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TWI788805B - 影像壓縮方法與電路系統 - Google Patents

影像壓縮方法與電路系統 Download PDF

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TWI788805B
TWI788805B TW110109896A TW110109896A TWI788805B TW I788805 B TWI788805 B TW I788805B TW 110109896 A TW110109896 A TW 110109896A TW 110109896 A TW110109896 A TW 110109896A TW I788805 B TWI788805 B TW I788805B
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李宗軒
陳世澤
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瑞昱半導體股份有限公司
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Abstract

一種影像壓縮方法與電路系統，在方法中，取得一輸入影像的畫素值，每個畫素具有原始值，接著系統決定一個壓縮方案，例如自M位元影像壓縮至N位元影像，並決定採用均勻量化方法或非均勻量化方法，如此可以決定編碼字元區間，且每個編碼字元區間設有一編碼字元間距，其中除均勻量化方法設為固定編碼字元間距的區間外，也可以非均勻量化方法根據影像中畫素的亮度分佈區分為多個設有不同編碼字元間距的區間。接著以亂數產生器產生亂數，以能根據亂數決定各畫素原始值的編碼字元與索引值，形成一索引表，在解碼時查詢編碼簿以得出編碼字元。

Description

影像壓縮方法與電路系統
說明書提出一種影像壓縮方法，特別是基於隨機與非均勻量化的視訊以固定長度編碼的一種影像壓縮方法與電路系統。
隨著取像設備的普及，影像資料的取得更加容易，並且取像設備的影像處理能力隨著硬體升級而愈發強大，使用者很容易取得品質更好的影像，但相對地，影像檔案就會變得很大，再加上採用了特定技術也增加了儲存空間的需求。例如可以利用多張影像合成出一張具有高動態範圍（High Dynamic Range，HDR）的影像，還有可通過視訊中的連續幾幀（frame）來實現三維雜訊抑制（3D Noise Reduction，3DNR）等抗雜訊技術的視訊，可達到比單張處理更理想的效果。然而，獲得品質更好影像的同時，也增加了儲存空間的成本與傳輸、計算處理的負擔，因此如何在保有重要資訊、避免過度失真的前提下，進行資料的壓縮是相當重要的課題。
在應用於影像、視訊資料的壓縮方法當中， JPEG圖檔壓縮是一種廣泛使用的影像壓縮標準方法，其中根據資料內容進行可變長度編碼（variable length coding，VLC），所以通常有不錯的表現，但可變長度的特性會使傳輸所需的最大頻寬變得難以估計、增加系統設計的不確定性，且在某些極端的狀況下反而使資料量增加。
針對JPEG的缺失，習知技術提出一種紋理壓縮（texture compression）的影像壓縮技術，紋理壓縮是一種向量量化（vector quantization）的方法，其巧妙之處在於根據像素值分布的趨勢（比如色彩線模型（color line model）等）進一步縮減碼向量（code vector）組成的編碼簿（codebook）的大小，以達到更好的壓縮效率。但由於色彩線模型等假設必定不可能完全吻合各種像素值分布，因此紋理壓縮屬於一種有損壓縮（lossy compression），而這個副作用會使某些影像處理演算法的效果打折。以3DNR為例，3DNR將多個經壓縮處理後的畫面取平均後，雖然能消除隨機雜訊、但無法修復壓縮所造成的失真（distortion），因此無法有效維持3DNR保留靜態紋理細節的優點，同時也需要克服因為重複壓縮而導致的誤差傳播（error propagation）。
至於習知的無損壓縮（lossless compression），雖然不用擔心失真、但因為和可變長度編碼有著類似的問題，所以也不適用於3DNR等影像或視訊處理的應用情境。
有鑑於習知的影像壓縮方法雖能有效執行壓縮，但多數屬於有損壓縮，或是即便可以達成無損壓縮，但仍有如可變長度編碼會使傳輸所需的最大頻寬變得難以估計、增加系統設計的不確定性的問題，揭露書提出一種影像壓縮方法與電路系統，所提出的影像壓縮方法採用一種基於隨機與非均勻量化的視訊固定長度編碼技術，使得壓縮結果可以減少壓縮程序對於影像或視訊的負面影響。
根據實施例，所提出影像壓縮方法應用於一電路系統中，電路系統如照相機或攝影機中的影像處理電路，影像處理電路中執行所述的影像壓縮方法，方法自接收一影像開始，通過電路取得影像中畫素值，每個畫素具有一原始值。
先決定一壓縮方案，壓縮方案指出將影像自M位元的影像數據編碼成N位元的影像數據，以及採用均勻量化方法或非均勻量化方法，並決定編碼字元區間，每個編碼字元區間設有一編碼字元間距，在方法中，通過亂數產生器產生亂數，再根據亂數決定各畫素原始值的編碼字元與索引值，於完成決定影像中原始值的編碼字元與索引值後，形成一索引表，索引表記載各原始畫素與對應的編碼字元形成的查詢索引，方便查詢編碼簿並重建影像。
優選地，在均勻量化方法中，每個編碼字元區間內採用固定編碼字元間距，使得影像中畫素根據編碼字元區間區分為多個具有相同編碼字元間距的區塊。
在另一實施方案中，可以根據人眼對影像的亮部與暗部有不同的敏感度的特性提出所述非均勻量化方法，能夠根據影像中畫素的亮度分佈區分為多個亮度區塊，多個亮度區塊根據每個亮度區塊的亮度特徵設定個別的編碼字元區間，影像中畫素根據這些編碼字元區間區分為多個具有不同編碼字元間距的區塊。
進一步地，在非均勻量化方法中，在影像中一般亮度的區間設有一般編碼字元間距，在較低亮度區間設定較小間距的編碼字元，以及在較高亮度區間設定較大間距的編碼字元。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者信號，但這些元件或者信號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
揭露書揭示一種影像壓縮方法以及實現此方法的電路系統，特色是採用固定長度編碼技術，但仍保有一定程度的壓縮率，並且達成近乎無損的壓縮方法，或說是在某種條件下，所提出的影像壓縮方法可以達到近乎無損的效果，換句話說，利用所提出影像壓縮方法壓縮影像後，以還原的影像形成連續幀時，可在人眼來看不容易感到損失。
以下針對揭露書所提出影像壓縮方法的特性逐一說明，影像壓縮方法可應用於特定電子裝置中的電路系統中，例如照相機、網路攝影機（webcam）與具有拍攝影像或影像壓縮處理需求的裝置，其中設有影像處理晶片，當拍攝取得照片或影片時，通過影像處理晶片執行揭露書所提出的影像壓縮方法，可以在固定長度編碼的需求下得到無偏差而對人眼來說近乎無損的壓縮效果。
所述電路系統實施例可以參考圖1顯示的電路方塊圖，其中顯示電子裝置10中的主要電路。
電路系統實現一電子裝置10中的影像處理電路101，影像處理電路101例如為一數位信號處理器（digital signal processor，DSP）、微處理器（microprocessor）或特定處理器，影像處理電路101可泛指各種負責影像處理的電路元件的整合電路。電子裝置10設有影像擷取單元103，影像擷取單元103如一感光元件，可以CCD或CMOS實現，可自鏡頭109感應到外部光線，並形成影像數據。電子裝置10設有儲存單元105，如快閃記憶體形成的儲存裝置，用以儲存經影像擷取單元103處理（如還原、壓縮）後的影像數據。電子裝置10設有對外連線的輸出介面單元107，可以有線方式連接一主機以傳輸影像數據，或以無線方式將影像數據傳送到外部裝置。
影像擷取單元103自鏡頭109接收光線而感應形成影像數據，每個畫素的影像數據經影像處理電路101取得後，執行壓縮，特別是執行本揭露書所提出的影像壓縮方法，以電路中的韌體或軟體方式實現，將壓縮編碼後的影像數據儲存至儲存單元105中。若電子裝置10具有顯示功能，影像處理電路101還負責解壓縮與還原影像，通過顯示單元111顯示出來。
執行於所述影像處理電路的影像壓縮方法可參考圖2所示的實施例流程圖。
執行影像壓縮方法之前，先確認壓縮方案（步驟S201），例如輸入影像的編碼目標（壓縮率），如將M位元的影像數據編碼成N位元的影像數據，並確認採用均勻量化（uniform quantization）或能考量影像中暗部與亮部的非均勻量化（non-uniform quantization）方法，以決定編碼字元（codeword）區間等參數，每個編碼字元區間設有一編碼字元間距，因此影像中畫素根據編碼字元區間區分為多個具有相同編碼字元間距的區塊。
接著，電路系統接收影像，並取得畫素值（即原始值
Figure 02_image001
），先暫存至儲存單元，畫素值可為灰階值，或是在紅-綠-藍（RGB）色彩空間中的紅色通道值、綠色通道值與藍色通道值，且可為連續幀影像，利用電路中的暫存器暫存影像，以能執行如三維雜訊抑制（3DNR）等抗雜訊技術（步驟S203）。如此，即可根據壓縮方案（如將M位元的影像數據編碼成N位元）產生編碼字元，其中，不同於習知得出代表原始值編碼後的數值的編碼字元的方式（如利用四捨五入），揭露書所提出影像壓縮方法採用了一隨機選取編碼字元的方式，其中提出一亂數產生器，根據壓縮方案產生亂數。
在此流程中，先確立編碼簿（codebook）中形成編碼字元的方程式（步驟S205），以均勻量化方法執行壓縮編碼時，在每個編碼字元區間中採用固定編碼字元間距。以將M位元的數值編碼成N位元為例，可根據所得出的亂數決定各畫素原始值要對應到的M位元編碼字元（如方程式一的c i）及其N位元的索引值（方程式一的i）。其中，編碼簿（C）如方程式一所描述，編碼字元（c）滿足方程式二描述的關係式，其中數值n為壓縮為N位元影像數據的編碼字元總數，數值i為N位元影像數據中各編碼字元的索引值，數值i範圍為0至n-1。
Figure 02_image003
、
Figure 02_image005
（方程式一）
Figure 02_image007
（方程式二）
接著，針對原始值
Figure 02_image009
，執行一編碼字元的選擇程序（步驟S207），如以下流程，其中
Figure 02_image011
為最小的編碼字元，因此小於此的原始值皆直接編碼為
Figure 02_image013
為最大的編碼字元，因此大於此的原始值皆直接編碼為
Figure 02_image015
。
判斷式(1)：如果
Figure 02_image017
直接編碼成
Figure 02_image019
。
判斷式(2)：如果
Figure 02_image021
直接編碼成
Figure 02_image023
判斷式(3)：如果存在
Figure 02_image025
，即滿足
Figure 02_image027
（數值
Figure 02_image029
為當下要處理的影像數據的索引值）。
這時要決定原始值
Figure 02_image001
的編碼字元，即通過亂數產生器產生的亂數決定原始值
Figure 02_image001
的編碼字元與索引值（步驟S209），其中判斷的依據如下：
判斷式(4)：以
Figure 02_image031
的機率選取
Figure 02_image033
判斷式(5)：以
Figure 02_image035
的機率選取
Figure 02_image037
其中，所述方法通過亂數產生器產生一個亂數
Figure 02_image039
滿足
Figure 02_image041
的關係，針對原始值
Figure 02_image001
選取編碼字元
Figure 02_image043
或
Figure 02_image045
的判斷式如下。
判斷式(6)：如果亂數滿足
Figure 02_image047
，選取
Figure 02_image033
判斷式(7)：如果亂數滿足
Figure 02_image049
，選取
Figure 02_image051
。
當完成決定影像中原始值的編碼字元（即’c’）與索引值（如上述上述判斷式中的’k+1’, ‘k’）後，形成一索引表，索引表用於在解碼時根據索引值查詢編碼簿以得出編碼字元（步驟S211），其中記載各原始畫素與對應的編碼字元形成的查詢索引，方便查詢編碼簿並重建影像。
舉例來說，以8位元（8-bits）影像資料降成（壓縮）6位元（6-bits）資料為例，若為RGB（紅、綠、藍）色彩模式，在原始8位元的影像中，彩色影像的每個像素值的R值、G值或B值範圍是從0到255，也就是一個8位元像素可以表達出256階的明暗度。
將8位元影像資料降成（壓縮）6位元影像資料相當於是以4為底的取樣過程，編碼字元決定的過程如：0*4、1*4、…63*4的取樣過程。在其他範例中，若從8位元影像編碼為5位元影像時，就相當以8為底的取樣過程。這時，設8位元影像（如視訊的一幀）原始值為x，根據所要編碼的目標（即6位元影像資料），原始值x滿足的關係式為方程式三，其中c或c+1即決定原始值x所選取的編碼字元，數值4可以根據壓縮方案而變動，例如自8位元影像資料要壓縮至5位元影像資料，此數值即變更為8（即2 3）。
Figure 02_image053
（方程式三）
這時，揭露書提出的影像壓縮方法採用亂數產生器產生亂數，此例即均勻且隨機地產生0到3的值，決定原始值對應的編碼字元為c或c+1，以此壓縮至6位元影像的範例，c為0到63的數值。
接著根據方程式四與方程式五的機率去隨機選取原始值x的編碼字元。
以
Figure 02_image055
的機率選取
Figure 02_image057
（方程式四）
以
Figure 02_image059
的機率選取
Figure 02_image061
（方程式五）
參考以上範例，同樣以8位元（8-bits）影像資料降成（壓縮）6位元（6-bits）資料為例，其中若
Figure 02_image063
、
Figure 02_image065
，編碼字元可以
Figure 02_image067
表示，數值
Figure 02_image069
為索引值，符合關係式為：
Figure 02_image071
。以原始值
Figure 02_image073
為例，決定其編碼字元的關係式如：
Figure 02_image075
。要決定原始值
Figure 02_image009
的編碼字元為
Figure 02_image077
或
Figure 02_image079
。其中通過均勻亂數產生器產生一個亂數值，關係式為：
Figure 02_image081
。當得出亂數值
Figure 02_image083
，即表示
Figure 02_image085
，此時
Figure 02_image087
，因此選取
Figure 02_image079
。
基於以上影像壓縮方法流程，為採用均勻量化（uniform quantization）來決定編碼字元的方式，但進一步地，若考量人眼對影像中暗的部份比較敏感，對亮的部份敏感度相對低的情況，還可採用非均勻量化（non-uniform quantization）的方法根據影像亮暗分佈決定選擇編碼字元的區間大小。根據影像壓縮方法的實施例中，在執行壓縮時，可以將影像中像素值（原始值為x）分為幾個區間，每個區間有不同的編碼字元間距，可以針對人眼對影像中亮部（原始像素值較高的部份）與暗部（原始像素值較低的部份）的感知差異進行非均勻量化處理。
所述非均勻量化方法主要是根據影像中畫素的亮度分佈區分為多個（兩個或以上）亮度區塊，兩個或以上的亮度區塊根據每個亮度區塊的亮度特徵設定個別的編碼字元區間，如此，使得影像中畫素根據兩個或以上的編碼字元區間區分為多個具有不同編碼字元間距的區塊。
以非均勻量化方法決定編碼字元的影像壓縮方法實施例可參考圖3所示的流程，並可同時參考圖4顯示一個畫面中具有不同亮度區域的示意圖。
圖4顯示一個影像40（如連續影像的其中之一）中根據各區畫素值區分出幾個亮度區間，示意顯示根據幾個亮度區間區分為較高亮度區塊401、較低亮度區塊403以及一般亮度區塊405。
在方法流程中，開始同樣先確認壓縮方案，例如從8位元影像壓縮至6位元或其他格式的影像（步驟S301），並接著取得輸入影像（步驟S303），通過影像處理電路得出影像中畫素值，並從畫素值取得影像的亮暗分佈（步驟S305），如圖4示意顯示的幾個不同亮度區塊的分佈圖。接著，根據非均勻量化方法決定壓縮影像後的編碼字元，在此之前，可以執行一些初步處理（步驟S307）。
在初步處理中，因為影像中亮暗分佈不平均，即採用隨機量化的方式，即非均勻量化方法，可根據影像資訊決定所要區分的幾個編碼字元區間，每個區間可以根據其中亮度特徵設定不同的編碼字元的間距，例如，若一般亮度的區間（如針對圖4的一般亮度區塊405）設有一般編碼字元間距，針對影像的較暗的區間（如針對圖4的較低亮度區塊403）所設定其編碼字元則為較小的間距，針對影像中較亮的區間（如針對圖4的較高亮度區塊401）設定較大間距的編碼字元，如此可依照亮暗區分多個不同編碼字元間距的區間。以上判斷一般、較亮或較暗的區間以及對應的編碼字元間距都可根據實際需求設定，並沒有絕對的設定規則，其中在區塊中設有較小間距的編碼字元（如暗部區塊）可以對影像中人眼比較敏感的部份提供較小的壓縮率（品質較好），反之，對人眼比較不敏感的部份可以較大間距的編碼字元取得較好的壓縮率（品質相對較差）。
之後，根據以上初步處理的設定，逐一針對每個畫素或是每個區域（如區域內畫素亮度平均值）的亮暗分佈切分出多個不同編碼字元間距的區間。在另一實施例中，還可以將影像中畫素依照亮度值重新排序，區分各畫素所屬區間，以利運算。
經此初步處理後，可以依照設定的內容確立編碼簿中形成編碼字元的方程式（步驟S309），即如上述實施例所述的方程式一與方程式二，並配合判斷式(1)至(7)，同理，其中針對各個編碼字元區間，根據亂數決定各畫素原始值的編碼字元的步驟，其中c為編碼字元，數值n為各編碼字元區間中的編碼字元總數，
Figure 02_image019
為最小編碼字元，小於此最小編碼字元的原始值皆直接編碼為
Figure 02_image089
為最大編碼字元，大於此最大編碼字元的原始值直接編碼為
Figure 02_image091
，數值
Figure 02_image093
為當下要處理的影像數據的索引值，
Figure 02_image009
同樣為原始值。如此，即開始依照每個畫素原始值執行編碼字元的選擇程序（步驟S311），其中包括產生亂數決定原始值x的編碼字元與索引值（步驟S313），最後針對影像形成索引表，用於解碼時可根據索引值查詢編碼簿以得出編碼字元（步驟S315）。
根據以上條件選取編碼字元後，可以發現隨機（非均勻）量化結果經多張壓縮後，變異（variance）變小、平均仍等於x，相當於量化誤差（quantization error）的期望值為0，因此以達到近乎無損（nearly lossless）的效果。
以8位元（8-bits）影像壓縮為6位元（6-bits）影像為例，8位元影像中每個像素值在0至255之間，6位元影像的每個項素值在0至63之間，例如：原始像素值x在0~63區間時使用編碼字元間距為2（亂數使用0至1），此區間如圖4示意表示的較低亮度區塊403；原始像素值x在64~127區間時使用編碼字元間距為4（亂數使用0至3），此區間如圖4示意表示的一般亮度區塊405；原始像素值x在128~255區間時使用編碼字元間距為8（亂數使用0至7），此區間如圖4示意表示的較高亮度區塊401。
當原始像素值x落於0至63區間時，可表示為：
Figure 02_image095
，採用以下方程式六、七的機率選取編碼字元。
以
Figure 02_image097
的機率選取
Figure 02_image099
（方程式六）
以
Figure 02_image101
的機率選取
Figure 02_image103
（方程式七）
當原始像素值x落於64至127區間時，可表示為：
Figure 02_image053
，採用以下方程式八、九的機率選取編碼字元。
以
Figure 02_image105
的機率選取
Figure 02_image057
（方程式八）
以
Figure 02_image107
的機率選取
Figure 02_image061
（方程式九）
當原始像素值x落於128至255區間時，可表示為：
Figure 02_image109
，採用以下方程式十、十一的機率選取編碼字元。
以
Figure 02_image111
的機率選取
Figure 02_image113
（方程式十）
以
Figure 02_image115
的機率選取
Figure 02_image117
（方程式十一）
最後產生每個亮度區間中的編碼字元與索引值，形成一個索引表。
綜上所述，根據以上提出的影像壓縮方法的實施例，所實現基於隨機與非均勻量化的影像或影片固定長度編碼技術，其最大的好處是讓電路系統可以確定傳輸使用的頻寬，讓電路系統的設計可以有明確的依據，方便電路設計，例如可針對不同的產品的需求設計影像處理電路時，可以明確地針對需求提出設計。更者，方法所達成的壓縮效果是無偏差而減少壓縮程序對影像的負面影響，還考慮了人眼對於影像亮暗的感受而採用非均勻量化的壓縮方法，降低失真的問題，隨著連續影像數量的增加，可以得到以人眼來看近乎無損的效果，可適用現今影像尺寸愈來愈大、品質要求愈來愈高以及高速處理的需求，若其中需要實現三維雜訊抑制（3DNR）等抗雜訊技術時，需要產生大量的影像，在降低儲存暫存器空間的需求下，所述方法可以在近乎無損的效果下提供好的壓縮率。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
10:電子裝置 101:影像處理電路 103:影像擷取單元 105:儲存單元 107:輸出介面單元 109:鏡頭 111:顯示單元 40:影像 401:較高亮度區塊 403:較低亮度區塊 405:一般亮度區塊 S201～S211步驟:均勻量化方法的影像壓縮流程 S301～S315步驟:非均勻量化方法的影像壓縮流程
圖1顯示電路系統的電路方塊實施例圖；
圖2顯示以均勻量化方法實現影像壓縮方法的實施例流程圖；
圖3顯示以非均勻量化方法決定編碼字元的影像壓縮方法實施例流程圖；以及
圖4顯示一個畫面中多個不同亮度區域的示意圖。
S201:確認壓縮方案
S203:取得輸入影像
S205:確立編碼簿中形成編碼字元的方程式
S207:執行編碼字元的選擇程序
S209:產生亂數決定原始值x的編碼字元與索引值
S211:針對影像形成索引表

Claims (10)

  1. 一種影像壓縮方法，包括： 取得一影像中畫素值，每個畫素具有一原始值； 根據一壓縮方案決定一編碼字元區間，每個編碼字元區間設有一編碼字元間距； 以一亂數產生器產生一亂數，其中根據該編碼字元區間決定產生該亂數的範圍； 根據該亂數決定各畫素原始值的編碼字元與索引值；以及 於完成決定該影像中畫素原始值的編碼字元與索引值後，形成一索引表，其中該索引表記載各原始畫素與對應的編碼字元形成的查詢索引，方便查詢一編碼簿並重建影像。
  2. 如請求項1所述的影像壓縮方法，其中該壓縮方案指出將該影像自M位元的影像數據編碼成N位元的影像數據，以及採用一均勻量化方法或一非均勻量化方法。
  3. 如請求項2所述的影像壓縮方法，其中該均勻量化方法於每個編碼字元區間內採用固定編碼字元間距，該影像中畫素根據該編碼字元區間區分為多個具有相同編碼字元間距的區塊。
  4. 如請求項3所述的影像壓縮方法，其中該編碼簿（C）以
    Figure 03_image003
    、
    Figure 03_image119
    描述，其中c為編碼字元，滿足
    Figure 03_image121
    關係式，數值n為壓縮為N位元影像數據的編碼字元總數，數值i為N位元影像數據中各編碼字元的索引值，數值i範圍為0至n-1，
    Figure 03_image019
    為最小編碼字元，小於該最小編碼字元的原始值皆直接編碼為
    Figure 03_image123
    為最大編碼字元，大於該最大編碼字元的原始值直接編碼為
    Figure 03_image091
    。
  5. 如請求項4所述的影像壓縮方法，其中根據該亂數決定各畫素原始值的編碼字元的步驟包括以下判斷式，其中數值
    Figure 03_image029
    為當下要處理的影像數據的索引值，
    Figure 03_image001
    為該原始值： 如果
    Figure 03_image125
    直接編碼成
    Figure 03_image019
    ； 如果
    Figure 03_image127
    直接編碼成
    Figure 03_image091
    ； 如果存在
    Figure 03_image025
    ，即滿足
    Figure 03_image027
    ，並通過該亂數產生器產生的亂數
    Figure 03_image129
    決定原始值
    Figure 03_image001
    的編碼字元，其中： 以
    Figure 03_image131
    的機率選取
    Figure 03_image133
    ； 以
    Figure 03_image135
    的機率選取
    Figure 03_image051
    ； 其中，所述方法通過亂數產生器產生亂數
    Figure 03_image137
    滿足
    Figure 03_image139
    的關係，針對該原始值
    Figure 03_image001
    選取編碼字元
    Figure 03_image043
    或
    Figure 03_image045
    的判斷式如下： 如果亂數值
    Figure 03_image141
    ，選取
    Figure 03_image133
    ； 如果亂數值
    Figure 03_image143
    ，選取
    Figure 03_image051
    。
  6. 如請求項2所述的影像壓縮方法，其中該非均勻量化方法根據該影像中畫素的亮度分佈區分為多個亮度區塊，該多個亮度區塊根據每個亮度區塊的亮度特徵設定個別的編碼字元區間，該影像中畫素根據該多個編碼字元區間區分為多個具有不同編碼字元間距的區塊。
  7. 如請求項6所述的影像壓縮方法，其中，於該非均勻量化方法中，在該影像中一般亮度的區間設有一般編碼字元間距，在較低亮度區間設定較小間距的編碼字元，以及在較高亮度區間設定較大間距的編碼字元。
  8. 如請求項7所述的影像壓縮方法，其中針對各個編碼字元區間，根據該亂數決定各畫素原始值的編碼字元的步驟包括以下判斷式，其中c為編碼字元，數值n為該編碼字元區間中的編碼字元總數，
    Figure 03_image019
    為最小編碼字元，小於該最小編碼字元的原始值皆直接編碼為
    Figure 03_image123
    為最大編碼字元，大於該最大編碼字元的原始值直接編碼為
    Figure 03_image091
    ，數值
    Figure 03_image029
    為當下要處理的影像數據的索引值，
    Figure 03_image001
    為該原始值： 如果
    Figure 03_image125
    直接編碼成
    Figure 03_image019
    ； 如果
    Figure 03_image127
    直接編碼成
    Figure 03_image091
    ； 如果存在
    Figure 03_image025
    ，即滿足
    Figure 03_image027
    ，並通過該亂數產生器產生的亂數
    Figure 03_image129
    決定原始值
    Figure 03_image001
    的編碼字元，其中： 以
    Figure 03_image131
    的機率選取
    Figure 03_image133
    ； 以
    Figure 03_image135
    的機率選取
    Figure 03_image051
    ； 其中，所述方法通過亂數產生器產生亂數
    Figure 03_image137
    滿足
    Figure 03_image139
    的關係，針對該原始值
    Figure 03_image001
    選取編碼字元
    Figure 03_image043
    或
    Figure 03_image045
    的判斷式如下： 如果亂數值
    Figure 03_image141
    ，選取
    Figure 03_image133
    ； 如果亂數值
    Figure 03_image143
    ，選取
    Figure 03_image051
    。
  9. 如請求項1至8項中任一項所述的影像壓縮方法，其中該畫素值為灰階值，或紅-綠-藍色彩空間中的紅色通道值、綠色通道值與藍色通道值。
  10. 一種電路系統，包括： 一影像處理電路，設於一電子裝置中，其中執行一影像壓縮方法，包括： 接收一影像，取得該影像中畫素值，並暫存於一儲存單元中，每個畫素具有一原始值； 根據一壓縮方案決定一編碼字元區間，每個編碼字元區間設有一編碼字元間距； 以一亂數產生器產生一亂數，其中根據該編碼字元區間決定產生該亂數的範圍； 根據該亂數決定各畫素原始值的編碼字元與索引值；以及 於完成決定該影像中畫素原始值的編碼字元與索引值後，形成一索引表，其中該索引表記載各原始畫素與對應的編碼字元形成的查詢索引，方便查詢一編碼簿並重建影像。
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