CN112995745B - 图像储存方法与电路系统 - Google Patents

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Abstract

一种图像储存方法与电路系统，方法执行于电路系统中的一影像信号处理器中，在方法中，先取得所接收的影像的属性，可以得出影像的分辨率与其中像素信息，之后可以根据影像的属性决定每个像素所占用一存储器的位数，以将影像的多个像素以位为单位循序储存至存储器中。如此，于存储器中，当一个像素的信息以未满一个字节储存时，并以位为单位循序储存，下一个像素的信息将接续储存于存储器中，达成储存压缩的目的。

Description

图像储存方法与电路系统
技术领域
本案关于一种影像储存技术，特别是针对在一电路系统的存储器中储存影像并达到压缩储存目的的方法与实现此方法的电路系统。
背景技术
图像中最小单位是像素(pixel)，像素以一个数字序列表示，在一般计算机图像处理中，像素为图像的储存单位，在存储器中，图像可以矩阵的数据结构来储存，每个像素点可用至少一字节(Byte)来表示，以下内容以一像素点是一字节为例来说明。
图像的分辨率(resolution)以640*480为例，在计算机存储器的储存方式可以图1显示的示意图表示，分辨率640*480的图像需要占用存储器307200字节，在存储器中以数组方式循序储存，形成480行数据结构，每行占用640字节储存空间。同理，分辨率1280*720的图像如图2所示，存储器占用为921600字节，形成720行数据结构，每行占用两组640字节的存储空间。而分辨率1920*1080的图像如图3所示，存储器占用为2073600字节，以1080行存储空间储存，每行占用三组640字节的存储空间。
因此，随着分辨率的提高，图像所占用的存储器是成倍数增长的，虽然一般计算机系统也在成本下降的情况下可以拥有更大的存储空间，但在物联网(Internet of Things，ITO)的领域中，计算器硬件以微型与嵌入式为主要结构，且其中配置的存储器有限。在物联网的应用中，可能产生大量的数据，特别是影像数据，因此在处理影像数据与储存的应用上仍需要提出特别的方法，以应付大量形成的影像数据。
发明内容
说明书公开一种图像储存方法与电路系统，排除一般需要储存彩色影像的需要，所提出的方法为针对压缩储存特定格式的图像的应用，并以一电路系统实现此图像储存方法。
根据说明书公开的图像储存方法，方法利用图像的像素点的信息量只有少数几种取值的特性，多个像素的数据依序组合在连续存储器中，而不是限制每个字节仅能储存一个像素值，从而达到图像的压缩储存的目的。
根据方法实施例，所述图像储存方法主要步骤包括，取得一影像的属性，包括得出影像的分辨率与其中像素信息，接着根据影像的属性决定每个像素所占用一存储器的位数，并将影像的多个像素以位为单位循序储存该影像至存储器。如此，在所述存储器中，以位为单位循序储存时，当一个像素的信息以未满一个字节储存时，下一个像素的信息接续储存于该存储器中，形成一储存压缩率，达到储存压缩的目的。
进一步地，所述储存压缩率为大于1小于等于8的数值。
优选地，当影像为一二值图像时，具有最大储存压缩率，也就是二值图像的每个像素的信息量为0或1，每个像素以1位储存。
根据执行上述方法的电路系统实施例，电路系统包括一影像信号处理器，以及一存储器，以影像信号处理器执行所述的图像储存方法。
进一步地，电路系统包括一解码单元，能够根据影像格式解码自外部系统接收的影像，以取得所述属性。再于还原影像时，通过电路系统的编码单元根据储存于存储器中的像素顺序而循序编码完成。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1至图3显示现有储存各种分辨率影像的数据结构示意图；
图4显示实现图像储存方法的电路系统架构实施例图；
图5显示图像储存方法中决定储存压缩率的关系曲线实施例图；
图6至图8显示以最大储存压缩率的储存方式的数据结构示意图；
图9显示图像储存方法的实施例流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
说明书公开一种图像储存方法与电路系统，为针对特定格式的图像的储存方案，例如一种二值图像(binary image)。这类经过二值化(binarization)的图像为像素信息较低的图像，二值化是处理图像的一种方式，二值化将灰度图像转换成二值图像(binaryimage)，处理方式是将图像中大于一灰度阈值的像素灰度设为灰度极大值(如255，表示黑色)，把小于这个灰度阈值的像素灰度设为灰度极小值(如0，表示白色)，最后成为黑与白色像素组成的图像，并且二值图像可以1与0等位记录，而实现二值化。
具备二值图像特性的有两类图像，一类是图像本身以黑与白色像素组成，另一类是图像像素点包含的信息量只有0和1。以黑与白两个颜色组成的二值图像如一维条形码与二维条形码，因此所述图像储存方法与电路系统较佳可应用在储存这类影像的用途。
以此二值图像为例，由于二值图像信息仅有0与1，所述图像储存方法利用二值图像的像素点的信息量只有2种取值的特性，技术概念为将多个二值图像的像素数据以位(bit)为单位依序组合而储存在连续存储器中，打破传统以字节为单位储存像素的方式，并充分利用一个字节有多个位(如8个位)的存储器设计，可以有效利用存储器空间，达到压缩储存的目的。
在一些实施例中，特定格式的图像亦可为具有较低灰度等级(gray level)的灰阶图像。
在此一提的是，方法中所称压缩储存并非利用特定压缩算法执行影像压缩的技术，而是因为采用了不同现有的图像储存方式而达到压缩的效果。
根据说明书公开的图像储存方法与系统实施方式，可应用的图像并不限于所述二值图像，而是可应用在具有较少信息的像素的图像。也就是说，如所述二值图像等像素有较少信息的图像，所提出的图像储存方法达到压缩的目的是就是以位为单位储存图像，如此，不同于现有以字节(Byte)为单位储存图像中的像素值，而是将多个像素的数据依序组合在连续存储器中，从而达到此类图像的压缩储存的目的。
图4显示实现图像储存方法的电路系统架构实施例图，此系统架构例如为一种进阶精简指令集机器(Advanced RISC Machine，ARM)架构的电路系统，可以一集成电路(IC)或一般电路实现。图中显示的电路系统40可以集成电路、电路模块或是固件的形式运行于特定系统中，特别是产生像素有较少信息的图像的系统。
电路系统40中的主要几个电路组件，主要为处理数字影像的影像信号处理器(image signal processor，ISP)401、负责影像解码的解码单元405、负责编码输出的编码单元407以及储存数据的存储器403，存储器403可以闪存、随机存取存储器等形式的存储器实现。
当电路系统40接收影像400后，解码单元405解析影像400的编码格式与辨别分辨率，并得出影像中各像素的数值，经传送到影像信号处理器401后，影像信号处理器401根据影像400属性(如分辨率、像素值等)及其中各像素信息，可以得出一储存压缩率，也就是决定以多少位存储器储存影像像素，影像信号处理器401即执行一图像储存方法的软件程序，以位为单位循序将影像400逐像素地储存在存储器403中。
以所述图像储存方法储存像素信息量较少的图像时，可以达到压缩的目的，之后，也能依据此单元格式再次以编码单元407编码成为一般可读取的影像格式而输出，还原影像的过程为根据储存于存储器403中的像素顺序而循序编码完成。
以影像信号处理器执行的图像储存方法时，需要决定一储存压缩率(compressionratio)，相关方式可参考图5显示决定储存压缩率的演算示意图。
所揭示的图像存储方法的基本概念是用M位(bit)来表示N字节(Byte)，达到压缩的目的是要在M<(N*8)的条件下，所述储存压缩率(R)与此关系式M/(N*8)的关系如图5所示，其中纵轴为压缩率，横轴则是M与N数值的比例关系，如M/(N*8)，计算得出的M/(N*8)对应一个储存压缩率。
根据图5显示的关系曲线，若所处理的图像为二值图像，为M＝1、N＝1的情况，即用1位来表示1个像素点，此时可以获取最大的储存压缩率(R)，即在1个字节内包含了8个像素点的信息，例如以0表示白色以及以1表示黑色的二值图像，二值图像可以1位即可表示一个像素点，使得一个字节(1Byte＝8bits)可以储存8个像素点的信息，具有最大储存压缩率。
而所述图像储存方法还可适用其他像素信息较小的图像，能够使用不同的储存压缩率储存图像。举例来说，若可以2位(M＝2)储存传统要以一个字节(N＝1)的存储器储存的图像像素，因为图像储存方法以位为单位循序储存图像，可以达到M/N*8＝2/1*8＝0.25对应的储存压缩率。根据图示之实施例，此储存压缩率数值为大于1小于等于8(1<R≦8)。
以可以最大储存压缩率储存的二值图像为例，可参考图6至图8显示之范例，其中示意显示以最大储存压缩率的储存方式来储存分辨率640*480、1280*720与1920*1080的图像的数据结构示意图。
图6显示分辨率640*480的图像以最大储存压缩率储存的数据结构示意图，相较于图像的每一行原本需要640字节储存640个像素点，得出M/N*8＝1/8为例的情况下，分辨率640*480的图像的每一行仅占用80字节的存储器空间，每张图像使用了38400字节(80*480)的存储器。相较于图1显示分辨率640*480的图像需要307200字节的存储器空间而言，所述储存方法具有显著的成效。
图7显示分辨率1280*720的图像在一储存压缩率(M/N*8＝1/8)的情况下的数据结构，图中显示有720行的存储器数据结构，每一行占用了两组80字节的存储空间，共占用115200字节(80*2*720)的存储器空间。相较于图2显示相同分辨率的图像需要921600字节存储空间，所述储存方法具有显著的效果。
图8显示分辨率1920*1080的图像在一储存压缩率(M/N*8＝1/8对应的储存压缩率)的储存数据结构，图中显示共1080行以及每行由3组80字节的存储器储存此图像，一张图像使用了259200字节的存储器空间。相较于图3显示现有以2073600字节存储器空间储存分辨率1920*1080的图像，具有显著的效果。
根据以上各实施例描述的方案，整体来说可以参考图9所示图像储存方法的实施例流程图。
一开始，如步骤S901，电路系统接收一影像，此影像可由一外部系统输入电路系统，再如步骤S903，可由其中解码单元根据影像格式对影像解码，得出影像的属性，包括分辨率、其中像素的信息等，由电路系统中的影像信号处理器执行图像储存方法。
在步骤S905中，可以根据影像的属性取得影像像素的信息量，在步骤S907中，电路系统可以根据影像属性与其像素信息量决定每个像素所占用一存储器的位数，使得在所述图像储存方法中产生一个压缩储存的效果，其中所称具有一定储存压缩率即为当像素信息较少而不用一个字节储存时，依照所述方法可以达到压缩的效果。以二值图像为例，在决定每个像素所占用一存储器的位数的判断中，二值图像的每个像素信息为0或1两种位值。
根据实施例，不同于传统以一个字节(1Byte＝8Bits)储存各个像素信息的方式，在此方法中，当输入影像中的像素信息较少时，在存储器中，如步骤S909，可以位为单位循序储存，也就是一个像素以未满一个字节储存时，并以位为单位循序储存，下一个像素的信息还可接续前一个像素以位为单位储存在存储器中，如此形成一储存压缩率，达到储存压缩的目的。举例来说，当得出影像中的每个像素的信息量为0或1，每个像素以1位储存。
综上所述，根据说明书公开的图像储存方法，方法利用图像的像素点的信息量只有少数几种取值的特性，多个像素的数据可以位为单位依序组合在连续存储器中，而不是限制每个字节仅能储存一个像素值，从而达到图像的压缩储存的目的。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的申请专利范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的申请专利范围内。
【符号说明】
影像400
电路系统40
影像信号处理器401
存储器403
解码单元405
编码单元407
步骤S901～S909图像储存方法实施例流程。

Claims (10)

1.一种图像储存方法，包括：
取得一影像的属性，包括得出该影像的分辨率与其中像素信息；
根据该影像的属性决定每个像素所占用一存储器的位数；以及
将该影像的多个像素以位为单位循序储存该影像至该存储器；
其中，于该存储器中，以位为单位循序储存时，当一个像素的信息以未满一个字节储存时，下一个像素的信息仍以位为单位接续储存于该存储器中，形成一储存压缩率。
2.如权利要求1所述的图像储存方法，其中该储存压缩率为大于1小于等于8的数值。
3.如权利要求1所述的图像储存方法，其中，该影像为一二值图像，具有最大储存压缩率。
4.如权利要求3所述的图像储存方法，其中，在取得该影像的属性时，得出该影像中的每个像素的信息量为0或1，每个像素以1位储存。
5.如权利要求1至4中任一项所述的图像储存方法，其中该影像输入一电路系统，由该电路系统的一影像信号处理器执行该图像储存方法。
6.一种电路系统，包括：
一影像信号处理器，以及一存储器；
其中以该影像信号处理器执行一图像储存方法，包括：
经取得一影像的属性，得出该影像的分辨率与其中像素信息后，根据该影像的属性决定每个像素所占用该存储器的位数；以及
将该影像的多个像素以位为单位循序储存该影像至该存储器；
其中，于该存储器中，以位为单位循序储存时，当一个像素的信息以未满一个字节储存时，下一个像素的信息仍以位为单位接续储存于该存储器中，形成一储存压缩率。
7.如权利要求6所述的电路系统，其中该图像储存方法中得出的该储存压缩率为大于1小于等于8的数值。
8.如权利要求6所述的电路系统，还包括一解码单元，该解码单元根据一影像格式解码自一外部系统接收的该影像，以取得所述属性。
9.如权利要求8所述的电路系统，其中所接收的该影像为一二值图像，具有最大储存压缩率，并且其中每个像素的信息量为0或1，每个像素以1位储存。
10.如权利要求6所述的电路系统，其中，于还原该影像时，通过该电路系统的一编码单元，根据储存于该存储器中的像素顺序而循序编码完成。
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