CN101547366A - 过驱动影像压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种过驱动影像压缩方法，包括以下步骤：将影像内容分为平滑块和非平滑块；对平滑块采用均值算法进行压缩；对非平滑块的中央非平滑区域采用BTC算法进行压缩。本发明通过将影像内容分为平衡块和非平滑块，并进而对平滑块采用均值算法进行压缩，对非平滑块的非平滑区域采用BTC压缩算法进行压缩，提高了影像压缩比，可以满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求，克服了现有技术中用于LCD过驱动的影像压缩方法由于单纯采用BTC算法，压缩比较低，无法满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求的问题。

Description

过驱动影像压缩方法

技术领域

本发明涉及视频处理领域，具体而言，涉及一种过驱动影像压缩方法。

背景技术

现有的用于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)过驱动的影像压缩方法，通常基于BTC(Block Truncation Coding，块截短编码)算法。

BTC是一种基于块的压缩方法，将每帧影像分为一定大小的块，常用的块大小如1×4(即1行4列)，对块内影像数据实施压缩。BTC的基本原理是，将块内影像数据，仅以两种颜色表达，从而达到压缩的目的。因此，BTC的本质是一种二值压缩方法。

在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中如果块内影像内容不止两种颜色，例如1×4的块，可能有4种完全不同的颜色，这时BTC方法解压恢复出的影像，可能产生很大的偏差。也就是说，如果单纯依靠增大块尺寸的方法，无法在获得高压缩比的同时，保证压缩性能。因此，当前的用于LCD过驱动(Overdrive)的压缩比大都停留在3倍的量级。而随着液晶面板尺寸的增大和分辨率的持续提高，已经出现了WQXGA(2560×1600)、QSXGA(2560×2048)、甚至高达3840×2160这样四倍于高清1080P(1920×1080)的超高分辨率。面对这样的高带宽应用，传统单纯采用BTC压缩的3倍压缩方案已经无法满足应用需求，更高压缩比的需求与日俱增。

发明内容

本发明旨在提供一种过驱动影像压缩方法，能够解决现有技术中用于LCD过驱动的影像压缩方法由于单纯采用BTC算法，压缩比较低，无法满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求的问题。

在本发明的实施例中，提供了一种过驱动影像压缩方法，包括以下步骤：

将影像内容分为平滑块和非平滑块；

对平滑块采用均值算法进行压缩；

对非平滑块的中央非平滑区域采用BTC算法进行压缩。

在本实施例中，通过将影像内容分为平衡块和非平滑块，并进而对平滑块采用均值算法进行压缩，对非平滑块的非平滑区域采用BTC压缩算法进行压缩，提高了影像压缩比，可以满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求，克服了现有技术中用于LCD过驱动的影像压缩方法由于单纯采用BTC算法，压缩比较低，无法满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的过驱动影像压缩方法流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的平滑块与非平滑块相邻关系示意图；

图3示出了根据本发明一个优选实施例的过驱动影像压缩方法流程图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

图1示出了根据本发明一个实施例的过驱动影像压缩方法流程图，包括以下步骤：

S102，将影像内容分为平滑块和非平滑块；

S104，对平滑块采用均值算法进行压缩；

S106，对非平滑块的中央非平滑区域采用BTC算法进行压缩。

在本实施例中，通过将影像内容分为平衡块和非平滑块，并进而对平滑块采用均值算法进行压缩，对非平滑块的非平滑区域采用BTC压缩算法进行压缩，提高了影像压缩比，可以满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求，克服了现有技术中用于LCD过驱动的影像压缩方法由于单纯采用BTC算法，压缩比较低，无法满足液晶面板尺寸增大和分辨率提高的要求的问题。

在上述实施例中，基于对影像内容平滑性的划分，提高了平滑影像内容的压缩精度，并通过强化平滑内容的过驱动强度，同时弱化非平滑内容的过驱动强度，达到在高压缩比(块较大)条件下，减少液晶拖尾、提高影像清晰度，确保过驱动性能的目的，同时，压缩比较高且可调节，成本较低，可灵活控制存储带宽及功耗，具有较高的实用价值。

优选地，将影像内容分为平滑块和非平滑块具体包括：

在1×K的块内，若右侧的K-1个点均左平坦或者右侧的K-2个点均左单调光滑，则将其设置为平滑块；否则，将其设置为非平滑块。

对于平滑块，若存在一个相邻块也平滑，则仅需存储该平滑块内各点的均值，即可利用这些均值，通过简单的线性插值，精确地重构出该平滑块内各点的原始值。

在上述实施例中，对于平滑块，可以存储各点均值，到达精确压缩的目的；对于非平滑块，如果一侧为平滑块，则块内临近一侧的平滑像素无需存储(利用相邻平滑块的均值插值即可)。因此，对于非平滑块，可将其分为三个部分：左侧平滑部分，中心非平滑部分，和右侧平滑部分。左右两侧平滑部分的像素可以由两侧的平滑块均值信息重构，故无需存储。中心非平滑部分，则可沿用传统的BTC方法压缩。

图2示出了根据本发明一个实施例的平滑块与非平滑块相邻关系示意图。非平滑块内，与平滑块相邻侧可能有若干平滑像素，它们无需压缩存储，可利用相邻平滑块的均值信息恢复。如图2中四个信号示例，非平滑块内左右两侧各有2个平滑像素与相邻平滑块连续衔接。

优选地，BTC压缩数据由BTC宽度、BTC位信息、左平滑区域宽度、BTC两个均值颜色组成，其中，BTC位信息和左平滑区域宽度共用位宽。

例如，对于1×6的块大小，压缩数据位宽分配可如下：1+3+6+5×3+5×3。其中，1位用来区别平滑块与非平滑块，即所采用的压缩方法是均值还是BTC；BTC宽度信息占用3位，可代表0至6(块大小)；BTC位信息和左平滑区域宽度共占用6位；两个5×3代表BTC的两个均值颜色，三分量各占5位。假设某个非平滑块的左侧平滑区域宽度为2，中心非平滑部分宽度即BTC宽度为2，则由于BTC位信息只需2位，故左平滑区域宽度可占用余下的4位，为0010(二进制)。这样，对于1×6的块，可获得压缩比＝(6×3×8)/(1+3+6+5×3+5×3)＝3.6。块越大，压缩比越高。

由于影像的平滑部分可以获得精确的压缩与解压缩，而非平滑部分由于BTC的二值性和截位压缩，精确性无法保证，因此，对此两类影像内容可采用不同的过驱动强度：平滑部分的过驱动强度可较高，而非平滑部分的过驱动强度宜较低，块越大(压缩比越高)非平滑部分的过驱动强度宜越低。

优选地，右侧的K-1个点均左平坦具体包括：

右侧的K-1个点间相邻像素的波动幅度小于第一设定门限。

平坦像素，即相邻像素的幅度波动很小。幅度波动的数学表达为一阶差分，例如

定义：d1(n)＝S(n)-S(n-1)               (1)

若d1(n)<threshold1                      (2)

则称该像素左平坦，这里，S(n)为第n个像素的幅度，d1(n)为第n个像素与第n-1个像素的幅度的一阶差分，threshold1为第一设定门限。

优选地，第一设定门限的取值范围为0～64之间的整数。

优选地，右侧的K-2个点均左单调光滑具体包括：

右侧的K-2个点间相邻像素的一阶差分的符号相同且二阶差分小于第二设定门限。

通过一阶和二阶差分的评判，可以将影像区分为平滑像素和非平滑像素，平滑块和非平滑块，例如：

定义：d2(n)＝d1(n)-d1(n-1)               (3)

若d2(n)<threshold2                       (4)

其中，d1(n)为第n个像素与第n-1个像素的幅度的一阶差分，d2(n)为第n个像素与第n-1个像素的幅度的二阶差分，threshold2为第二设定门限。

则称该像素左光滑。为了能够应用线性插值，我们仍需单调性。

定义：mono(n)＝EX-OR{sign[d1(n)]，sign[d1(n-1)]}   (5)，

其中，EX-OR为同或逻辑，sign[d1(n)]为符号函数。

即若相邻一阶差分同号，称该像素左单调；若像素左单调且左光滑，则称该像素左单调光滑。

优选地，第二设定门限的取值范围为0～64之间的整数。

优选地，K为大于等于4小于等于12的整数。

优选地，将影像内容分为平滑块和非平滑块具体包括：

在1×K的块内，若左侧的K-1个点均右平坦或者左侧的K-2个点均右单调光滑，则将其设置为平滑块；否则，将其设置为非平滑块。

在本实施例中，通过右平坦或右单调光滑来区分平滑块与非平滑块，具体方法和左平坦或左单调光滑相似，这里不再赘述。

优选地，上述过驱动影像压缩方法适用于RGB空间或YCbCr空间或YCoCg空间。

本实施例中的过驱动影像压缩方法不受色彩空间的限制，可对RGB空间或YCbCr空间或YCoCg空间的每个色彩分量，施以不同的过驱动强度。

图3示出了根据本发明一个优选实施例的过驱动影像压缩方法流程图，包括以下步骤：

S202，对影像的像素平滑性进行判定；

S204，根据上述像素平滑性对影像的块平滑性进行判定；

S206，判断是否块平滑，如果是则执行步骤S218，否则执行步骤S208；

S208，判断其左邻块是否平滑，如果否，则执行步骤S210，否则执行步骤S212；

S210，将该块内左平滑点数清零；

S212，判断右邻块是否平滑，如果否，执行步骤S214，否则，执行步骤S216；

S214，将该块内右平滑点数清零；

S216，对该块内非平滑区域数据进行BTC压缩；

S218，对该块内影像数据进行均值压缩；

S220，将压缩数据输出。

在本实施例中，首先利用公式(1)～(5)可以判定每个像素的平滑性。随后判断块的平滑性，并计算出非平滑块内的左平滑点数和右平滑点数。对于平滑块，可求得各像素均值作为压缩数据；对于非平滑块，若左侧相邻块为非平滑块，则其左平滑点数需清零；若右侧相邻块为非平滑块，则其右平滑点数需清零。作此校正之后，可对非平滑块内除左右平滑点之外的像素，做BTC压缩。

上述实施例从LCD过驱动的应用目的着眼，着力提高压缩算法对影像边缘的识别和压缩还原能力，基于影像内容的识别，区别影像平滑部分与非平滑部分的压缩方式和过驱动强度，从而达到提高压缩比，同时确保过驱动性能的目的。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种过驱动影像压缩方法，其特征在于，包括以下步骤：

将影像内容分为平滑块和非平滑块；

对所述平滑块采用均值算法进行压缩；

对所述非平滑块的中央非平滑区域采用BTC算法进行压缩。

2.根据权利要求1所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，将影像内容分为平滑块和非平滑块具体包括：

在1×K的块内，若右侧的K-1个点均左平坦或者右侧的K-2个点均左单调光滑，则将其设置为平滑块；否则，将其设置为非平滑块。

3.根据权利要求2所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，右侧的K-1个点均左平坦具体包括：

右侧的K-1个点间相邻像素的波动幅度小于第一设定门限。

4.根据权利要求3所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，所述第一设定门限的取值范围为0～64之间的整数。

5.根据权利要求2所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，右侧的K-2个点均左单调光滑具体包括：

右侧的K-2个点间相邻像素的一阶差分的符号相同且二阶差分小于第二设定门限。

6.根据权利要求5所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，所述第二设定门限的取值范围为0～64之间的整数。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，K为大于等于4小于等于12的整数。

8.根据权利要求1所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，将影像内容分为平滑块和非平滑块具体包括：

在1×K的块内，若左侧的K-1个点均右平坦或者左侧的K-2个点均右单调光滑，则将其设置为平滑块；否则，将其设置为非平滑块。

9.根据权利要求2所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，BTC压缩数据由BTC宽度、BTC位信息、左平滑区域宽度、BTC两个均值颜色组成，其中

所述BTC位信息和所述左平滑区域宽度共用位宽。

10.根据权利要求1所述的过驱动影像压缩方法，其特征在于，所述过驱动影像压缩方法适用于RGB空间或YCbCr空间或YCoCg空间。

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