CN109862360B - 图像压缩方法以及图像处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种图像压缩方法以及图像处理系统。图像压缩方法包括：通过一编码器接收对应于一局部更新区域的一输入影像；以及通过编码器根据输入影像以及局部更新区域所对应的图块的影像信息的一部分重新对图块进行压缩以及编码，以取得对应于一下一帧的影像数据。本发明所涉及的硬件模块设计简单、所使用到的门电路数量少、且功耗低，适用于各种类的面板驱动芯片。

Description

图像压缩方法以及图像处理系统

技术领域

本发明有关于图像压缩方法以及图像处理系统。

背景技术

由于面板驱动芯片本身具有低成本、低功耗的特点，为了降低帧缓冲器的成本，通常会对输入影像进行压缩，以节省输入影像的储存空间。而现有基于图块的压缩技术可分作两种，第一种为基于具有固定大尺寸的图块(如图1A所示，区域110对应至一个图块，而影像100a被切割为8个图块，局部更新区域150位于第1～3个图块中)，其特点包括图元间的相关性高、压缩率大、在相同压缩率下图像质量较佳。然而，此一压缩技术对于局部更新的灵活性较差，特别是在局部更新的区域跨越多个图块或者宽度较窄的情况下。而第二种为基于具有固定小尺寸的图块(如图1B所示，区域120对应至一个图块，即影像100a被划分为192个图块，相较于图1A的图块110，图块120的尺寸明显小于图块120的尺寸)，其特点包括具有较佳的灵活性好，对局部更新支持完善。然而，此一压缩技术的图元间的相关性差、压缩率低，且主观上能看到明显的图片变形。因此，如何在输入端仅提供对应于局部更新区域的输入影像的情况下，提供更佳的压缩率且维持一定的灵活度为目前所需解决的问题。

发明内容

本发明一实施例提供一种图像压缩方法，包括：通过一编码器接收对应于一局部更新区域的一输入影像；以及通过编码器根据输入影像以及局部更新区域所对应的图块的影像信息的一部分重新对图块进行压缩以及编码，以取得对应于一下一帧的影像数据。

本发明另一实施例还提供一种图像处理系统，包括一编码器。编码器用以接收对应于一局部更新区域的一输入影像，以及根据输入影像以及局部更新区域所对应的一图块的影像信息的一部分重新对图块进行压缩以及编码，以取得对应于一下一帧的影像数据。

根据本发明一实施例，其中一解码器中的一协同解码核还根据对应于局部更新区域的位置信息自一帧缓冲器取得局部更新区域所对应的图块的影像信息。

根据本发明另一实施例，其中解码器中的一主要解码核还自帧缓冲器中存取并解码对应于下一帧的影像数据，并将对应于下一帧的影像信息输出至一显示器。

根据本发明另一实施例，其中编码器中的一多路选择器更接收输入影像以及局部更新区域所对应的图块的影像信息，并根据局部更新区域所对应的位置信息依序将影像信息所包含的像素输入至一编码核以产生对应于下一帧的影像数据。

根据本发明另一实施例，其中多路选择器还包括一缓冲器，用以储存自协同解码核所接收的局部更新区域所对应的图块的影像信息。

本发明所涉及的硬件模块设计简单、所使用到的门电路数量少、且功耗低，适用于各种类的面板驱动芯片。

附图说明

图1A、1B是显示现有技术的图块划分的示意图。

图2是显示根据本发明一实施例中所述的图像处理系统的方块图。

图3A～3C是显示根据本发明一实施例所述的图块划分的示意图。

图4A、4B是显示依据本发明另一实施例中的图像压缩方法的流程图。

图5是显示根据本发明另一实施例中所述的图像处理系统的方块图。

图6是显示根据本发明另一实施例所述的图块划分的示意图。

图7是显示依据本发明另一实施例中的图像压缩方法的流程图。

其中，附图中符号的简单说明如下：100、500～图像处理系统；110～图块划分生成器；120、510～编码器；130、520～帧缓冲器；140、530～解码器；511～多路选择器；512～编码核；531～主要解码核；532～协同解码核；600～输入影像；610～620～图块；622～局部更新区域；S401～S413、S701～S705～步骤流程。

具体实施方式

以下说明为完成发明的较佳实现方式，其目的在于描述本发明的基本精神，但并不用以限定本发明。实际的发明内容必须参考权利要求的范围。

必须了解的是，使用于本说明书中的“包含”、“包括”等词，用以表示存在特定的技术特征、数值、方法步骤、操作处理、元件以及/或组件，但并不排除可加上更多的技术特征、数值、方法步骤、操作处理、元件、组件，或以上的任意组合。

图2是显示根据本发明一实施例所述的图像处理系统的方块图。如图2所示，图像处理系统100至少包括一图块划分生成器110、一编码器120、一帧缓冲器130以及一解码器140。图块划分生成器110用以自操作系统(OS)接收一输入影像，并根据输入影像的类型判断是否需要自帧缓冲器130中存取对应于当前影像的部分影像信息(例如像素值等)，以产生对应于下一帧的影像信息。其中，操作系统所输出的影像类型包含对应于整个帧的一完整影像或者仅对应于一局部更新区域的影像。以及，响应于输入影像为对应于局部更新区域的影像时，操作系统还输出对应于局部更新区域的位置信息。编码器120用以对图块划分生成器110所输出影像信息进行压缩以及编码，并将其储存至帧缓冲器130中。解码器140用以自帧缓冲器130存取对应于下一帧的影像数据，并对其进行解码，以于一显示器(未显示)上显示对应于下一帧的影像。此外，响应于输入影像为对应于局部更新区域的影像时，解码器140还自图块划分生成器110接收对应于局部更新区域的位置信息，并根据位置信息取得对应于未更新区域的位置信息，以解码对应于未更新区域的影像信息，并将影像信息传送回区块划分生成器110。值得注意的是，图像处理系统100还可包含其它部件，且部件的配置可能随着不同系统而异，并可通过各种不同方式呈现，而不以图2的示例为限。此外，图块划分生成器110可通过逻辑电路实现。

根据本发明一实施例，响应于图块划分生成器110所接收到的输入影像为完整影像时，图块划分生成器110将图块的尺寸配置为与完整影像的尺寸相同，并将输入影像输出至编码器120中。接着，编码器120对输入影像进行压缩以及编码，以产生对应于输入影像的影像数据，并将其储存至帧缓冲器130中。最后，解码器140于显示对应于下一帧的影像时，即可对储存于帧缓冲器130中的影像数据进行解码，以取得对应于下一帧的影像信息。

根据本发明另一实施例，响应于图块划分生成器110所接收到的输入影像对应于局部更新区域、且局部更新区域与当前帧已划分的图块或者多个图块的组合重合时，图块划分生成器110将局部更新区域所对应的位置信息传送至解码器140，使得解码器140可根据局部更新区域所对应的位置信息计算未更新区域所对应的位置信息，以从帧缓冲器130中存取对应于未更新区域的影像数据，并对其进行解码。接着，解码器140将解码完的对应于未更新区域的影像信息回传至图块划分生成器110，使得图块划分生成器110可将未更新区域所对应的影像信息以及输入影像的影像信息结合为对应于下一帧的影像信息，并将其储存至帧缓冲器130中。其中，由于局部更新区域所对应的影像信息与前一帧的影像信息不同，因此编码器120将对输入影像进行重新压缩以及编码。此外，由于对应于未更新区域的影像信息与前一帧的影像信息相同，即编码时图元间的相关性并未改变，因此编码器120并不需要重新对未更新区域编码，以增加影像压缩的效率。

根据本发明另一实施例，响应于输入影像对应于局部更新区域、且局部更新区域与当前帧已划分的图块或者多个图块的组合未重合时，图块划分生成器110将根据局部更新区域的尺寸以及位置重新划分图块。举例来说，如

图3A所示，于当前帧所对应的影像中，图块划分生成器110已将整张影像300划分为高度相同的多个条带310a～310n(如图3A所示)，并对每个条带进行压缩以及编码。然而，由于新的局部更新区域的高度小于条带310a～310n的高度，因此图块划分生成器110将进一步地对局部更新区域所在的条带进行划分，并对局部更新区域所在的条带进行重新压缩以及编码。

举例来说，响应于局部更新区域位于条带310a中，且其高度小于条带310a时，图块划分生成器110将条带310a进一步地划分为高度相同的多个子条带320a～320n(如图3B所示，于此示例中是将条带310a划分为3个子条带320a～320c)，并判断经划分的子条带320a～320c的高度是否与局部更新区域的高度相同且重合。于此一实施例中，假设局部更新区域的高度刚好与子条带320a～320c的每一者的高度相同，且刚好与子条带320b重合时，图块划分生成器110还判断局部更新区域的宽度是否与子条带320b的宽度相同。举例来说，如图3C所示，局部更新区域位于330b的位置，但其宽度仍小于子条带320b的宽度，因此图块划分生成器110基于局部更新区域的位置将子条带320b划分为3个图块330a～330c。最后，于图块划分生成器110完成图块的划分后，根据未更新区域所对应的影像信息以及输入影像所对应的局部更新区域的影像信息经由编码器120进行压缩以及重新编码，并将编码后的影像数据储存于帧缓冲器130中。其中，对应于未更新区域的影像信息已事先通过解码器140自帧缓冲器130中读取当前帧中对应位置的影像信息。

值得注意的是，当图块划分生成器110基于局部更新区域的宽度对条带或子条带进行图块划分时，局部更新区域所对应的图块尺寸可能与其它图块的尺寸不同。换言之，当图块划分生成器110进行纵向划分时，并不需要将图块的尺寸划分为相同。除此之外，当图块划分生成器110完成图块的划分后，还将每个图块所对应的位置信息储存于一图块信息记录表中，以供图块划分生成器110基于下一个输入影像的位置判断是否需要对图块重新划分。

图4A、4B是显示依据本发明另一实施例中的图像压缩方法的流程图。于步骤S401，图块划分生成器110接收输入影像以及输入影像所对应的位置信息。于步骤S402，图块划分生成器110判断输入影像是否为一完整的影像。响应于输入影像为完整的影像时，进入步骤S403，图块划分生成器110将图块的尺寸设置为与完整影像的尺寸相同，并通过编码器120对图块进行压缩以及编码以取得对应于下一帧的影像数据(步骤S404)，以及将影像数据储存至帧缓冲器130中(步骤S405)。

反之，响应于输入影像对应于一局部更新区域时，进入步骤S406，图块划分生成器110进一步地根据图块信息记录表中所记录的图块尺寸以及位置判断输入图像所对应的局部更新区域是否与图块的至少一个或者其组合重合。其中，响应于局部更新区域与图块的至少一个或者其组合重合时，进入步骤S407，图块划分生成器110将局部更新区域所对应的位置传送至解码器140中，使得解码器140根据局部更新区域所对应的位置计算未更新区域的位置，以自帧缓冲器130中存取对应于未更新区域的影像数据。于步骤S408，编码器120对输入影像所对应的影像信息进行压缩以及编码以取得对应于局部更新区域的影像数据。于步骤S409，编码器120将对应于局部更新区域的影像数据以及对应于未更新区域的影像数据储存于帧缓冲器130中。

然而，响应于局部更新区域与图块的至少一个或者其组合未重合时，进入步骤S410，图块划分生成器110基于局部更新区域的尺寸重新划分图块，使得图块与局部更新区域重合。于步骤S411，对于未更新区域，图块划分生成器110还根据局部更新区域的位置计算未更新区域的位置，以通过解码器140自帧缓冲器130中存取对应于未更新区域的影像数据。于步骤S412，编码器120重新对输入影像以及未更新区域所对应的影像信息进行压缩以及编码以取得对应于局部更新区域的影像数据以及对应于未更新区域的影像数据。最后，于步骤S413，编码器120将对应于局部更新区域的影像数据以及对应于未更新区域的影像数据储存于帧缓冲器130中，以供解码器140进行解码以输出给显示器。

图5是显示根据本发明另一实施例中所述的图像处理系统的方块图。如图5所示，图像处理系统500至少包括一编码器510、一帧缓冲器520以及一解码器530。编码器510至少包括一多路选择器511以及一编码核512。多路选择器511用以接收对应于局部更新区域的影像信息以及对应于局部更新区域的位置信息，并根据局部更新区域的位置将影像信息输出给编码核512以对影像信息进行压缩以及解码。帧缓冲器520用以存取对应于一个帧的影像数据。解码器530至少包括一主要解码核531以及一协同解码核532。主要解码核531用以自帧缓冲器520存取对应于下一帧的影像数据，以对影像数据进行解码并将经解码的影像信息输出至一显示器(未显示)。协同解码核532用以解码局部更新区域所涉及的图块，并将解码后的影像信息回传至多路选择器511。其中，多路选择器511中还可包括一缓冲器，用以暂存自协同解码核532接收的影像信息。

根据本发明一实施例，响应于多路选择器511自操作系统接收到输入影像(其中输入影像对应至一局部更新区域)后，协同解码核532根据输入影像的位置信息(由操作系统所输出)自帧缓冲器520中存取并解码局部更新区域所对应的图块的影像数据，并将经解码的影像信息回传至多路选择器511中。接着，编码核512根据局部更新区域所对应的位置以及由协同解码核532所回传对应于该图块的影像信息重新对该图块进行压缩以及编码，以刷新原先储存于帧缓冲器520中的影像数据。举例来说，如图6所示，区域622为局部更新区域，区域621为未更新区域、以及区域620为局部更新区域所对应的图块。根据本发明的方法，响应于多路选择器511接收到对应于区域622的影像信息以及位置信息后，协同解码核532即根据自操作系统所接收到的位置信息自帧缓冲器520存取对应于图块620的影像数据，并对其进行解码，以将经解码后的对应于图块620的影像信息(即图块620中所包含的像素)回传至多路选择器511。多路选择器511于接收到对应于图块620的影像信息后，根据局部更新区域的位置依序的将图块621所对应的影像信息以及局部更新区域所对应的影像信息输出给编码核512，使得编码核对图块中的像素重新依序进行压缩以及编码，以产生对应于下一帧的影像数据。

值得注意的是，于此一实施例中，尽管局部更新区域的尺寸小于图块的尺寸，但编码器510并不会改变图块的尺寸，而通过对局部更新区域所对应的图块重新进行编码即可。

图7是显示根据本发明另一实施例中所述的图像压缩方法的流程图。于步骤S701，多路选择器511自操作系统接收对应于局部更新区域的输入影像。于步骤S702，多路选择器511判断输入影像所对应的图块，并致能协同解码核532根据输入影像所对应的图块自帧缓冲器520存取图块所对应的影像数据，并对影像数据进行解码以回传至多路选择器511(步骤S703)。于步骤S704，多路选择器511根据局部更新区域所对应的位置信息依序输出像素至编码核512，以重新对输入影像所对应的影像信息以及图块中对应于未更新区域的影像信息进行压缩以及编码。最后，于步骤S705，编码核512将图块所对应的影像数据以及其它未更新区域所对应的影像数据储存于帧缓冲器520中，以供主要解码核531于显示下一帧前进行存取并解码。

值得注意的是，尽管上述方法已在使用一系列步骤或方框的流程图的基础上描述，但本发明不局限于这些步骤的顺序，并且一些步骤可不同于其余步骤的顺序执行或其余步骤可同时进行。此外，本领域技术人员将可理解在流程图中所示的步骤并非唯一的，其可包括流程图的其它步骤，或者一或多个步骤可被删除而不会影响本发明的范围。

综上所述，根据本发明所述的图像处理系统及图像压缩方法，本发明可灵活地支持各种尺寸的局部更新区域，同时最大限度的保留图元值之间的相关性，在达到1/2甚至1/3的压缩率的情况下保证主观视觉基本无损。同时，当局部更新区域与现有的图块未重合时，可自适应地重新划分图块，以达到最佳的压缩解码图像质量。此外，本发明所涉及的硬件模块设计简单、所使用到的门电路数量少、且功耗低，适用于各种类的面板驱动芯片。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可以在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种图像压缩方法，其特征在于，包括：

接收输入影像；

判断上述输入影像是否对应于局部更新区域且与当前帧的图块或者多个图块的组合重合；

当判断为上述输入影像对应于上述局部更新区域、且上述局部更新区域与上述当前帧的上述图块或者多个图块的上述组合重合时，通过编码器接收对应于局部更新区域的输入影像；以及

通过上述编码器根据上述局部更新区域的输入影像以及上述局部更新区域所对应的图块的影像信息的一部分重新对上述图块进行压缩以及编码，以取得对应于下一帧的影像数据。

2.根据权利要求1所述的图像压缩方法，其特征在于，还包括：

通过解码器中的协同解码核根据对应于上述局部更新区域的位置信息自帧缓冲器取得上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息。

3.根据权利要求2所述的图像压缩方法，其特征在于，还包括：

通过上述解码器中的主要解码核自上述帧缓冲器中存取并解码对应于上述下一帧的上述影像数据，并将对应于上述下一帧的影像信息输出至显示器。

4.根据权利要求2所述的图像压缩方法，其特征在于，通过上述编码器根据上述局部更新区域的输入影像以及上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息的一部分重新对上述图块进行压缩以及编码的步骤还包括：

通过上述编码器中的多路选择器接收上述局部更新区域的输入影像以及上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息，并根据上述局部更新区域所对应的上述位置信息依序将上述影像信息所包含的像素输入至编码核以产生对应于上述下一帧的上述影像数据。

5.根据权利要求4所述的图像压缩方法，其特征在于，上述多路选择器还包括缓冲器，用以储存自上述协同解码核所接收的上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息。

6.一种图像处理系统，其特征在于，包括：

图块划分生成器，用以接收输入影像，并判断上述输入影像是否对应于局部更新区域且与当前帧的图块或者多个图块的组合重合；以及

编码器，用以：当通过上述图块划分生成器判断为上述输入影像对应于上述局部更新区域、且上述局部更新区域与上述当前帧的上述图块或者多个图块的上述组合重合时，根据上述局部更新区域的输入影像以及上述局部更新区域所对应的图块的影像信息的一部分重新对上述图块进行压缩以及编码，以取得对应于下一帧的影像数据。

7.根据权利要求6所述的图像处理系统，其特征在于，还包括：

解码器，具有协同解码核，上述协同解码核用以根据对应于上述局部更新区域的位置信息自帧缓冲器取得上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息。

8.根据权利要求7所述的图像处理系统，其特征在于，上述解码器还包括主要解码核，上述主要解码核用以自上述帧缓冲器中存取并解码对应于上述下一帧的上述影像数据，并将对应于上述下一帧的影像信息输出至显示器。

9.根据权利要求7所述的图像处理系统，其特征在于，上述编码器还包括多路选择器，上述多路选择器用以接收上述局部更新区域的输入影像以及上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息，并根据上述局部更新区域所对应的上述位置信息依序将上述影像信息所包含的像素输入至编码核以产生对应于上述下一帧的上述影像数据。

10.根据权利要求9所述的图像处理系统，其特征在于，上述多路选择器还包括缓冲器，上述缓冲器用以储存自上述协同解码核所接收的上述局部更新区域所对应的上述图块的上述影像信息。

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