CN101227610A - 有效压缩和/或恢复二元图像的方法、介质和系统 - Google Patents

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Abstract

一种有效压缩和/或恢复二元图像的方法、介质和系统。通过使用代表像素值的代表值和该代表值所代表的像素值的图案来压缩构成输入图像中2×2块的像素值，可以有效地压缩和/或恢复像素值之间相似性很小的二元图像。此外，通过从2×2块的压缩数据中提取压缩值和构成图像中2×2块的像素值的图案，并使用压缩值和图案来恢复像素值，可以有效地恢复二元图像。

Description

有效压缩和/或恢复二元图像的方法、介质和系统
技术领域
本发明的一个或多个实施例涉及一种压缩图像的方法、介质和系统，更具体地讲，涉及一种有效压缩和/或恢复二元图像的方法、介质和系统。
背景技术
现有的图像压缩技术(如H.264、JPEG-LS和JPEG标准)利用去除构建图像的像素值之间的相似性的基本原理。该基本原理可应用于多种图像，但是不能应用于像素之间很少存在相似性的自然图像或合成图像的某些部分，如测试图案。具体地讲，像素值之间存在最小相似性的代表图像是每个像素仅具有两个值的二元图像。
图1示出二元图像中的不同的两个样本。
参照图1，图1的图像11具有两个可用的值，而图1的图像12还示出了具有两个组的二元像素值的二元区域，每个组具有略微不同的值。如果将现有的图像压缩方法应用于每个二元区域，那么由于不能利用像素值之间的这种相似性，所以压缩效率和所生成的恢复图像的画面质量显著降低。
发明内容
本发明的一个或多个实施例包括一种有效压缩和/或恢复二元图像的方法、介质和系统。
本发明的一个或多个实施例还包括一种有效压缩和/或恢复除了二元图像之外的各种图像的方法、介质和系统。
另外的方面和/或优点将部分地在下面的描述中被阐述，部分地从该描述变得清楚，或者可通过实施本发明而得知。
为了实现上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种图像压缩方法，该方法包括：识别代表构成图像中具有预定大小的块的像素值的代表值；识别所述代表值所代表的像素值的图案；使用所述代表值和所述图案来压缩像素值。
为了实现上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种图像压缩方法，该方法包括：根据多种预定图像压缩技术来压缩构成图像中具有预定大小的块的像素值；使用像素值的代表值和该代表值所代表的像素值的图案来压缩像素值；基于所述多种预定图像压缩技术与使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的压缩结果的比较，从对应于所述多种预定图像压缩技术和使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的多种模式中选择一种模式；产生包括表示选择的模式的模式数据和对应于选择的模式的压缩数据的比特流包，所述选择的模式表示所述多种预定图像压缩技术和使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的压缩结果之一。
为了实现上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种图像恢复方法，该方法包括：提取构成图像中预定大小的块的像素值的压缩值，所述像素值嵌入所述块的压缩数据中；提取压缩数据中嵌入的像素值的图案；使用所述压缩值和所述图案来恢复像素值。
为了实现上述和/或其他方面和优点，本发明实施例包括一种图像恢复方法，该方法包括：从比特流包中提取图像中预定大小的块的压缩数据和模式数据；根据模式数据识别指示多种图像压缩技术中的用于压缩已压缩数据的对应于压缩数据的图像压缩技术的模式；使用构成块的像素值的压缩值和从压缩数据中提取的像素值的图案，根据所识别的模式来选择性地恢复构成对应于压缩数据的块的像素值。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1示出二元图像的两个样本；
图2示出根据本发明实施例的液晶显示器动态电容补偿(LCD DCC)系统；
图3示出根据本发明实施例的如图2所示的图像压缩系统；
图4示出根据本发明实施例的如图3所示的第二压缩单元；
图5和图6示出应用本发明实施例的二元区域的示例；
图7示出根据本发明实施例的如图3所示的比特打包单元产生的比特流包的示例；
图8示出根据本发明实施例的如图2所示的图像恢复系统；
图9示出根据本发明实施例的如图8所示的第二恢复单元；
图10示出根据本发明实施例的根据二元脉冲编码调制(PCM)方法对8比特像素值执行截去和添加操作的过程；
图11示出根据本发明实施例的图像压缩方法；
图12示出根据本发明实施例的如对应于图11中的操作113的图像压缩方法；
图13示出根据本发明实施例的图像恢复方法；
图14示出根据本发明实施例的如对应于图13中的操作134的图像恢复方法。
具体实施方式
现在将详细描述实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的部件。这里，本发明实施例可以按照多种不同的形式来实施，不应该解释为限于这里阐述的实施例。因此，以下仅参照附图描述实施例以解释本发明各方面。
图2示出根据本发明实施例的液晶显示器动态电容补偿(LCD DCC)系统。
参照图2，LCD DCC系统可包括(例如)图像压缩系统21、存储器22、图像恢复系统23和查询表(LUT)模块24。LCD DCC系统可选择性地将高于驱动薄膜晶体管(TFT)-LCD面板的像素通常所需的电压的电压施加到所述像素，以改善TFT-LCD面板的响应时间。
因此，图像压缩系统21可选择性地使用多种图像压缩方法(如差分脉冲编码调制(DPCM)方法、脉冲编码调制(PCM)方法、变换方法、二元DPCM方法或二元PCM方法)之一来压缩图2所示的输入图像(“当前图像”)，从而随后在改善LCD DCC响应时间时使用。
存储器22还可用于存储数据压缩系统21所压缩的数据。因此，当接收到输入图像时，对应于先前图像的压缩数据已经存储在存储器22中。
图像恢复系统23可选择性地使用多种图像压缩方法(如DPCM方法、PCM方法、变换方法、二元DPCM方法或二元PCM方法)之一来恢复存储在存储器22中的先前图像。
随后，LUT模块24可参照其中所存储的查询表来预测实现TFT-LCD面板的目标响应时间所需的电压值。更详细地讲，LUT模块24可从查询表获得与当前输入图像的像素的亮度值和数据恢复系统23所恢复的先前图像的相应像素的亮度值之间的差对应的电压值信息，并使用该电压值信息和TFT-LCD面板的目标响应时间来预测实现TFT-LCD面板的目标响应时间所需的电压值。
如上所述，为了预测期望实现TFT-LCD面板的目标响应时间的电压值，先前图像或像素信息必须被存储在存储器22中。然而，存储器22还具有固定的容量。因此，根据本发明的一个或多个实施例，图像压缩系统21和图像恢复系统23可精确地获得LCD DCC系统/装置所需的基于画面的恒定比特率(CBR)，同时提高边缘区域的压缩效率和恢复图像的画面质量。
此外，图像压缩系统21和图像恢复系统23可广泛用作需要低复杂性和主观无损画面质量的多种图像压缩领域的一部分，而且还可应用于图2所示的LCD DCC装置。例如，图像压缩系统21和图像恢复系统23可作为用于显示器驱动器IC(DDI)的图像压缩、用于视频编码器/解码器系统的参考画面压缩的系统等应用。
图3示出根据本发明实施例的如图2所示的图像压缩系统21。
参照图3，图像压缩系统21可包括(例如)分解器(splitter)31、第一压缩单元32、第二压缩单元33、模式选择单元34、恢复单元35和比特打包(bit packing)单元36。图像压缩系统21还可包括更少的部件，或者除了上述部件之外，还可包括另外的部件，如用于执行熵编码以进一步提高图像压缩率的单元。
分解器3 1可接收示出为“当前图像”的输入图像，将输入图像划分为多个2×2块，并将每个2×2块输出到第一压缩单元32和第二压缩单元33，其中，每个2×2块由四个像素构成。这里，可以用不同的术语(如输入画面、输入帧等)称呼输入图像。
在一个实施例中，对于输入图像的每种颜色分量而言，示例性的2×2块具有四个像素值。由于对应于一种颜色分量的像素值可以是8比特(例如，这样的2×2块中所包括的像素的数量可以是4，图像的颜色分量可以是R分量、G分量和B分量)，所以2×2块可以用96比特(＝8×4×3)来表示。具体地讲，下面在描述一个实施例时，将输出到第一压缩单元32和第二压缩单元33的每个2×2块称为“输入块”，注意，可等同地应用其他替换方式。
第一压缩单元32可选择性地根据(例如)DPCM方法、PCM方法和变换方法来压缩构成(例如由分解器31划分的)输入块的四个像素值。更详细地讲，第一压缩单元32可将构成输入块的四个像素值和构成对应于输入块的参考块的四个像素值向右移动与DPCM压缩方法的多种可能(potential)模式中的一种相应模式对应的比特数，并预测所移动的输入块的四个像素值和所移动的参考块的像素值之间的差，从而压缩构成输入块的四个像素值。这里，不同的模式表示可用于移动输入块和参考块的不同的可用移动技术，而且存在多种DPCM模式。此外，第一压缩单元32可仅截去(truncate)构成输入块的四个像素值的一部分，从而根据PCM方法压缩构成输入块的四个像素值。此外，第一压缩单元32可根据变换方法使用DCT变换等压缩构成输入块的四个像素值。这里，通常，所提及的参考块可以是所存储的对应于输入块的先前块，例如，对于同一或类似像素位置照明而言在时间上在前的块。然而，所述参考块还可以是与输入块相邻的不同的块。
第2006-0056071号和第2006-0068896号韩国专利申请中更详细地描述了DPCM和PCM方法，现有的联合图像专家组(JPEG)标准中更详细地描述了变换方法。这里，为了便于解释，术语“PCM方法”表示一种与上述DPCM方法相反或不同的的技术构思，注意，该PCM方法还可以与将模拟信号转换为数字信号的一般PCM方法不同。具体地讲，该PCM方法可用不同的术语(如截去压缩方法等)来称呼。然而，如本发明的一个或多个实施例中所阐述的，在本公开中首先描述了另外的下述二元DPCM方法和二元PCM方法，而且这两者还不同。
第二压缩单元33选择性地根据二元DPCM方法和二元PCM方法来预测构成(例如，由分解器31划分的)输入块的四个像素的值。图4示出根据本发明实施例的如图3所示的第二压缩单元33。参照图4，第二压缩单元33可包括(例如)代表值确定单元41、图案确定单元42和二元DPCM/PCM压缩单元43。
代表值确定单元41对输入图像的每种颜色分量识别代表构成输入块的四个像素值的与所述四个像素值中的任何一个潜在地不同的两个代表值A和B。例如，代表值确定单元41可识别代表构成输入块的四个像素的红色(R)分量值的两个代表值A和B。类似地，代表值确定单元41可按照相同的方式对输入图像的绿色(G)分量值和蓝色(B)分量值中的每个识别两个代表值A和B。例如，在一个实施例中，代表值确定单元41可按照大小顺序排列构成(例如，由分解器31划分的)2×2块的四个像素的R分量值，并从按照大小顺序排列的R分量值中识别与相邻值具有本质或较大差异的R分量值来作为边界值。代表值确定单元41随后可基于这些边界值识别两个代表值A和B。
图5和图6示出可应用本发明实施例的二元区域的示例。
参照图5，2×2块51包括一个像素值“0”和三个像素值“100”。在该示例中，代表值确定单元41可按照“0”、“100”、“100”和“100”的顺序排列像素值，并识别出边界像素值“0”和“100”代表与相邻值的最大差异。作为示例，代表值确定单元41还可基于边界值“0”和“100”将左像素值“0”设置为上述代表值A，将右像素值“100”设置为上述代表值“B”。
这里，2×2块51被示出仅包括两种类型的值。然而，所有二元区域可不限于仅两种类型的值，一些二元区域具有两组相似的像素值类型，每组具有稍微不同的值。作为示例，图5的2×2块52包括四个像素值“100”、“102”、“0”和“2”。在这种情况下，代表值确定单元41可识别四个像素值“100”、“102”、“0”和“2”中的边界像素值，并基于边界像素值将四个像素值“100”、“102”、“0”和“2”分为两组。即，代表值确定单元41可将属于两个组中的第一组的像素值的均值设置为值A，将属于两个组中的第二组的像素值的均值设置为值B。
即，代表值确定单元41可按照“0”、“2”、“100”和“102”的顺序排列四个像素值，并识别与相邻像素值具有最大差异的边界像素值“2”和“100”。然后，代表值确定单元41可基于识别的边界像素值“2”和“100”将四个像素值分为组“0”和“2”以及组“100”和“102”，并将“0”和“2”的均值“1”设置为代表值A，将“100”和“102”的均值“101”设置为代表值B。可以按照这种方式来设置代表值A和B。然而，简要地说，原始像素值的排列(100，102，0，2)可以不同于两个代表值A和B的排列。因此，为了将代表值的排列与原始像素值的排列匹配，代表值确定单元41可将从2×2块52中首先出现的像素值“100”获得的值“101”设置为代表值A，并将值“1”设置为代表值B。
图案确定单元42还可对输入图像的每种颜色分量识别(例如代表值确定单元41所确定的)两个代表值A和B所代表的四个像素值的图案。例如，图案确定单元42可识别两个代表值A和B所代表的四个像素的R分量值的图案。类似地，图案确定单元42可按照相同的方式对输入图像的G和B分量值识别四个像素值的图案。
更详细地讲，图案确定单元42对输入图像的每种颜色分量通过(例如代表值确定单元41所确定的)两个代表值A和B来表示构成输入块的四个像素值，并按照光栅扫描顺序排列两个代表值A和B所代表的四个像素值。此外，图案确定单元42可对输入图像的每种颜色分量将所排列的值中的第一个值以及与该第一个值相同的值设置为图案值“1”，并将与所述第一个值不同的其余的值设置为图案值“0”，从而识别并表示(signal)两个值A和B所代表的四个像素值的图案。
因此，在图5的2×2块51的情况下，图案确定单元42可按照“0”、“100”、“100”和“100”的顺序排列代表值A和B所代表的四个像素值，将所排列的值中的第一个值“0”以及与第一个值“0”相同的值(在这种情况下不存在相同的值)设置为“1”，并将与第一个值“0”不同的其余值“100 ”设置为“0”，从而识别四个像素值的图案(1，0，0，0)。在图5的2×2块52的情况下，图案确定单元42可按照“1”、“1”、“101”和“101”的顺序排列代表值A和B所代表的四个像素，将所排列的值中的第一个值“1”以及与第一个值“1”相同的值设置为“1”，并将与值“1”不同的其余值“101”设置为“0”，从而识别四个代表像素值的图案(1，1，0，0)。
如上所述，对输入图像的每种颜色分量，可以通过两个代表值A和B以及用于四个这种代表像素值的图案来表示对应于二元区域的2×2块。通常，由于各种颜色分量的图像相似性，输入图像的各种颜色分量的图案彼此相同。如果输入图像的各种颜色分量的图案不是彼此相同，那么输入图像的各种颜色分量的所有图案可以被发送给图2所示的图像恢复系统23，或者输入图像的各种颜色分量的图案中的代表图案可被发送给图像恢复系统23。在输入图像的各种颜色分量的图案中的代表图案被发送给图像恢复系统23的情况下，图案确定单元42可识别输入图像的各种颜色分量的图案中两个代表值A与B之差最大的颜色分量的图案为代表图案。
因而，二元DPCM/PCM压缩单元43可根据二元DPCM方法和二元PCM方法使用两个代表值A和B以及四个代表像素值的图案来选择性地压缩四个代表像素值。
更详细地讲，二元DPCM/PCM压缩单元43可根据二元DPCM方法对输入图像的每种颜色分量将(例如代表值确定单元41所识别的)两个代表值A和B与代表构成对应于输入块的参考块的四个像素值的两个值A’和B’相减。然后，如果可通过恒定长度的比特来表示各减法操作的结果Dleta_A和Dleta_B，那么二元DPCM/PCM压缩单元43可将Delta_A和Delta_B结果以及图案确定单元42确定的图案作为所生成的输入块的压缩数据输出到模式选择单元34，从而压缩四个像素值。
例如，二元DPCM/PCM压缩单元43可将代表构成输入块的四个像素的R分量值的两个值A和B与代表构成对应于输入块的参考块的四个像素的R分量值的两个值A’和B’相减，并且如果可通过恒定长度的比特来表示对应于R分量的值Delta_A和Delta_B，那么将对应于Delta_A和Delta_B减法结果的四个像素值的压缩值以及图案确定单元42确定的图案作为输入块的压缩数据输出到模式选择单元34，从而根据二元DPCM模式压缩四个像素的R分量值。类似地，二元DPCM/PCM压缩单元43可按照相同的方式压缩四个像素的G分量值和B分量值。
图6的2×2块61包括对应于“0”的两个像素值和对应于“100”的两个像素值。在2×2块61的情况下，如上所述，代表值确定单元41可将像素值“0”设置为值A，将像素值“100”设置为值B。此外，如上所述，图案确定单元42可识别四个代表像素值的图案(1，0，0，1)。类似地，图6的2×2块62包括两个像素值“5”和两个像素值“100”。在2×2块62的情况下，如上所述，代表值确定单元41可将相应的值A设置为像素值“5”，并将相应的值B设置为像素值“100”。此外，如上所述，图案确定单元42可识别四个代表像素值的图案(1，0，0，1)。
参照图6，如果2×2块61是先前存储的块(即，用作上述参考块)，而且2×2块62为输入块，那么二元DPCM/PCM压缩单元43可分别将A＝5和B＝100与A＝0和B＝100相减，因而获得Delta_A＝5，Delta_B＝0。由于Delta_A＝5和Delta_B＝0分别对应于二进制数“0101”和“0000”，所以它们随后可用4个比特来表示。因此，在数据压缩期间不会发生数据损失。
在一个实施例中，对于R分量和B分量而言，恒定长度的比特为4比特，对于G分量而言，为5比特。因此，如果R分量和B分量各自的Delta_A和Delta_B可用4比特表示，而G分量的Delta_A和Delta_B可用5比特来表示，那么二元DPCM/PCM压缩单元43可将每种颜色分量的各Delta_A和Delta_B以及图案确定单元42确定的图案输出到模式选择单元34。
然而，如果相减的结果Delta_A和Delta_B不能用恒定长度的比特来表示，那么二元DPCM/PCM压缩单元43可截去代表构成输入块的四个像素值的两个值A和B的比特的一部分，将对应于截去结果的四个代表像素值的压缩值和图案确定单元42确定的图案作为输入块的压缩数据输出到模式选择单元34，从而分别对输入图像的每种颜色分量压缩四个代表像素值。在该示例中，由于对于R分量和B分量恒定长度的比特为4比特，对于G分量恒定长度的比特为5比特，所以二元DPCM/PCM压缩单元43可仅从构成输入块的四个代表像素的R分量值和B分量值中的每个的8比特中截去低4比特，并从四个像素的G分量值的比特中截去低3比特。在图6所示的2×2块62的情况下，二元DPCM/PCM压缩单元43截去A＝5和B＝100(即，A＝00000101，B＝01100100)的低4比特。结果，尽管在压缩期间会发生数据损失，但是通过截去操作产生A＝0000和B＝0110。
模式选择单元34随后可基于第一压缩单元32和第二压缩单元33的压缩结果从对应于DPCM方法、PCM方法、变换方法、二元DPCM方法和二元PCM方法的多种模式中选择指示对输入块使用的压缩方法的模式。更详细地讲，在一个实施例中，模式选择单元34可计算构成输入块的压缩的恢复的(例如根据恢复单元35可使用的DPCM方法、PCM方法和变换方法以及二元DPCM/PCM压缩单元43可使用的二元DPCM方法或二元PCM方法恢复的)四个像素值与构成分解器31划分的输入块的输入的四个像素值之间的差，并从对应于DPCM方法、PCM方法、变换方法、二元DPCM方法和二元PCM方法的多种模式中选择代表差之和为最小的图像压缩方法的模式。具体地讲，在一个实施例中，由于对应于R、G和B分量的差单独存在，所以模式选择单元34可从所述多种模式中选择对应于R、G和B分量的差之和为最小的模式。
恢复单元35可使用二元DPCM/PCM压缩单元43压缩的数据根据DPCM方、PCM方法和变换方法恢复构成被压缩的输入块的四个像素值。类似地，恢复单元35可使用对应于DPCM/PCM压缩单元43压缩的数据的四个像素值的压缩值A”和B”和四个像素值的图案，根据DPCM/PCM压缩单元43所使用的二元DPCM方法或二元PCM方法来恢复构成压缩的输入块的四个像素值。这里，将在下面有关图8所示的第一恢复单元83和第二恢复单元85的操作的描述中提供恢复单元35的进一步的细节。
比特打包单元36可产生指示模式选择单元34所选择的模式的模式数据和包括对应于该模式的压缩数据的比特流包，并且将模式数据和比特流包输出到例如存储器22。具体地讲，如果模式选择单元34选择的模式对应于二元DPCM方法和二元PCM方法之一，那么压缩数据可包括指示第二压缩单元33所确定的子模式的子模式数据、代表第二压缩单元33所确定的四个像素值的图案的图案数据和从第二压缩单元33接收的四个像素值的压缩值A”和B”。
图7示出根据本发明实施例的可由图3所示的比特打包单元36产生的比特流包的示例。
参照图7，比特流包可包括(例如)4比特的模式数据、1比特的子模式数据、3比特的图案数据、对应于R分量的8比特的两个代表值A”和B”(其中，4比特被分配给每个代表值)、对应于G分量的10比特的两个代表值A”和B”(其中，5比特被分配给每个代表值)和对应于B分量的8比特的两个代表值A”和B”(其中，4比特被分配给每个代表值)。
如上所述，由于图案确定单元42将所排列的像素值中的第一个值以及与第一个值相同的值设置为“1”，所以图案数据的第一比特总是“1”。相应地，比特打包单元36可略过对该图案数据的第一比特的编码(由于这是公知的或者是假设的)，并根据第二比特至第四比特产生总共包括3比特图案数据的比特流包。
如图7所示，在该示例中，比特打包单元36可向对应于R分量和B分量的两个代表值A”和B”中的每个分配4比特，向对应于G分量的两个代表值A”和B”中的每个分配5比特，从而产生全部34比特的比特流包。为了精确地将原始2×2块的96比特压缩为1/3，即，为了产生全部32比特的比特流包，可向对应于R分量、G分量和B分量中的每个的两个代表值A”和B”中的每个分配4比特。
图8示出根据本发明实施例的如图2所示的图像恢复系统23。
参照图8，图像恢复系统23可包括(例如)比特解析器81、模式识别单元82、第一恢复单元83、第二恢复单元84和合并器85。为了进一步提高图像压缩率，图像恢复系统23可包括更少的部件，或者除了图8所示的部件之外还可包括不同的部件，如用于执行熵解码的解码器，注意，也可等同应用其他替换方式。
比特分解器81可从图2的存储器22读取比特流包，解析比特流包以从比特流包中提取压缩块的压缩数据和指示DPCM方法、PCM方法和变换方法中图像压缩系统21所使用的图像压缩方法的模式数据，并将压缩块的压缩数据和模式数据输出到模式识别单元82。具体地讲，如果模式数据指示二元DPCM方法或二元PCM方法，那么压缩块的压缩数据包括表示二元DPCM方法和二元PCM方法中图像压缩系统21所使用的方法的子模式数据、构成压缩块的四个像素值的两个压缩值A”和B”以及代表构成压缩块的四个代表像素值的图案的图案数据。
模式识别单元82可根据比特解析器81所提取的模式数据识别多种图像压缩方法中对应于图像压缩系统21所使用的图像压缩方法的模式和子模式。如果所识别的模式为DPCM方法、PCM方法和变换方法之一，那么模式识别单元82随后可将比特解析器81所提取的压缩数据输出到第一恢复单元83，如果所识别的模式为二元DPCM方法和二元PCM方法之一，那么模式识别单元82可将比特解析器81所提取的压缩数据输出到第二恢复单元84。
第一恢复单元83随后可使用比特解析器81所提取的压缩数据根据模式识别单元82识别的模式所指示的DPCM方法、PCM方法和变换方法之一来恢复构成对应的恢复块的四个像素值。更详细地讲，如果模式识别单元82所识别的模式是基于DPCM方法的模式，那么第一恢复单元83可根据DPCM方法将比特解析器所提取的压缩数据向左移动对应于识别的模式的比特数，将对应于所识别的模式的预定的二进制值与移动的结果相加，恢复构成压缩块的四个像素值与构成参考块的四个像素值之间的差，并将恢复的差与构成参考块的四个像素值相加，从而恢复构成恢复块的四个像素值。此外，如果所识别的模式指示PCM方法，那么第一恢复单元83可将预定的二进制值添加到比特解析器81所提取的压缩数据，从而根据PCM方法恢复构成恢复块的四个像素值。此外，如果所识别的模式指示变换方法为压缩方法，那么第一恢复单元83可根据变换方法对比特解析器81所提取的压缩数据执行反离散余弦变换(IDCT)等，从而恢复构成恢复块的四个像素值。
第二恢复单元84可使用四个像素值的图案以及对应于比特解析器81所提取的压缩数据的四个像素值的两个压缩值A”和B”，根据模式识别单元82所识别的子模式来恢复构成恢复块的四个像素值。图9示出根据本发明实施例的如图8所示的第二恢复单元84。参照图9，第二恢复单元84可包括例如压缩值提取器91、图案提取器92和二元DPCM/PCM恢复单元93。
压缩值提取器91可对相应图像的每种颜色分量从比特解析器81所提取的压缩数据中提取构成压缩块的四个像素值的两个压缩值A”和B”。例如，压缩值提取器91可从比特解析器81所提取的压缩数据中提取对应于构成压缩块的四个像素值的R分量的两个压缩值A”和B”。此外，压缩值提取器91可按照相同或类似的方式对相应图像的G分量和B分量提取两个压缩值A”和B”。
图案提取器92可对相应图像的每种颜色分量从比特解析器所提取的压缩数据中提取构成压缩块的四个像素值的图案。例如，图案提取器92可从比特解析器81所提取的压缩数据中提取构成压缩块的四个像素值的R分量值的图案。类似地，图案提取器92可按照相同或类似的方式对相应图像的G分量和B分量提取构成压缩块的四个像素值的图案。
二元DPCM/PCM恢复单元93可使用压缩值提取器91所提取的两个压缩值A”和B”以及图案提取器92所提取的四个像素值的图案，根据模式识别单元82所识别的子模式来恢复构成恢复块的四个像素值。
更详细地讲，如果子模式指示二元DPCM方法，那么二元DPCM/PCM恢复单元93可将压缩值提取器91所提取的两个压缩值A”和B”(即，Delta_A和Delta_B)与代表构成对应于压缩块的参考块的四个像素值的两个值A’和B’相加，从而根据二元DPCM方法对相应图像的每种颜色分量恢复代表构成恢复块的四个像素值的两个值A和B。例如，二元DPCM/PCM恢复单元93可将对应于压缩值提取器91所提取的R分量的两个压缩值A”和B”(即，Delta_A和Delta_B)与代表构成对应于压缩块的参考块的四个像素的R分量值的两个值A’和B’相加，从而恢复代表构成恢复块的四个像素的R分量值的两个值A和B。类似地，二元DPCM/PCM恢复单元93可按照相同或类似的方式对相应图像的G分量和B分量恢复两个代表值A和B。
此外，如果子模式指示二元PCM方法用于压缩，那么二元DPCM/PCM恢复单元93可将预定的二进制值添加到(例如，压缩值提取器91所提取的)两个压缩值A”和B”中的每个，从而根据二元PCM方法对相应图像的每种颜色分量恢复代表构成恢复块的四个像素值的两个值A和B。例如，二元DPCM/PCM恢复单元93可将4比特的二进制值添加到对应于压缩值提取器91所提取的R分量的4比特的两个压缩值A”和B”，从而恢复代表构成恢复块的四个像素的R分量值的两个值A和B。类似地，二元DPCM/PCM恢复单元93可按照相同或类似的方式对相应图像的G分量值和B分量值恢复两个代表值A和B。
图10示出根据本发明实施例的根据二元PCM方法对8比特像素值执行截去和添加操作的过程。
参照图2和图10，示例性的图像压缩系统21可从8比特的R分量值中截去4比特。接下来，图像恢复系统23可将“1000”添加到4比特的压缩数据，从而恢复8比特的R分量值。在一个实施例中，添加4比特的“1000”是因为4比特值“1000”是4比特可表示的所有可能的值中的中间值。同样，3比特“100”可以添加到G分量值，4比特“1000”可以添加到B分量值。然而，注意，本发明实施例不限于这样的设置，为了提高图像压缩效率和恢复图像的画面质量，可将不同的值添加到R、G和B分量值。
此外，二元DPCM/PCM恢复单元93可将上述根据二元DPCM方法或二元PCM方法恢复的两个代表值A和B插入到图案提取器92提取的图案所指示的位置，从而对相应图像的每种颜色分量恢复构成恢复块的四个像素值。例如，如果根据二元DPCM方法或二元PCM方法恢复的两个代表值A和B为“0”和“100”，而且图案提取器92所提取的图案为(1，0，0，1)，那么可将两个代表值“0”和“100”中的第一个值A＝0插入到图案的相应值“1”的位置，将两个代表值“0”和“100”中的第二个值B＝100插入到图案的相应值“0”的位置，从而恢复构成恢复块的四个像素值“0”、“100”、“100”和“0”。
合并器85还可合并2×2块，从而重构相应图像，每个2×2块总共具有96比特，并且对于第一恢复单元83或第二恢复单元84所恢复的R、G和B分量中的每个具有四个8比特像素。
图11示出根据本发明实施例的像素值预测方法。仅作为一个示例，该实施例可对应于图3所示的示例性系统21的示例性的顺序处理，但是不限于此，也可等同应用其他替换方式。
在操作111，可接收输入图像并将其划分为2×2块的单元。
在操作112，可根据DPCM方法、PCM方法和变换方法来压缩构成在操作111划分的输入块的四个像素值。
在操作113，可使用代表构成输入块的四个像素值的值A和B以及四个像素值的图案，根据二元DPCM方法或二元PCM方法来压缩构成输入块的四个像素值。
在操作114，可使用在操作112压缩的数据，根据DPCM方法、PCM方法和变换方法来恢复构成压缩的输入块的四个像素值。
在操作115，可使用对应于在操作113压缩的数据的四个像素值的压缩值A”和B”以及四个像素值的图案，根据操作113所使用的二元DPCM方法或PCM方法来恢复构成压缩的输入块的四个像素值。
在操作116，可计算构成在操作114和115恢复的恢复块的四个像素值与构成在操作111划分的输入块的四个像素值之间的差，并可从对应于DPCM方法、PCM方法、变换方法、二元DPCM方法和二元PCM方法的多种模式中选择代表所述差之和为最小的图像压缩方法的模式。
在操作117，可产生包括表示在操作116选择的模式的模式数据和对应于该模式的压缩数据的比特流包。
在操作118，图像压缩系统21确定构成输入图像的所有块的数据是否被完全压缩，并且如果数据压缩没有结束，那么返回操作112，而如果数据压缩结束，那么终止处理。
图12示出根据本发明实施例的如对应于图11所示操作113的图像压缩方法。仅作为示例，该实施例可对应于图4所示的示例性第二压缩单元33的示例性顺序处理，但是不限于此，也可等同应用其他替换方式。
在操作121，可对输入图像的每种颜色分量按照大小顺序来排列构成图3的分解器31划分的输入块的四个像素值。
在操作122，可从按照大小顺序排列的四个像素值中识别与相邻值具有较大或者本质差异的边界像素值。
在操作123，可基于检测的边界值识别两个代表值A和B。
在操作124，可对输入图像的每种颜色分量通过在操作123确定的两个代表值A和B来表示构成输入块的四个像素值。
在操作125，可按照光栅扫描的顺序来排列在操作124中的两个代表值A和B所代表的四个代表像素值。
在操作126，可将在操作125排列的值中的第一个值以及与该第一个值相同的值设置为“1”，将与该第一个值不同的其余值设置为“0”，从而识别四个代表像素值的图案。
在操作127，可对输入图像的每种颜色分量根据二元DPCM模式，将在操作123确定的两个代表值A和B与代表构成对应于输入块的参考块的四个像素值的两个值A和B相减。
在操作128，如果相减结果Delta_A和Delta_B不能用恒定长度的比特来表示，那么该处理进行到操作129，如果相减结果Delta_A和Delta_B可以用恒定长度的比特来表示，那么该处理进行到操作1210。
在操作129，可对输入图像的每种颜色分量根据二元PCM方法截去代表构成输入块的四个像素值的两个值A和B的比特的一部分。
在操作1210，在操作127获得的相减结果Delta_A和Delta_B或者在操作128获得的截去的结果可与在操作126确定的图案一起输出，从而压缩构成输入块的四个像素值。
图13示出根据本发明实施例的图像恢复方法。仅作为一个示例，该实施例可对应于图3所示的示例性图像恢复系统23的示例性顺序处理，但是不限于此，可等同应用其他替换方式。
在操作131，可从存储器22中读取比特流包，对比特流包进行解析以提取压缩块的压缩数据和指示多种图像压缩方法中相应图像压缩方法(如产生压缩块的图像压缩系统21所使用的压缩方法)的模式数据。
在操作132，可从提取的模式数据中读取指示多种图像压缩方法中相应的图像压缩方法的模式和子模式。如果所识别的模式指示DPCM方法、PCM方法和变换方法之一，那么该处理进行到操作133，如果所识别的模式指示二元DPCM方法和二元PCM方法之一，那么该处理进行到操作134。
在操作133，可使用所提取的压缩数据根据对应于在操作132识别的模式的DPCM方法、PCM方法和变换方法之一来恢复构成恢复块的四个像素值。
在操作134，可使用对应于所提取的压缩数据的四个像素值的两个压缩值A”和B”以及四个像素值的图案，根据对应于在操作132识别的子模式的二元DPCM方法和二元PCM方法之一来恢复构成恢复块的四个像素值。
在操作135，可确定构成相应图像的所有块的数据是否已完全恢复，如果构成相应图像的所有块的数据没有被完全恢复，那么该处理返回到操作131，如果构成相应图像的所有块的数据已经被完全恢复，那么该处理进行到操作136。
在操作136，可合并2×2块，从而重构相应图像，每个2×2块总共具有96比特，在操作133或134恢复的R、G和B分量中的每个具有四个8比特像素。
图14示出根据本发明实施例的如对应于图13所示操作134的图像恢复方法。仅作为一个示例，该实施例可对应于图9所示的示例性第二恢复单元84的示例性顺序处理，但是不限于此，可等同应用其他替换方式。
在操作141，可通过比特解析器81对相应图像的每种颜色分量从压缩数据中提取构成压缩块的四个像素值的两个压缩值A”和B”。
在操作142，可通过比特解析器81对输入图像的每种颜色分量从压缩数据中提取构成压缩块的四个像素值的图案。
在操作143，可确定模式识别单元82所识别的子模式对应于二元DPCM方法和二元PCM方法之一，如果所述子模式对应于二元DPCM方法，那么该处理进行到操作144，如果所述子模式对应于二元PCM方法，那么该处理进行到操作145。
在操作144，可分别将在操作141提取的两个压缩值A”和B”(即，Delta_A和Delta_B)与代表构成对应于压缩块的参考块的四个像素值的两个值A’和B’相加，从而对相应图像的每种颜色分量根据二元DPCM方法恢复代表构成恢复块的四个像素值的两个值A和B。
在操作145，可将预定的二进制值添加到在操作141提取的两个压缩值A”和B”，从而根据二元PCM方法对相应图像的每种颜色分量恢复代表构成恢复块的四个像素值的两个值A和B。
在操作146，可将如上所述根据二元DPCM方法或二元PCM方法恢复的两个代表值A和B插入在操作142提取的图案所指示的相应位置，从而对相应图像的每种颜色分量恢复构成恢复块的四个像素值。
根据本发明的一个或多个实施例，通过使用代表像素值的代表值和该代表值所代表的像素值的图案来压缩构成2×2块的像素值，可以有效地压缩像素值之间基本上不存在相似性的二元图像，并可相应地提高相应二元图像的压缩率。此外，根据本发明的一个或多个实施例，通过从2×2块的压缩数据中提取压缩值和相应图像中构成2×2块的像素值的图案，并使用所述压缩值和图案恢复像素值，可以有效地恢复二元图像，并可相应地改善二元图像的画面质量。
此外，根据本发明的一个或多个实施例，通过根据多种图像压缩方法来压缩构成输入图像中2×2块的像素值，选择指示所述图像压缩方法之一的模式，并产生包括对应于所述模式的压缩数据的比特流包，可以有效地压缩各种图像以及二元图像。
此外，根据本发明的一个或多个实施例，通过从比特流包中提取模式数据和相应图像中2×2块的压缩数据，根据模式数据识别指示多种图像压缩方法之一的模式，并根据对应于所识别的模式的图像压缩方法使用压缩的数据来恢复像素值，可以有效地压缩各种图像以及二元图像。
除了上述实施例之外，还可通过介质(如计算机可读介质)上的计算机可读代码/指令来实现本发明实施例，以控制至少一个处理部件实现上述任何实施例。所述介质可对应于允许存储和/或传输计算机可读代码的任何介质。
可以按照多种方式将计算机可读代码记录/传送给介质，所述介质的示例包括诸如磁存储介质(例如，ROM、软盘、硬盘等)和光学记录介质(例如，CD-ROM或DVD)的记录介质以及诸如携带或包括载波的介质和互联网元件的传输介质。因而，根据本发明实施例，所述介质可以是包括或携带信号或信息的这样定义和可测量的结构，如携带比特流的装置。所述介质还可以是分布式网络，从而计算机可读代码以分布式方式被存储/传输和执行。此外，仅作为一个示例，所述处理部件可包括处理器或计算机处理器，处理部件可以分布和/或包括在一个装置中。
尽管参照本发明的不同实施例具体示出并描述了本发明各方面，但是应该理解，这些示例性实施例仅在描述意义上被考虑，而不是为了限制。一个实施例的一方面的功能或能力的缩小或扩大应该被认为是不同实施例中类似特征的扩大或缩小，即，每个实施例内的特征或方面的描述通常应该被认为是可用于其余实施例中其他类似特征或方面。
因而，尽管示出并描述了几个实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种图像压缩方法，包括：
识别代表构成图像中具有预定大小的块的像素值的代表值；
识别所述代表值所代表的像素值的图案；
使用所述代表值和所述图案来压缩像素值。
2.如权利要求1所述的图像压缩方法，其中，通过用于压缩像素值的可选择的压缩技术来选择性地执行作为压缩数据的代表值和图案的信息的输出。
3.如权利要求1所述的图像压缩方法，其中，识别代表值的步骤还包括对图像的每种颜色分量的像素值识别代表值，
所述图像压缩方法还包括：确定图像的所有颜色分量的各图案中各代表值之间的差最大的图案为图像的所有颜色分量的图案，即，识别的图案。
4.如权利要求1所述的图像压缩方法，其中，识别代表值的步骤还包括：
从像素值的相应序列中识别与图像内像素值的位置有关的与相邻像素值具有本质差异的边界像素值；
基于边界像素值识别代表值。
5.如权利要求4所述的图像压缩方法，其中，基于边界像素值识别代表值的步骤还包括：基于边界像素值将像素值分为第一组和第二组，将对应于第一组的相应像素值的第一均值设置为代表值的第一代表值，将对应于第二组的相应像素值的第二均值设置为代表值的第二代表值。
6.如权利要求1所述的图像压缩方法，其中，识别图案的步骤还包括：
通过将图案序列的代表图案的第一像素值的第一元素设置为第一值，将图案序列的代表与图案的第一像素值具有相同的值的像素值的任何其他元素设置为第一值，并将图案序列的其余元素设置为第二值，产生对应于图案的图案序列。
7.如权利要求1所述的图像压缩方法，其中，使用代表值和图案来压缩像素值的步骤还包括：分别将所识别的代表值与代表构成参考块的像素值的值相减，并选择性地将相减结果和图案作为像素值的压缩数据输出，
其中，参考块是与所述具有预定大小的块具有一定位置关系的图像的不同的压缩块。
8.如权利要求1所述的图像压缩方法，其中，使用代表值和图案压缩像素值的步骤还包括：截去表示代表值的比特的一部分，并选择性地输出截去结果和图案作为压缩像素值。
9.一种图像压缩方法，包括：
根据多种预定图像压缩技术来压缩构成图像中具有预定大小的块的像素值；
使用像素值的代表值和该代表值所代表的像素值的图案来压缩像素值；
基于所述多种预定图像压缩技术与使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的压缩结果的比较，从对应于所述多种预定图像压缩技术和使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的多种模式中选择一种模式；
产生包括表示选择的模式的模式数据和对应于选择的模式的压缩数据的比特流包，所述选择的模式表示所述多种预定图像压缩技术和使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的压缩结果之一。
10.如权利要求9所述的图像压缩方法，还包括：根据所述多种预定图像压缩技术和使用所述代表值压缩像素值中使用的图像压缩技术的压缩结果来产生各恢复的像素值，从而所述比较包括：计算各恢复的像素值与构成块的像素值之间的差，并基于与各恢复的像素值和构成块的像素值之间的差最小的相应图像压缩技术相应的比较结果来选择所述选择的模式。
11.如权利要求9所述的图像压缩方法，还包括：根据模式数据和压缩数据产生恢复的像素值，并将恢复的像素值与构成图像的块的随后的像素值进行比较。
12.如权利要求11所述的图像压缩方法，还包括：基于恢复的像素值与随后的像素值的比较结果来控制TFT-LCD面板的电压信号，以对随后的像素值预测用于实现TFT-LCD面板的目标响应时间的电压值。
13.一种图像恢复方法，包括：
提取构成图像中预定大小的块的像素值的压缩值，所述像素值嵌入所述块的压缩数据中；
提取压缩数据中嵌入的像素值的图案；
使用所述压缩值和所述图案来恢复像素值。
14.如权利要求13所述的图像恢复方法，其中，像素值的压缩值仅是两个不同的值。
15.如权利要求13所述的图像恢复方法，其中，提取压缩值的步骤包括：对图像的每种颜色分量提取各像素值的压缩值，
提取图案的步骤包括：对图像的每种颜色分量提取像素值的图案。
16.如权利要求13所述的图像恢复方法，其中，使用压缩值和图案恢复像素值的步骤包括：
将压缩值与代表构成对应于块的参考块的像素值的代表值相加，以恢复代表像素值的代表值，代表值中的至少一个分别代表至少两个像素值；
通过根据图案所限定的序列对恢复的代表值排序来产生像素值的恢复，并输出像素值的恢复作为恢复的像素值。
17.如权利要求13所述的图像恢复方法，其中，使用压缩值和图案恢复像素值的步骤包括：
将预定的二进制值添加到压缩值，从而恢复代表构成块的像素值的代表值，代表值中的至少一个分别代表至少两个像素值；
通过根据图案所限定的顺序对恢复的代表值排序来产生像素值的恢复，并输出像素值的恢复作为恢复的像素值。
18.一种图像恢复方法，包括：
从比特流包中提取图像中具有预定大小的块的压缩数据和模式数据；
根据模式数据识别指示多种图像压缩技术中的用于压缩压缩数据的对应于压缩数据的图像压缩技术的模式；
使用构成块的像素值的压缩值和从压缩数据中提取的像素值的图案，根据所识别的模式来选择性地恢复构成对应于压缩数据的块的像素值。
19.如权利要求18所述的图像恢复方法，还包括：如果所识别的模式指示该模式是利用像素值的代表值和像素值的图案数据的图像压缩模式，那么使用压缩数据根据第一图像压缩技术来执行恢复构成块的像素值；
其中，恢复像素值的步骤还包括：如果所识别的模式指示该模式不是利用像素值的代表值和像素值的图案数据的图像压缩模式，那么根据与第一压缩技术不同的至少第二图像压缩技术来选择性地恢复像素值。
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