CN101931804B - 无需使用存储器的旋转图像的设备及方法 - Google Patents

Abstract

一种无需使用存储器的旋转图像的方法包括以下步骤：由JPEG编码器读取具有m×n个宏块(其中“m”和“n”为自然数)的输入图像；在所述JPEG编码器中编码时，将各个宏块的图像数据在预定方向旋转预定角度；在所述JPEG编码器中编码时，分配并输入每个经过旋转的图像数据的序列；在JPEG解码器中解码时，通过利用程序指示所述宏块以从所述宏块的原始输入序列改变的序列输出所述宏块；以及在预定方向旋转了所述预定角度的图像。

Description

无需使用存储器的旋转图像的设备及方法

技术领域

本发明涉及图像旋转方法，更具体地，涉及用于自由旋转和输出以所需方向旋转所需角度的输入JPEG图像的图像旋转方法，所述方法通过利用处理以宏块为单位的图像的JPEG编码器和解码器的特性，无需使用如帧缓冲器或行缓冲器的大尺寸存储器。

背景技术

联合图像专家组(JPEG)是一种图像压缩标准，由于其较高的压缩效率，JPEG还是各个领域包括数码相机和图像传感器(CIS)中使用最广泛的图形文件格式。将图像旋转用户所需角度的功能是每个应用必须具备的要件。

为了旋转已输入至JPEG编码器的图像数据，在解码时，必须依据旋转方向以宏块为单位重排图像数据，因此有必要使用如帧缓冲器或行缓冲器的大尺寸存储器。

为了实现图像旋转的功能，传统的技术需要使用如帧缓冲器或行缓冲器的大尺寸存储器，因此具有增加电路尺寸的问题。

发明内容

因此，努力作出本发明以解决在现有技术中出现的问题，而且本发明的目的在于提供用于自由旋转和输出以所需方向旋转所需角度的输入JPEG图像的图像方法，所述方法通过利用处理以宏块单位的图像的JPEG编码器和解码器的特性，无需使用如帧缓冲器或行缓冲器的大尺寸存储器。

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种无需使用存储器的旋转图像的方法，包括以下步骤：由JPEG编码器读取具有m×n个宏块(其中“m”和“n”为自然数)的输入图像；在所述JPEG编码器中编码时，将各个宏块的图像数据在预定方向旋转预定角度；在所述JPEG编码器中编码时，分配并输入每个经过旋转的图像数据的序列；在JPEG解码器中解码时，通过利用程序指示所述宏块以从所述宏块的原始输入序列改变的序列输出所述宏块；以及在预定方向旋转了所述预定角度的图像。

附图说明

结合附图阅读下面的详细描述之后，将更清晰地理解上述目的、以及本发明的其他特征和优点，其中：

图1是示出根据本发明的实施方式的被配置以实现用于旋转和输出图像的方法的设备方块图；

图2是示出根据本发明的实施方式的图像构造及宏块在逆时针方向旋转90度的过程的示图；

图3是示出根据本发明的实施方式、以逆时针方向将输入图像旋转90度以及在解码时通过改变宏块输出序列来输出已旋转图像的方法的示图；以及

图4是示出根据本发明的实施方式旋转图像的方法的流程图。

具体实施方式

现将详细描述本发明优选实施方式，其实施例在附图中示出。只要有可能，在整个附图和描述中，相同的标号将始终用于表示相同或类似的部分。

图1是示出根据本发明的实施方式的被配置以实现用于旋转和输出图像方法的设备方块图。

参照图1，图中示出输入图像110、JPEG处理系统120、及输出图像130，其中输入图像110通过JPEG处理系统120旋转所需角度，例如90度、180度等，从而显示输出图像130。

如图2所示，当输入图像110具有3×4个宏块且每个宏块包含的图像数据(ID)的大小为8×8时，输入图像110的图像大小为32×24。

JPEG处理系统120包括JPEG编码器121及JPEG解码器123。JPEG编码器121包括正向离散余弦变换(FDCT)部分、量化部分、锯齿扫描部分以及可变长编码(VLC)部分。正向离散余弦变换(FDCT)部分的功能为将数据从空间域转换到频域，而量化部分的功能为利用预定的刻度量化频域内的数据。锯齿扫描部分的功能为排列数据，使得能够执行哈夫曼编码，而可变长编码(VLC)部分的功能为通过利用哈夫曼表编码可变长数据。

图2是示出根据本发明的实施方式的图像构造及宏块在逆时针方向旋转90度的过程的示图；

参照图2，输入图像210具有3×4矩阵的宏块(0，1，2，...，10，11，依据矩阵序列)，且每个宏块包含矩阵8×8的图像数据213a(0，1，2，...，62，63，依据规则序列)。左侧图像数据213a表示处于预旋转状态的图像数据，而右侧图像213b表示处于后旋转状态的图像数据。

在下文中，将参照图1和图2详细描述以逆时针方向旋转90度的输入图像宏块的旋转方法。

当进行编码操作时，JPEG编码器121分配宏块的输入序列(0，1，2，...，10，11依据矩阵序列排列)，宏块包括以逆时针方向预旋转90度的图像数据213b各片，然后依次将分配宏块输入第一块，即正向离散余弦变换(FDCT)部分。

具体地，当以宏块为单元的图像数据通过如SRAM的行缓冲器输入到FDCT时，以宏块为单元的图像数据213通过行缓冲器的地址控制被转换为以所需方向旋转所需角度(例如逆时针旋转90度)的图像数据213b，然后输入到FDCT。

因此，用需要存储器如帧存储器或行存储器的传统方式是能够解决问题的，此存储器用于重排具有同样角度与方向的图像数据，如当JPEG解码器解码输入到JPEG编码器的无旋转图像数据时以宏块单位待实现旋转的角度与方向。

图3是示出根据本发明的实施方式、以逆时针方向将输入图像旋转90度以及在解码时通过改变宏块输出序列来输出已旋转图像的方法的示图。

参照图3，输入图像310含3×4矩阵的宏块，且每个宏块包含已在编码时逆时针方向预旋90度的宏块的图像数据213b。

在下文中，将参照图1和图3详细描述改变宏块输出序列的方法以便于JPEG解码器123可以以从宏块原始输入的序列改变的序列解码宏块。

以下公式1和公式2表示解决方案，该方案被预编程以生成表示待输出在输入图像各宏块中的图像宏块序列的预计算坐标信号(例如旗信号)。此处，能够理解当公式由软件简单实现时，无需使用附加的存储器即能使3×4矩阵的输入图像以逆时针方向旋转90度并输出为4×3矩阵图像。

n′(n)＝(mb_宽×mb_高)-mb_高×(n+1)

(其中n＝0，1，2，3)                        ......(1)

n′(n)＝n′(n-4)+1其中n＝4，5，...，10，11)..................(2)

此处，“n’”表示宏块的输出序列，“n”表示宏块的输入序列，

“mb_宽”表示构成水平图像的宏块数，而“mb_高”表示构成垂直图像的宏块数。

根据本发明的实施方式，当3×4矩阵大小的宏块以输入序列“n”为0、1、2、...、10、11输入时，根据矩阵序列，mb_宽＝4，且mb_高＝3。因此，在n＝0，1，2，3的情况下，当应用公式1时，n’(0)＝9，n’(1)＝6，n’(2)＝3，而n’(3)＝0。另外，在n＝4，5，6，7，8，9，10，11的情况下，当应用公式2时，n’(4)＝10，n’(5)＝7，n’(6)＝4，n’(7)＝1，n’(8)＝11，n’(9)＝8，n’(10)＝5，以及n’(11)＝2。

也就是说，宏块以输出序列n’重排，以具有4×3矩阵，n’(3)＝0n’(7)＝1，n’(11)＝2，n’(2)＝3，n’(6)＝4，n’(10)＝5，n’(1)＝6，n’(5)＝7，n’(9)＝8，n’(0)＝9，n’(4)＝10，而n’(8)＝11。此处，能够理解，在相对于宏块输入序列“n”表达重排宏块时，宏块以序列3，7，11，2，6，10，1，5，9，0，4，以及8输出，如图3右侧图320所示。

尽管关于将大小为3×4的输入图像以逆时针方向旋转90度的方法已描述了上述实施方式，但无须再说明，本发明可以应用于目的为实现大小m×n(其中“m”和“n”为自然数)的输入图像以顺时针或逆时针方向旋转90度、180度、270度或360度的各种旋转方法。

用于将本发明应用于大小为m×n(其中“m”和“n”为自然数)的输入图像(即，mb_宽＝n，且 mb_高＝m的输入图像)以逆时针方向旋转90度、180度与270度(或以顺时针方向旋转270度、180度与90度)的标准化公式规定如下。

1)将图像以逆时针方向旋转90度的情况(与将图像以顺时针方向旋转270度的情况)。

n′(n)＝(mb_宽×mb_高)-mb_高×(n+1)

                                     ............(3)

(其中n＝0～mb_宽-1)

n′(n)＝n′(n-mb_宽)+1

                                     ............(4)

(其中n＝mb_宽～(mb_宽×mb_高-1))

2)将图像以逆时针方向旋转180度的情况(与将图像以顺时针方向旋转180度的情况)。

n′(n)＝(mb_宽×mb_高)-(n+1)

                              ........................(5)

(其中n＝0～(mb_宽×mb_高-1)

n′(n)＝n′(n-mb_宽)+1

                              ...............(6)

(其中n＝mb_宽～(mb_宽×mb_高-1))

3)将图像以逆时针方向旋转270度的情况(与将图像以顺时针方向旋转90度的情况)。

n′(n)＝(mb_宽×mb_高)-(n+1)

                              .....................(7)

(其中n＝0～mb_宽)

n′(n)＝n′(n-mb_宽)-1

                              ........................(8)

(其中n＝mb_宽～(mb_宽×mb_高-1))

图4是示出根据本发明的实施方式的旋转图像方法的流程图。

在步骤10中，JPEG编码器读取具有预定大小的输入图像。

在步骤20中，编码时，JPEG编码器如用户所需的、在预定方向预旋转每一宏块图像数据预定角度。

在步骤30中，编码时，JPEG编码器分配并输入在步骤20中已旋转图像数据的宏块序列。

输入序列对应于与已旋转图像数据的各组相对应的宏块关于3×4的矩阵序列(即正则序列0，1，2，...，11)。

在步骤40中，JPEG解码器解码时，通过利用程序，输入宏块被指示以按照从原始输入序列改变的序列输出。

上文已详细描述了通过使用程序以逆时针方向旋转90度旋转大小为3×4宏块的输入图像的方法，因此此处将省略其详细描述。

在步骤50中，以预定方向旋转预定角度图像的输出，如步骤40中的程序指示的那样。

从上文描述中可明显看出，本发明提供一种无需使用存储器而将JPEG输出图像在所需方向旋转所需角度的旋转方法，从而防止出现由于使用存储器而产生的经费，并尽量减小电路的尺寸，因此该方法可适用于最近的小型化应用上。

虽然为说明的目的描述了本发明的优选实施方式，但本领域技术人员应理解，在不脱离本发明所附权利要求书公开的范围和精神的情况下，可进行不同的改进、附加和替代。

Claims (9)

1.一种无需使用存储器的旋转图像的方法，所述方法包括以下步骤：

(a)由JPEG编码器读取具有m×n个宏块的输入图像，其中“m”和“n”为自然数；

(b)通过利用在编码时使用的存储器，在所述JPEG编码器中编码时，将各个宏块的图像数据在预定方向旋转预定角度；

(c)在所述JPEG编码器中编码时，将每个经过旋转的图像数据的序列分配并输入至JPEG解码器；

(d)在所述JPEG解码器中解码时，通过利用程序和在解码时使用的存储器指示所述宏块以从所述宏块的原始输入序列改变的序列输出；以及

(e)从所述JPEG解码器输出在所述预定方向旋转了所述预定角度的图像。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(b)中，通过行缓冲的地址控制在所述预定方向将各个宏块的图像数据旋转所述预定角度。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在步骤(b)中，将所述图像数据逆时针地旋转90度，180度，或者270度。

4.如权利要求2所述的方法，其中，在步骤(b)中，所述图像数据包括顺时针地旋转90度，180度，或者270度。

5.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(c)中，依照矩阵序列分配与各个已旋转图像数据相对应的所述m×n个宏块的输入序列，其中“m”和“n”为自然数，并按照顺序输入所述输入序列。

6.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(d)中，所述程序生成分配宏块的输出序列坐标信号，以便将所述输入图像匹配待输出的旋转方向和角度。

7.用于无需使用存储器而旋转图像的设备，所述设备包括JPEG处理系统，所述JPEG处理系统包括JPEG编码器和JPEG解码器，所述编码器和解码器实现如权利要求1所述的方法中的步骤(a)到(e)。

8.如权利要求7所述的设备，其中，所述JPEG处理系统安装于能够处理JPEG图像的应用中。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述应用对应于便携式电话、PDA、以及PMP其中之一。

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