CN101754034B - 透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统，包含存储器用于储存压缩图数据及压缩遮罩数据、控制器用于由存储器读出压缩图数据及压缩遮罩数据、第一解压缩装置用于对压缩图数据进行解压缩，进而产生第一色彩空间影像信号、色彩空间转换装置用于将第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号、特定颜色信号用于储存装置储存多组特定颜色信号，其中，该特定颜色信号指定不同程度透明属性、第二解压缩装置用于对压缩遮罩数据进行解压缩，进而产生选择信号，以及第一多工器依据选择信号，选择第二色彩空间影像信号或特定颜色信号进而将其输出。

Description

透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统及方法

技术领域

本发明涉及影像解压缩的技术领域，尤指一种具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统及方法。

背景技术

图1是已知的游戏应用平台的方块图。在一般二维(two dimension，2D)或三维(3D)游戏应用的平台上，为了节省运算量与频宽，通常是把小精灵(sprite)影像与背景(background)影像预先编码并储存在存储装置中110。而当运算引擎(rendering engine，RE)130要读取小精灵影像与背景影像的时候，解压缩装置120再把小精灵影像与背景影像进行解码。运算引擎(RE)130再对小精灵影像与背景影像进行影像处理，例如执行透明处理(alpha blending)。然后，运算引擎(RE)130把影像处理后的RGB值储存在暂存缓冲区(frame buffer)112。显示装置140再从暂存缓冲区(frame buffer)112中读取相关的数据，进而显示小精灵影像与背景影像。在对小精灵影像与背景影像编码时，最常用的方法，除了利用可变长度(variable run length)编码，还可以利用颜色对照表(color look-up table，CLUT)或是霍夫曼(Huffman)编码等。

当运算引擎(RE)130储存至暂存缓冲区112的数据已经是RGB值时，可针对此张影像再进一步做编码。在实时绘图及显像系统(real-time rendering and display graphic image)的应用下，现有技术利用颜色对照表(CLUT)，即，运算引擎(RE)130写到暂存缓冲区112的数据不再是RGB值，而是以指标(index)为主。例如一张影像只需256种颜色时，则在写到暂存缓冲区112所需的数据只要8位的指标值即可，当欲显示影像时，再根据指标值去查询颜色对照表(CLUT)而得到真正的RGB数据，该RGB数据可为16位或是24位。然而，此种方法最大的缺点是限制住显示颜色的种类。

在二维与三维游戏的游戏平台中，运算引擎(RE)130要将小精灵影像与背景影像叠合时，或是要执行透明处理(alpha blending)时需要对透明属性进行描述。如图2所示，将小精灵影像210与背景影像220叠合后，产生叠合影像230。在该叠合影像230中，背景影像220的部分道路被遮住，故需将在小精灵影像210中虚线框内汽车影像外的部分(240所指处)定义为透明色。如此，叠合后的叠合影像250中，背景影像220的部分道路将不会被遮住。

小精灵影像与背景影像由于具有透明属性，并不适合非无损(non-loseless)方式的压缩，例如JPEG和MPEG压缩。由于JPEG压缩或是MPEG压缩方法中缺乏定义透明属性的功能，对于开发游戏者造成困扰。若是将某几个颜色定义成不同程度的透明属性，将小精灵影像与背景影像压成JPEG档案格式或是MPEG档案格式后，在解压缩之后常会发现原本是透明的地方，已经不再透明了。这是因为JPEG与MPEG所使用的余弦转换压缩法，虽然对一般图片压缩效果不错，但因为属于有损失的压缩方式(loss compression)，所以透明属性就在压缩与解压缩的过程中，被遗失掉了。由此可知，已知的具有透明属性的压缩图数据的解压缩系统及方法仍有诸多缺失而有予以改善的必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有透明属性的压缩图数据的解压缩系统及方法，可解决已有的JPEG或MPEG档案中无法定义透明属性的问题，而可将JPEG或MPEG压缩技术引进游戏平台中。

本发明的另一目的在于提供一种具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统及方法，是在已知的游戏平台中引入JPEG或MPEG压缩技术而可将影像有效地压缩，而较已有的游戏平台所使用的压缩技术节省储存空间，另外保留整张图的透明信息，并对其压缩。

依据本发明的一个特色，本发明提出一种具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统，包含存储器、存储器控制装置、控制器、第一解压缩装置、色彩空间转换装置、特定颜色信号储存装置、第二解压缩装置、及第一多工器。该存储器储存压缩图数据以及与该压缩图数据对应的压缩透明遮罩数据。该存储器控制装置连接至该存储器，以执行对该存储器的存取动作。该控制器耦合至该存储器控制装置，以由该存储器读出该压缩图数据及该压缩遮罩数据。该第一解压缩装置连接至该控制器，以对该压缩图数据进行解压缩，而产生第一色彩空间影像信号。该色彩空间转换装置耦合至该解压缩装置，以将该第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号。该特定颜色信号储存装置储存多组特定颜色信号，该特定颜色信号代表不同程度的透明属性。该第二解压缩装置连接至该控制器，以对该压缩遮罩数据进行解压缩，而产生选择信号。该第一多工器连接至该控制器、该色彩空间转换装置、该特定颜色信号储存装置、以及该第二解压缩装置，以依据该选择信号，选择该第二色彩空间影像信号或特定颜色信号以输出之。

依据本发明的另一特色，本发明提出一种具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩方法，包含步骤(A)由存储器读出压缩图数据及与该压缩图数据对应的压缩透明遮罩数据；(B)对该压缩图数据进行解压缩，而产生第一色彩空间影像信号；(C)将该第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号；(D)对该压缩遮罩数据进行解压缩，而产生选择信号；(E)依据该选择信号，选择该第二色彩空间影像信号或某个特定颜色信号输出，其中该特定颜色信号代表不同程度的透明属性。

要对离散余弦转换压缩图数据对应的压缩透明遮罩数据做压缩又不能将原本离散余弦转换解压缩的过程有所改变，甚至是降低效能，故被压缩的透明遮罩数据就必须依照离散余弦转换图档像素最小压缩单位(MCU)的排列方式去安排遮罩数据顺序，以确保解完压缩的图像素跟其对应的透明遮罩信息能同时出现，相互配合。

附图说明

图1是已知的游戏应用平台的方块图。

图2是已知的小精灵影像与背景影像叠合的示意图。

图3是本发明具有透明色的压缩图数据的解压缩系统的方块图。

图4是本发明具有透明色的压缩图数据的解压缩系统的应用方块图。

图5是本发明具有透明色的压缩图数据的解压缩方法的流程图。

主要元件符号说明

存储装置中110          解压缩装置120

运算引擎130            显示装置140

暂存缓冲区112

小精灵影像210          背景影像220

叠合影像230            透明色区域240

叠合影像250

压缩图数据的解压缩系统300

存储器305              存储器控制装置310

控制器315              第一解压缩装置320

色彩空间转换装置325    特定颜色信号储存装置330

第二解压缩装置335      第一多工器340

先进先出缓冲装置345

第二多工器410          总线420

总线控制装置430

具体实施方式

图3是本发明具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统300的方块图。如图3所示，其包含存储器305、存储器控制装置310、控制器315、第一解压缩装置320、色彩空间转换装置325、特定颜色信号储存装置330、第二解压缩装置335、第一多工器340、和先进先出缓冲装置345。

该存储器305用于储存压缩图数据及与相对应的压缩遮罩数据，其中，该存储器305可为嵌入式静态存储器(embedded SRAM)或是动态随机存储器(DRAM)。

该压缩图数据使用离散余弦转换压缩(DCT)的非无损(non-loseless)压缩方法进行压缩处理，该压缩方法可以为JPEG压缩方法或MPEG压缩方法。该经过离散余弦转换的压缩图数据可为小精灵影像或背景影像。该压缩遮罩数据使用字流长度(run-length)编码的无损(loseless)压缩方法进行压缩，并依离散余弦转换压缩像素顺序排列透明信息。

该存储器控制装置310连接至该存储器305，以执行对该存储器305的存取动作。当该存储器305为嵌入式静态存储器时，该存储器控制装置310则执行静态存储器的存取。当该存储器305为动态随机存储器时，该存储器控制装置310则执行动态存储器的存取。

该控制器315耦合至该存储器控制装置310，以由该存储器305读出该离散余弦转换压缩图数据及该压缩遮罩数据。

该第一解压缩装置320连接至该控制器315，以对该压缩图数据进行解压缩，而产生第一色彩空间影像信号，其中，该第一色彩空间影像信号为YUV影像信号，其中，当该压缩图数据使用JPEG压缩方法时，该第一解压缩装置320较佳为JPEG解码器；当该压缩图数据使用MPEG压缩方法时，该第一解压缩装置320较佳为MPEG解码器。

该先进先出缓冲装置345连接至该第一解压缩装置320及该色彩空间转换装置325，用于暂存该第一色彩空间影像信号。

该色彩空间转换装置325耦合至该解压缩装置320，用于将该第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号，其中，该第二色彩空间影像信号可为5:6:5RGB影像信号。

该特定颜色信号储存装置330用于储存多组特定颜色信号，该特定颜色信号代表不同程度的透明属性，其中，该特定颜色信号为5:6:5RGB影像信号。

由于在YUV或RGB色彩空间中，并没有定义透明属性，故利用特定颜色信号储存装置330去指定多个特定颜色信号用于代表不同透明程度属性。当运算引擎(RE)看到多个特定颜色信号时，即会执行不同透明程度的处理(alpha blending)。

该第二解压缩装置335连接至该控制器315，以对该压缩遮罩数据进行解压缩，而产生选择信号sel。该第二解压缩装置335较佳为字流长度(run-length)的解码装置。

该第一多工器340连接至该控制器315、该色彩空间转换装置325、该特定颜色信号储存装置330、以及该第二解压缩装置335，用于依据该选择信号sel，进而选择该第二色彩空间影像信号或特定颜色信号而输出之。

该选择信号为非零电位时，表示对应处为透明属性，此时该第一多工器340根据此选择信号去选择特定颜色信号输出。当选择信号为零电位时，表示对应处为不透明色，此时该第一多工器340选择该第二色彩空间影像信号输出。该控制器315将该第一多工器340的输出信号写入该存储器305中。

图4是本发明具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统300的应用方块图。其主要将本发明具有透明色的压缩图数据的解压缩系统300应用于集成电路中，其新增加第二多工器410、总线420、和总线控制装置430。

该第二多工器410连接至该存储器控制装置310及该控制器315，以在该第二多工器410及该存储器控制装置310形成总线420。在本应用中，该总线例如可为先进微处理器总线(Advance Microcontroller BusArchitecture，AMBA)。该总线控制装置430连至该第二多工器410，用于控制该控制器415经由该先进微处理器总线420存取该存储器305。借着数据总线，可将本发明具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统300应用于具有多个主动装置的系统中。

图5是本发明具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩方法的流程图。首先在步骤(A)中，由存储器读出离散余弦转换压缩图数据及与相对应的压缩遮罩数据。该压缩图数据是使用离散余弦转换压缩的非无损压缩方法进行压缩处理，该压缩方法例如可为JPEG压缩方法或MPEG压缩方法，其中，该压缩图数据可为小精灵影像或背景影像。具有透明属性的该遮罩数据先对每个最小压缩单位(MUC)使用字流长度编码的无损压缩方法进行压缩，其中，若有连续相同的最小压缩单位透明属性，则用一组指标与数量取代。

在步骤(B)中，对该离散余弦转换压缩图数据进行解压缩，进而产生第一色彩空间影像信号，其中，该第一色彩空间影像信号为YUV影像信号。当该压缩图数据使用JPEG压缩方法时，使用JPEG解码方法对该压缩图数据进行解压缩，而产生该第一色彩空间影像信号。当该压缩图数据使用MPEG压缩方法时，使用MPEG解码方法对该压缩图数据进行解压缩，而产生该第一色彩空间影像信号。

在步骤(C)中，将该第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号，其中，该第二色彩空间影像信号为5:6:5RGB影像信号。

在步骤(D)中，对该压缩遮罩数据进行解压缩，而产生一组选择信号。

在步骤(E)中，依据该选择信号，将该第二色彩空间影像信号或某一特定颜色信号输出，其中该特定颜色信号代表某一程度的透明属性。在步骤(F)中，将步骤(E)所选择的信号写入该存储器中。

由上述说明可知，本发明是先将图片或影片上每点的透明属性依序记录起来，形成该图片或影片透明属性的遮罩，再对代表透明属性的遮罩做无损压缩以产生本发明的压缩遮罩数据，同时对图片或影片执行JPEG或MPEG压缩以产生本发明的压缩图数据。再将压缩后的压缩遮罩数据附加在压缩图数据，如此并不影响压缩图数据原本特性，又可在JPEG或MPEG档案中增加透明属性的特效。

在执行遮罩做无损压缩时，先以离散余弦转换压缩法中的最小压缩单位(MCU)为单位，对最小压缩单位内的透明遮罩做字流长度编码压缩。然后再对有相同的透明遮罩邻近的区块再做字流长度编码压缩一次，其中，第二次字流长度编码压缩主要是节省记录连续相同透明属性区块的空间，例如连续的透明区块或完全非透明区块的空间，进而增加压缩效率。

在解压缩的过程中，压缩遮罩数据与压缩图数据同步解出。如果根据透明遮罩的信息表示某些点是透明的，那相关解出的点会被置换，若不是，相关解出的点则不受影响。

综上所述，可知本发明通过引入透明压缩遮罩数据，进而可解决已知的JPEG或MPEG档案中无法定义透明属性的问题，而可将JPEG或MPEG压缩技术引进游戏平台中。同时也通过引入的JPEG或MPEG压缩技术而可将影像有效地压缩，而较已知的游戏平台所使用的压缩技术节省储存空间。

上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的保护范围自应以权利要求书所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (14)

1.一种具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩系统，包含：

存储器，用于储存压缩图数据及与该压缩图数据对应的压缩遮罩数据；

存储器控制装置，用于执行对该存储器的存取动作；

控制器，耦合至该存储器控制装置，用于由该存储器读出该压缩图数据及该压缩遮罩数据；

第一解压缩装置，连接至该控制器，以对该压缩图数据进行解压缩，进而产生第一色彩空间影像信号；

色彩空间转换装置，耦合至该解压缩装置，以将该第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号；

特定颜色信号储存装置，用于储存多组特定颜色信号，该特定颜色信号代表多种透明属性；

第二解压缩装置，连接至该控制器，用于对该压缩遮罩数据进行解压缩，进而产生选择信号；以及

第一多工器，连接至该控制器、该色彩空间转换装置、该特定颜色信号储存装置和该第二解压缩装置，用于依据该选择信号，将该第二色彩空间影像信号或该特定颜色信号输出。

2.如权利要求1所述的解压缩系统，进一步包含：

先进先出缓冲装置，连接至该第一解压缩装置及该色彩空间转换装置，用于暂存该第一色彩空间影像信号。

3.如权利要求2所述的解压缩系统，进一步包含：

第二多工器，连接至该存储器控制装置及该控制器，以在该第二多工器及该存储器控制装置形成总线。

4.如权利要求3所述的解压缩系统，其中，该总线可为先进微处理器总线，该解压缩系统进一步包含：

总线控制装置，连至该第二多工器，用于控制该控制器经由该先进微处理器总线存取该存储器。

5.如权利要求4所述的解压缩系统，其中，该压缩图数据使用非无损压缩方法进行压缩，该压缩遮罩数据使用无损压缩方法进行压缩。

6.如权利要求5所述的解压缩系统，其中，该非无损压缩方法为离散余弦转换压缩。

7.如权利要求6所述的解压缩系统，其中，该无损压缩方法为二阶段字流长度编码。

8.如权利要求7所述的解压缩系统，其中，该第一色彩空间影像信号为YUV影像信号该第二色彩空间影像信号及该特定颜色信号为RGB影像信号。

9.如权利要求1所述的解压缩系统，其中，该压缩遮罩数据为透明遮罩信息，且该特定颜色信号对应透明属性，当像素的透明遮罩信息显示该像素是透明时，其对应的该选择信号为高电位，以使该第一多工器将该特定颜色信号输出，当像素的透明遮罩信息显示该像素非透明时，其对应的该选择信号为低电位，以使该第一多工器将该第二色彩空间影像信号输出。

10.一种具有透明属性的离散余弦转换压缩图数据的解压缩方法，包含步骤：

(A)由存储器读出压缩图数据及与该压缩图数据对应的压缩遮罩数据；

(B)对该压缩图数据进行解压缩，进而产生第一色彩空间影像信号；

(C)将该第一色彩空间影像信号转换成第二色彩空间影像信号；

(D)对该压缩遮罩数据进行解压缩，进而产生选择信号；以及

(E)依据该选择信号，进而选择该第二色彩空间影像信号或特定颜色信号输出，其中该特定颜色信号代表不同程度的透明属性。

11.如权利要求10所述的解压缩方法，其中，该压缩图数据使用非无损压缩方法进行压缩，该压缩遮罩数据使用无损压缩方法进行压缩。

12.如权利要求11所述的解压缩方法，其中，该无损压缩方法为为二阶段字流长度编码。

13.如权利要求12所述的解压缩方法，其中，该第一色彩空间影像信号为YUV影像信号，该第二色彩空间影像信号及该特定颜色信号为RGB影像信号。

14.如权利要求10所述的解压缩方法，其中，该压缩遮罩数据为透明遮罩信息，当像素的透明遮罩信息显示该像素是透明时，其对应的该选择信号为高电位，以将该特定颜色信号输出，当像素的透明遮罩信息显示该像素非透明时，其对应的该选择信号为低电位，以将该第二色彩空间影像信号输出。

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