TWI296481B - An image compressing/decompressing method and an image compressing/decompressing device using the same - Google Patents

Description

1296481 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種影像處理方法與裝置，特別是關於 一種影像壓縮與解壓縮方法、以及採用該方法之裝置。 【先前技術】

一般影像顯示系統在顯示或處理影像時，常常需要將 好幾張圖重疊後才顯示、或將多張圖重疊後的圖作壓縮處 理。例如，數位取像系統、或照相大頭貼系統可將多張圖 重疊後顯示、或是將重疊後的圖壓縮成靜態影像壓縮標準 (Joint Ph〇tographic Experts G_p，JpEG)檔案。而如第 圖所示，該圖中包含A、B、c、d四張圖，其中圖〇是 A、B、c三圖重疊後所得到的結果。 而一般影像顯示系統中具有—種透明（Transparent); 制。该透明機制是將每張圖所在之視窗的某—代碼設定,

，明編碼（Transparent eode)。例如將顏色水藍色、或粉全 色···#任-顏色之編碼設定為透明編碼 =之畫素為透明編碼畫素。之後，影像顯 …該些讀取每個視窗的影像，^ 明編满查本 的旦素疋否為透明編碼畫素。當讀取到这 相同位ΐ的1:Γ顯示’該些透明編碼畫素將由其他視窗 顯示效替補：藉此，可達成將複數張圖重疊之 Α的全部* * 2圖所7F ’影像顯示系統讀取第1圖中圖 ^ Ti-Tn ，^ —透月、、扁碼晝素T1_Tn由其他視窗相同位 1296481 置的畫素來替補。 請參考第1圖’由該圖可知圖A的大小為16〇χ 16〇、 圖B與圖C的大小為160 χ 12〇。假設這三張圖的影像格 式皆為RGB656、每個畫素的大小為2位元組（咖），則儲 存這三張圖所需的記憶單元空間總共為：16〇χ ΐ6〇χ2(Α 圖）+ ΐ6〇χ 圖）+ 160 x 120 x2(c 圖）=128Κ位元 組；而這三張圖重疊時不需要顯示出來的部分需要的記憶 單元空間為·· 160χ 12〇χ2(Α圖的透明編碼區域）+ ι6〇χ 2 χ 〇. 5 (圖C的透明編碼區域，估計約佔圖匸$ 〇 %的 比率）=約58Κ位元組。由此可知，在讀取圖D時會因為Α、 B、C三圖重疊的透明碼區域將佔去相當大的記憶單元空 間（約三張圖所佔全部記憶單元空間的一半）。而由於讀取 影像資料的資料傳輸速度（Fra跡me)會被記憶單元限 制’因此對於-般需要即時顯示的影像顯示系統，例如手 機顯示系統（Viewfinder system)、或手機照相大頭貼系統 (Capture with sticker system)、數位像機取像系統⑼咖 camera capture system).·.等’將因為重疊後的圖d資料量 過大’導致顯㈣統讀取的速度變慢無法即時顯示或處 ^且亦^圖D資料量過大，將導致記憶單元能夠儲存 圖片的數量減少。 ;因此，如何提供—種影像壓縮與解壓縮方法、以及採 用違方法之裝置，使得影像顯干备 糸統在讀取複數張圖片重 壁的影像時可達成快速顯示的效果 ^重 據的記憶空間，實為一急需解決的問題咸夕重心像所佔 1296481 【發明内容】 針對上述問題，本發明之目的在 解壓縮方法、以及採用該端種影像壓縮與 使仔影像顯示系統在讀鮮壓以置’ 成快速讀取即時顯干的影像時可達 空間的功效。的效果’並減少重疊影像所需之記憶 為達成上述目的，本發明提供 相應的影像解壓縮方法、以及 ^象屋縮方法與 壓縮裝置。 μ方法之影像壓縮與解 該影像壓縮方法#I^ = 縮方法包含下列ΙΓΛ 影像資料’該影像壓 包含複數個晝素）。接^斷^像資料（該原始資料 編碼書辛。之後=原像資料是否含有透明 *素㈣= 些透明編碼畫素中的任一透明編碼 ;她具许次、’5己錄該些透明編碼畫素之總長度資訊，其中 至二轉：加於該被儲存的透明編碼晝素而儲存 出，且；計:單：:可總二度資訊係利用一計算單元計算 “ ^ 為可一叶數器或-累加器。而透明編碼 旦素係以一透明編碼搁位來 #眸抑 、 長度資訊係以—長度早元’同時該總 • 食戾襴位來儲存至一記憶單元。且總長度 f訊之格式可為晝素的個數、畫素的位元數及晝素所佔的 區域面積任-或其組合。另外該畫素之格式為臟格式、 YUV格式、或其他使用者定義之格式。 另外，本發明之影像解壓縮方法係用來解壓縮一壓縮 影像資料’該I縮影像資料包含複數個畫素、至少-透明 1296481 編碼畫素、以及至少-用以記錄該透明編竭畫素長度之缺 2度資訊，該影像解壓縮方法包含下列步驟。首先讀取壓 縮影像資料。接著當讀取到透明編碼畫素時，依據=長产 資訊輸出相應的透明編碼畫素數目。而採用該影像i縮： 解壓縮方法之影像壓縮與解壓縮裝置不在此贅 施例令詳細說明。 、 只

本發明之技術相較於-般的影㈣縮格式（例如PEG 格式），對於壓縮、與解壓縮所需的動作都要簡單的許多。 利用本發明之影像壓縮方法與裝置，將影像資料中的大量 ^明編碼畫素以透明編碼攔位與長度欄位來取代，而可大 ί的減少透明編碼畫素所佔的記憶單元空間。由此可兵 2明之影像壓縮方法料具有大量複數透明編碼書°辛 ，排列之圖樣’可達成非常好的壓縮效果；同時，；像 糸統再㈣本發明之影像解壓縮方法與裝置來讀取 縮方法Μ縮後的壓縮影像資料，即可達成快速 項衫像資料完成即時顯示的效果。 【實施方式】 法。以下參考圖式詳細說明本發明影像壓縮與解壓縮方 苐3 Α圖係顯示一影傻杳祖 女欢口 貝枓圖E。第3B圖係顯示利用 本么明之影像壓縮方法將圖E壓输你从陳卜忠一 E，。請參考第3A圖，本發明之旦/傻綠、切像資料圖 =Γ=Τ，編'晝…與-般晝 η。凊同時參考第3Α圖與第则，該方法係不壓 1296481 縮斂旦素Pl-Pn ’直接將一般畫素ρι_ρη儲存至記憶單 X ’且只壓縮透明編碼畫素Tl_Tn。於編碼帛Μ圖中一 般晝素P13與P14之Η从-^ α 之間的早一個透明編碼晝素Τ1時，係 將透明編碼晝素以一透明編碼攔位Τ儲存至記憶單元，並 利用一計算單元計算透 I π迈月編碼晝素Τ1的總長度資訊m(此 處之m等於1個畫素)，將該總長度資訊m以一長度攔位 L儲存至記憶單元。而於編碼第3A圖中的透明編碼畫素 T2-Tn時，將透明編碼畫素τ2_τη中的任—晝素，例:將 透明編碼畫素Τ2(當然可以選擇其他的畫素，例如Τ5)以- 透明編碼攔位Τ儲存至記憶單元，並利用一計算單元計算 该些透明編碼畫素Τ2_Τη的總長度資訊瓜（例如，mn之 門、〜/、有η-1個畫素），將該總長度資訊㈤以一長度櫊位l 儲存至5己憶單凡。其中，該透明編碼欄位T與該長度櫊位 L兩者所佔的記憶空間分別只須要2位元組。當然，該透 上扁碼攔位T與該長度欄位L的大小可依影像顯示規格任 :调整。例如’ 1、或3···等位元組。結果，利用本發明之 衫像壓％方法分別將第i圖中的A、b、c圖壓縮並重疊成 圖D後儲存至記憶單元，該圖〇所需佔的記憶空間約僅為 原$所需記憶空間的一半（128K_58K=7〇K位元組），大量的 減了透明編碼晝素所佔的記憶空間（58K位元組結 果义餘存圖D大約只須7〇κ位元組的記憶空間。因此利用 ^矣旦月之影像壓縮方法可大量的節省記憶體的使用量；同 時衫像顯示系統再利用本發明之影像解壓縮方法來讀取 圖D，則可達成快速讀取記憶單元中的影像資料完成即時 1296481 顯示的效果。 須注意者，總長度資訊m並不限定袼式，只要編石馬與 解碼之軟硬體彼此適當配合，該總長度資訊瓜的袼式可為 畫素的個數、畫素的位缝、及晝素所佔的區域面積任二 或其組合、且亦可為其他使用者定義的格式。當然，書素 本身亦不限定格式，可為RGB格式、γυν格式、或^他 使用者定義的袼式。 、 第4圖係顯示本發明之一種影像壓縮方法的流程圖， 該方法係用來壓縮原始影像資料，例如將第3八圖中的原 始影像資料圖Ε壓縮成第3Β圖中的壓縮影像資料圖ε，。 該影像壓縮方法包含下列步驟·· 步驟S402 :開始。 步驟S404 ··接收原始影像資料中的每一畫素。 步驟S406 :將原始影像資料中的每一畫素與預設之透 明編碼比較，判斷該原始影像資料的畫素是否為透=編碼 晝素。若畫素不為透明編碼晝素時，跳至步驟S4〇8;若書 素為透明編碼畫素時，跳至步驟S41 〇。 步 S408 :將該畫素儲存至一記憶單元。 步驟S410 :將單一個透明編碼畫素儲存至記憶單元、 或將複數個連續排列之透明編碼畫素之任一透明1扁|畫 素儲存至該記憶單元。其中，該透明編碼畫素可以一透= 編碼攔位T來儲存至該記憶單元。 計二 1296481 總長度資訊m、或該些複數個透明編碼晝素之總長度資訊 πι，並將總長度資訊m附加於上述被儲存的透明編碼晝 素以儲存至該記憶單元。其中總長度資訊m可以一長度 攔位L來儲存至該記憶單元。 步驟S414 ··結束。

第5圖係顯示本發明一種影像解壓縮方法的流程圖， 名衫像解壓縮方法係用來解壓縮一壓縮影像資料，例如將 第3B圖中的壓縮影像資料圖E，解壓縮為第3A圖中的原 始影像資料圖E。該壓縮影像資料包含複數個畫素、至少 一透明編碼攔位T(内含一透明編碼畫素）、以及至少一用 以記錄透明編碼晝素長度之長度攔位L(内含一總長度資 Λ m) ’並且该長度攔位L係附加於該透明編碼欄位τ(即 、、v長又資Λ m附加於透明編碼攔位τ中的透明編碼畫 素）。該影像解壓縮方法包含下列步驟： 步驟S502 :開始。 步驟S504 :讀取壓縮影像資料。 v驟S506 ·將壓縮影像資料與預設之透明編碼比較， 判斷是否接收到透明編碼攔位T(即透明編碼畫素）。若不 疋接收到透明編碼攔位τ(即透明編碼畫素）僅接收到一般 畫素時，跳至步驟S508;若接收到透明編碼攔位τ(即透 明編碼晝素），跳至步驟S 51 〇。 步驟S508 :輸出該畫素。 ν驟S 5 1 0 ·依據遠透明編碼欄位τ (即透明編碼晝素） 附加之長度欄位L中的總長度資訊m，輸出相應的透明編 12 1296481 碼畫素數目。 步驟S512 :結束。 本發明之影像解壓縮方法係透過上述透明編碼攔位τ 由記憶單元中讀取透明編碼畫素，並透過上述長度攔位l 由3己憶單70中讀取總長度資訊m。舉例說明影像解壓縮方 法，假設一透明編碼攔位τ中包含一透明編碼畫素T5〇、 且附加一長度攔位L，則影像顯示系統會依據長度攔位L 中的總長度資訊m(m等於一個晝素）將透明編碼畫素τ5〇 輸出。又假設另外一透明編碼攔位τ中包含一透明編碼晝 素Τ100、且其附加之長度攔位L中的總長度資訊瓜等於$ 個畫素，則表示包含透明編碼晝素T1〇〇在内，原本尚未 被壓縮的影像資料在此處總共有5個透明編碼晝素連續排 列。其可能出現的排列組合有許多種，例如τ1〇〇_τι〇4或 Τ99:Τ1〇3…等。當然該些排列組合的方式係依據顯示系統 需求來設計。結果，影像顯示系統便以預先設計好的組合 方式將包含Τ100連續排列的5個透明編碼畫素輸出。： 此可知利用本發明之影像解壓縮方法來讀取記憶單元中 的影像資料時’只須讀取一般畫f ρι_ρη、透明編碼搁位 Τ、以及長度攔位L，即可藉由長度攔位L之總長度資訊瓜 來解讀原本透明編碼攔位T所包含的透明編竭晝素的長 度’而不須如習知技術般還須由記憶單元中讀取全部的透 明編碼畫f T!_Tn，因此利用本發明之料方法可減少讀 取記憶單元之資料量、讀取記憶單元之次數，達成快速讀 取麼縮影像資料即時顯示之效果。 13

1296481 有鑑於此，本發明之影像壓縮與解壓縮方法可應用於 各種需要即時顯示的顯示系統中，例如手機顯矛:系統 (Viewfinder system)、或手機照相大頭貼系統（Capture sticker system)、數位像機取像系統（Dighal camera cap加e system)、數位攝影機之攝像系統（Dighal “心〇 capture system)…等。當然，該影像壓縮與解壓縮方法亦可 應用於其他的影像顯示系統中。同時，利用該影像壓缩鱼 解壓縮方法除了上述可減少記憶單元空間的使用量、以^ 加快資料讀取速度達到即時顯示外，還可因為影像顯示系 統減少對記憶單元的存取次數而節省積體電路的耗電 量、減少記憶單元存取時所需頻寬，並達成簡化解壓縮硬 體之功效。 第6圖係顯示本發明之一種影像壓縮裝置之示意圖。 該影像壓縮裝置62係用來壓縮原始影像資料（該原始影像 貝料包合複數個畫素）5並將壓縮後之壓縮影像資料寫入一 。己單元61例如將第3 A圖中的原始影像資料圖E壓縮 成第3B圖中的壓縮影像資料圖E，。該影像壓縮裝置62 包含一躓取單疋621、一透明編碼判斷單元、一計算 單元623、以及一寫入單元624。 .亥靖取單元621由記憶單元61或即時影像擷取系統 (Real time image capture systemx圖未示）中讀取原始影像 貝料。透明編碼判斷單元622接收該原始影像資料並將該 原：影像資：的每-晝素與-預設之透明編碼來比較，判 斷每晝素疋否為透明編碼晝素。之後，當原始影像資料 rs 14 1296481 中之畫素不為透明編 該畫素輸出至寫入單元j 相編碼判斷單元622將 素儲存至記憶單元61 且4寫入早凡624再將該畫 畫素時，透明編碼判斷單資料中含有透明編碼 透明編碼畫素輸出 622將判斷出之單一或複數個 蔣留一加4 寫入早70 624。接著，寫入單元624 元61赤脾明編碼晝素以一透明編碼攔位T儲存至記憶單 另透=稷數個透明編碼畫素中的任一透明編瑪畫素以 m編碼麻τ料至記料元61，制料算單元 早一或複數個透明編竭畫素之總長度資訊_ 二!二 入單元624。最後，寫入單元624 、'長又貝3fl m以-長度棚位[儲存至記憶單元61。 須注意者，本實施财計算單元⑵可為—計數哭、 一累加器、或其他具有計算或記錄功能之裝置。而總長度 貝訊m係附加於上述被儲存至記憶單元61的透明編碼畫 素而儲存至該記憶單元61。且該總長度資訊⑽之格 畫素的個數、畫素的位元數、晝素所佔的區域面積任—或 其組合、且亦可為其他使用者定義的格式。而每一書素之 格式可為腦格式、YUV格式、或其他使用者定 式。 第7圖係顯示本發明之一種影像解壓縮裝置之干立 圖。該影像解壓縮裝置72係用來解壓縮—壓縮影像資料^ 例如將第3B圖中的壓縮影像資料圖E，解壓縮為第3A圖 中的原始影像資料圖E。該壓縮影像資料中包含複數個晝 素、至少一透明編碼欄位T (内含一透明編碼查素）乂及 1296481 至少一用以記錄透明編碼畫素長度之長度攔位l(内含— 總長度資訊m)’並且該長度櫊位[係附加於該透明編碼搁 位τ(即總長度資訊m附加於透明編碼攔位τ中的透明編 碼晝素）。該影像解壓縮裝置包含一讀取單元721、一透明 編碼判斷單元722、以及一輸出單元723。

以0貝取單元72 1由§己憶單元6 j中讀取該壓縮影像資 料。透明編碼判斷單元722係接收該壓縮影像資料，並將 該壓縮影像資料與一預設之透明編碼比較，判斷該壓縮旦; 像資料中的每―資料是否含有透明編碼攔I τ(即透明: 碼晝素)，並將判斷後之壓縮影像資料輸出至輸出單元 亥壓縮影像資料為一般畫素時，輸出“ 723將 出至後續處理翠元”，以進行後續之影像處理； 编：：二縮影像資料中的資料為透明編碼欄位τ(即透明 明編旦^夺’輸出單元723依據該透明編碼麻丁（即透 的透二的長度攔位L之總長度資，“輸出相應 n素數目至後續處理單元73，以進行後續之影 須注意者，該後續處理單& 7 壓縮單元、十甘A #丄 ^力又顯不早兀 或其他種類的影像處理單元。而她+声次1 之袼式可炎4 * 叨、、、心食度貧訊] Τ為里素的個數、畫素的位元數、書 面積任一或其组入、 一素所佔的區為 且每I 亦了 I、他使用者定義的格式。J |素之格式為RGB袼式、γΤΓν故斗、 者定義的格式。 & Υυν格式、或其他使用 以上雖以實施例說明本發 知月但並不因此限定本發明 16 1296481 該行業者可進行各種 之範圍，只要不脫離本發明之要旨 變形或變更。 【圖式簡單說明】 a^b>c 一圖重且後纟、、員不出圖D之示意圖。 圖。第2圖顯示影像顯示系統讀取圖A中全部畫素之示意 第3A圖係顯示一影像資料圖E。 第3B圖係顯示利用本發 ,,^ d之影像壓縮方法脾FI f茂 縮後的壓縮影像資料圖E，。 乃凌將圖E壓 第4圖係顯示本發明一 地 ^種衫像壓縮方法的沪鞀岡。 第5圖係顯示本發明 回 第6Η^-Γ 像解產縮方法的流程圖。 第6圖係顯不本發明之一種影像壓縮裝置之干立5 圖。 本“之-種影像解麼縮裳置之示意 圖式編號 A、B、C、D、e、p，纪此 β E 衫像資料（圖）

Pl-Pn —般晝素 ΤΙ-Τη透明編碼畫素 Τ透明編碼攔位 L 長度攔位 61 記憶單元 621、 721 讀取單元 622、 722透明編碼判斷單元 623 計算單元 17 1296481 624 寫入單元 723 輸出單元 73 後續處理單元

Claims (1)

1296481 十、申請專利範圍： 1. 一種影像壓縮方法，係用來壓縮原始影像資料，該影像壓縮方 法包含下列步驟： 接收該原始影像資料，該原始資料包含複數個畫素； 判斷該原始影像資料是否含有透明編碼畫素；以及 將該些透明編碼畫素中的任一透明編碼晝素儲存，並記錄該些 透明編碼晝素之總長度資訊。 2. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該總長度資 訊係利用一計算單元計算出。 3. 如申請專利範圍第2項所述之影像壓縮方法，其中該計算單元 為一計數器或一累加器。 4. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該透明編碼 晝素係以一透明編碼欄位來儲存至一記憶單元。 5. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該總長度資 訊係以一長度攔位來儲存至一記憶單元。 6. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該總長度資 訊係附加於該被儲存的透明編碼晝素而儲存至一記憶單元。 7. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該總長度資 訊之格式為晝素的個數、晝素的位元數及晝素所佔的區域面積 任一或其組合。 8. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該晝素之格 式為RGB格式。 9. 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中該晝素之格 式為YUV格式。 19 1296481 ίο. —種影像解壓縮方法，係用來解壓縮一壓縮影像資料，該壓縮 影像資料包含複數個晝素、至少一透明編碼晝素、以及至少一 用以記錄該透明編碼畫素長度之總長度資訊，該影像解壓縮方 法包含下列步驟： 言買取該壓縮影像貢料，以及 讀取到透明編碼畫素時，依據該總長度資訊輸出相應的透明編 碼晝素數目。 11. 如申請專利範圍第10項所述之影像解壓縮方法，係透過一透 明編碼欄位由一記憶單元中讀取該透明編碼晝素。 12. 如申請專利範圍第10項所述之影像解壓縮方法，係透過一長 度欄位由一記憶單元中讀取該總長度資訊。 13. 如申請專利範圍第10項所述之影像解壓縮方法，其中該總長 度資訊之格式為晝素的個數、晝素的位元數及晝素所佔的區域 面積任一或其組合。 14. 如申請專利範圍第10項所述之影像解壓縮方法，其中該晝素 之格式為RGB格式。 15. 如申請專利範圍第10項所述之影像解壓縮方法，其中該晝素 之格式為YUV格式。 16. —種影像壓縮裝置，係用來壓縮原始影像資料，且該原始影像 資料包含複數個晝素，該影像壓縮裝置包含： 一讀取單元，係讀取該原始影像資料； 一透明編碼判斷單元，係接收該原始影像資料，並判斷該原始 影像資料是否含有透明編碼畫素；以及 一寫入單元，係將該些透明編碼晝素中的任一透明編碼畫素儲 20 1296481 存，並記錄該些透明編碼畫素之總長度資訊。 17·如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該總長度 資訊係利用一計算單元計算出。 18·如申請專利範圍第17項所述之影像壓縮裝置，其中該計算單 元為一计數器或一累加器。 19.如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該透明編 碼畫素係以一透明編碼攔位來儲存至一記憶單元。 20·如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該總長度 資訊係以一長度攔位來儲存至一記憶單元。 21·如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該總長度 資巩係附加於該被儲存的透明編碼畫素而儲存至一記憶單元。 22.如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該總長度 資訊之格式為可為畫素的個數、畫素的位元數及畫素所佔的區 域面積任一或其組合。 23·如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該畫素之 格式為RGB格式。 24·如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮裝置，其中該晝素之 格式為YUV格式。 25· —種影像解壓縮裝置，係用來解壓縮一壓縮影像資料，該壓縮 影像資料包含複數個晝素、至少一透明編碼畫素、以及至少一 用以吕己錄该透明編碼畫素長度之總長度資訊，該影像解塵縮裝 置包含： 一讀取單元，係讀取該壓縮影像資料，·以及 -輸出單元，係接收縮影像資料，於接收到剌編碼晝素 2 1 1296481 時’依據該總長度資訊輸出相應的 6,如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮罟旦”、目。 β曰衣置’係透纟晶_ 明編碼攔位由一記憶單元中讀取該透明編碼書素。 27·如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮裝置，係透過— 度攔位由一記憶單元中讀取該總長度資訊。 °長 28·如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮裝置，係利用—透 明編碼判斷單元來判斷該壓縮影像資料是否含有透明編碼書 素。 、 29·如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮裝置，其中該辨長 度資訊之格式為可為畫素的個數、畫素的位元數及晝素所佔的 區域面積任一或其組合。 30·如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮裝置，其中該晝素 之格式為RGB格式。 31·如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮裝置，其中該晝素 之格式為YUV格式。

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