применяют только на краевых блоках изображения.

9. Устройство кодирования изображения в цифровой форме, которое содержит объекты с любым числом элементов изображения, отличающееся тем, что оно содержит процессорный блок, выполненный с возможностью кодирования изображения в режиме внутрикадрового кодирования или в режиме межкадрового кодирования, преобразования информации элементов изображения в режиме внутрикадрового кодирования, преобразования разностной информации двух следующих друг за другом изображений в режиме межкадрового кодирования, при этом в режиме межкадрового кодирования происходит первое согласованное по форме преобразование, в режиме внутрикадрового кодирования происходит второе согласованное по форме преобразование, отличное от первого преобразования, коэффициенты преобразования с преобразованных по первому преобразованию элементов изображения х образованы по следующему правилу:

а коэффициенты преобразования по второму преобразованию элементов изображения х образованы по следующему правилу:

где N - величина подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения;
- матрица преобразования величиной N N;
р, k - индексы с р, k ∈ [0, N-1] .

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что процессорный блок выполнен таким образом, что в качестве первого согласованного по форме преобразования используют вариант согласованного по форме дискретного косинусного преобразования, а в качестве второго согласованного по форме преобразования используют согласованное по форме дискретное косинусное преобразование.

11. Устройство по одному из п. 9 или 10, отличающееся тем, что процессорный блок выполнен таким образом, что первое согласованное по форме преобразование и/или второе согласованное по форме преобразование происходит таким образом, что энергия сигналов элементов изображения в местной области примерно равна энергии сигнала преобразованных элементов изображения в частотной области.

12. Устройство по любому из пп. 9-11, отличающееся тем, что процессорный блок выполнен таким образом, что первое инверсное согласованное по форме преобразование применяют только на краевых блоках изображения.

13. Устройство декодирования изображения в цифровой форме, которое содержит объекты с любым числом элементов изображения, отличающееся тем, что оно содержит процессорный блок, выполненный с возможностью декодирования изображения в режиме внутрикадрового декодирования или в режиме межкадрового декодирования, преобразования информации элементов изображения в режиме внутрикадрового декодирования, преобразования разностной информации двух следующих друг за другом изображений в режиме межкадрового декодирования, при этом в режиме межкадрового декодирования происходит первое инверсное согласованное по форме преобразование, в режиме внутрикадрового декодирования происходит второе инверсное согласованное по форме преобразование, отличное от первого инверсного преобразования, преобразованные при первом инверсном согласованном по форме преобразовании элементы изображения х образованы из коэффициентов преобразования с по следующему правилу:

а преобразование при втором инверсном согласованном по форме преобразовании элементы изображения х образованы из коэффициентов преобразования по следующему правилу:

где N означает величину подлежащего преобразованию вектора изображения, в котором содержатся преобразованные элементы изображения;
означает матрицу преобразования величиной N•N;
р, k - означают индексы с р, k ∈ [0, N-1] ;
( )^-1 означает инверсию матрицы.

14. Устройство по п. 13, отличающееся тем, что процессорный блок выполнен так, что в качестве первого инверсного согласованного по форме преобразования применяют вариант согласованного по форме инверсного дискретного косинусного преобразования, а в качестве второго инверсного согласованного по форме преобразования применяют инверсное согласованное по форме дискретное косинусное преобразование.

15. Устройство по п. 13 или 14, отличающееся тем, что процессорный блок выполнен так, что первое инверсное согласованное по форме преобразование и/или второе инверсное согласованное по форме преобразование производят таким образом, что энергия сигналов элементов изображения в местной области примерно равна энергии сигналов преобразованных элементов изображения в частотной области.

16. Устройство по любому из пп. 13-15, отличающееся тем, что процессорный блок выполнен так, что первое инверсное согласованное по форме преобразование применяют только на краевых блоках изображения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4