CN1973535A

CN1973535A - 缩减并混和两个高分辨率图像的设备和方法

Info

Publication number: CN1973535A
Application number: CNA2005800204718A
Authority: CN
Inventors: J·A·C·伯恩森; R·彼得斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2004-06-21
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2007-05-30
Also published as: EP1762089A1; KR20070026609A; WO2006000930A1; JP2008503914A; US20070248284A1

Abstract

本发明涉及缩减并混和两个高分辨率图像的领域，并且尤其涉及到一个允许缩减并混和一个HD JPEG背景图像和一个HD位图图像的装置和方法，HD位图图像被重叠在JPEG背景图像上。该装置包括：装置，用于把背景图像按预定因数n₁、n₂、...、n_N缩减；装置，用于解压缩被缩减的背景图像和高分辨率的位图图像；装置，用于把解压缩的高分辨率的位图图像分割成n₁xn₂x...xn_N个像素的块，凭此每块的大小对应于被缩减背景图像的每个像素的大小；和装置(16)，用于把解压缩的高分辨率位图图像的每一块与被缩减的背景图像的每个像素混和并从而产生混和图像。

Description

缩减并混和两个高分辨率图像的设备和方法

技术领域

本专利申请涉及两个高分辨率图像的缩减和混和的领域，并且尤其涉及一种允许HD JPEG背景图像和重叠在所述JPEG背景图像上的HD位图图像缩减和混和的装置，以及一种用于这类缩减和混和的方法。

背景技术

超音频高密度磁盘(超音频CD)格式中的图片包括两个部分：一个具有每像素3×8比特(例如红-绿-蓝(RGB))的JPEG格式的背景图像；和，一个每像素具有2比特的位图图像，其重叠在JPEG图像上。位图图像内的每个像素都具有一个在范围0-100％的各像素之间变化的透明度值，即具有0％的位图像素的不透明度表示完全不透明，而100％表示透明。通常，位图图像具有一个从每像素四个可能值中每一个到一组3×8比特RGB值的相关联查找表(LUT)。位图图像包含诸如不同语言的文本之类的特别信息，并且超过一个的位图图像可以与相同的JPEG背景图像混和。因此，分别存储背景JPEG图像和位图图像并且让超音频CD播放器在需要时混和它们两个是有利的。

JPEG背景图像和位图图像两者都具有高清晰度(HD)格式，1920×1080个像素。某些超音频CD播放器具有高清晰度电视(HDTV)输出，但是大多数播放器只具有标准清晰度电视(SDTV)输出。因此，超音频CD播放器必须把HD背景图像和位图图像缩减到一个SD尺寸，比如NTSC(国家电视系统委员会)所用的720×480或PAL(逐行倒相)所用的720×576。

一个现有技术方法在WO00/45362中被示出，其公开了一个用于HDTV的视频模式的自动图形适配。自动图形适配自动地合并单格式的位映像图形图像与不同的数字视频模式，比如HDTV和SDTV。在当前显示模式是HDTV模式的情况下，位映像图形的图像从1×1像素被重新映射成一个相应的2×2组数字电视系统(DTV)像素。在当前显示模式是SDTV模式的情况下，位映像图形的图像从一个像素被重新映射成一个相应的DTV像素。并且，被重新映射的位映像图形的图像被叠加到当前的显示模式上。

然而，这些现有技术的方法并没有包括任何缩放并且位映像图形的图像是以SDTV的模式而非HDTV模式被提供。

具有SDTV输出以缩减并渲染以HD压缩格式存储的图像的超音频CD播放器中另一个现有技术的方法如下所示：

解压缩JPEG背景图像，其得出一个1920×1080×3×8比特的RGB图像；

解压缩位图图像，得出一个1920×1080×2比特的位图图像；

混和两个图像(输出像素＝透明度×JPEG像素+(1-透明度)×位图像素)；并且，

把HD混和图像缩减成SD图像。

上述示例中的第一步要求大量的处理时间以及大量的图像存储器。例如，使用已知的离散余弦变换(DCT)技术来缩减JPEG图像较为理想。例如，为了按因数2缩减，DCT方法忽略所有高频DCT系数的3/4并且使用低频DCT系数的剩余1/4来渲染具有原始大小一半的图像。这种缩减方法产生出色的结果。当使用DCT缩减方法时，下列步骤被使用：

把DCT域中的JPEG背景图像按因数2缩减并且解压缩结果，这样得出一个960×540×3×8比特的RGB图像；

解压缩位图图像，得出一个1920×1080×2比特的位图图像；

把位图图像按因数2缩减，得出一个960×540×2比特的位图图像；

混和两个半分辨率的图像；并且，

进一步把被混和的半分辨率图像缩减成SDTV尺寸，比如用于NTSC的720×480或者用于PAL的720×576。

当使用DCT缩减方法时，第一步的处理要求被减小为只有第一次描述缩减例子的第一步要求的25％。这也应用在所需的图像存储器上。而且，混和在DCT方法中对于具有像素数量1/4的图像做出的，其又将第一次描述例子的处理要求降低了25％。从而，缩减DCT域中的JPEG背景图像无疑是有利的。

然而，位图图像所具有的像素具有一个范围从0-100％的特定透明度。当缩减那些像素时，知道JPEG背景图像的像素值是必需的，但是当上述DCT方法被使用时，这些在正确的分辨率中是不可用的。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一个改进的装置，其允许缩减并且混和两个高分辨率图像。

这个目的经由提供下列装置而被实现：装置，用于按预定因数n₁、n₂、...、n_N来缩减背景图像；装置，用于解压缩被缩减的背景图像；装置，用于解压缩高分辨率的位图图像；装置，用于把解压缩的高分辨率位图图像分割成n₁xn₂x...xn_N个像素的块，凭此每个块的大小对应于被缩减的背景图像每个像素的大小；和，装置，用于把解压缩的高分辨率位图图像的每一块与被缩减的背景图像的每个像素混和并从而产生混和图像。

本发明的另一个目的是提供一个用于缩减并且混和两个高分辨率图像的改进方法。

这个目的经由一个包括下列步骤的方法被实现：把背景图像按预定因数n₁、n₂、...、n_N缩减；解压缩被缩减的背景图像；解压缩高分辨率的位图图像；把解压缩的高分辨率位图图像分割成n₁xn₂x...x n_N个像素的块，凭此，每个块的大小都对应于被缩减背景图像的每个像素的大小；和，把解压缩的高分辨率位图图像块的每一块与被缩减的背景图像的每个像素混和并从而产生混和图像。

本发明的其它目的和特征将从结合附图考虑的以下详细说明中变得明显。然而应当理解，附图只是被设计用于图解的目的，而不是定义来限制本发明，本发明的限制应该参考附加的权利要求。还应当理解，附图不一定是按比例描绘的，并且除非另有陈述，否则它们只意在概念上说明此处所述的结构和程序。

附图说明

在附图中，其中，类似的参考字符表示遍及这几个附图中类似的元件。

图1公开了一个根据本发明实施例的超音频CD播放器装置的示意图；

图2公开了一个示出本发明优选实施例的本发明方法步骤的流程图；

图3公开了一个当透明度是0％或100％时示出每个位图像素值的RGB值的查找表示例；

图4公开了当透明度超过0％或小于100％时示出每个位图像素值的RGB值的另一个查找表示例。

具体实施方式

图1是一个示意图，其示出了根据本发明的一个优选实施例的超音频CD播放器装置10的基本结构。应当明白，图1中所示的装置10只示出了本发明所必需的部分，并且一个超音频CD播放器装置还包括其它部分，比如磁盘驱动器、音频处理等等。在一个优选实施例中，播放器装置10包括诸如存储器之类的存储装置11、12，用于存储高分辨率的压缩背景图像和高分辨率的压缩位图图像。诸如JPEG背景图像之类的高分辨率的压缩背景图像被优选地单独存储在存储器11中，而高分辨率的压缩位图图像被优选地单独存储在另一个存储器12中。尽管这两个图像被单独地存储并且如图1中所示地被存储在不同的存储器11、12中，然而本领域的技术人员了解这些存储器11、12可以被并入同一物理硬件存储器。播放器装置10还包括诸如解码器之类的装置14，用于解压缩背景图像和位图图像。

此外，播放器装置10还包括：装置13，用于把背景图像按一个预定因数n₁、n₂、...、n_N缩减；装置15，用于把解压缩的高分辨率位图图像分割成n₁xn₂x...xn_N个像素的块，凭此每个块的大小都对应于被缩减背景图像的每个像素的大小；和装置16，用于混和解压缩的高分辨率位图图像的每一块和被缩减的背景图像的每个像素并且从而产生混和图像。优选地，播放器装置10还包括至少一个查找表(LUT)17，其中，例如位图图像的每像素的四个可能值映射成4×8比特的RGB和T。这将在下面被更详细地描述。混和图像在显示器18上被显示。优选地，在其被显示在显示器18上之前，混和图像还在缩放器13中被缩减到一个期望的大小，比如用于NTSC的720×480或用于PAL的720×576。

缩放器13、解码器14、分割装置15和混和装置16在图1中被示为单独的模块。所有这些功能块可以同样被并入同一个处理器或两个处理器等等。

在本发明的优选实施例中，在图2中示出的，用于缩减并混和一个包括像素的高分辨率的压缩背景图像和一个包括像素的高分辨率的压缩位图图像的过程如下所示：

把被压缩的背景图像按预定因数n₁、n₂、...、n_N缩减(步骤21)。在本发明的优选实施例中，高分辨率的背景图像是HD JPEG背景图像，其在DCT域中按因数2被缩减；

解压缩被缩减的背景图像(步骤22)，其在优选实施例中得出一个960×540×3×8比特的RGB图像；

解压缩高分辨率的位图图像(步骤23)，在这个例子中得出一个1920×1080×2的比特的位图图像；

把解压缩的高分辨率的位图图像分割成n₁xn₂x...xn_N个像素的块(步骤24)，凭此每个块的大小都对应于被缩减的背景图像的每个像素的大小。在本发明的优选实施例中，JPEG背景图像按因数2被缩减，凭此HD解压缩位图图像被分割成2×2个像素的块并且这些块的每一个恰好映射成被缩减的JPEG背景图像的一个像素；

混和解压缩的高分辨率位图图像的每一块与被缩减背景图像的每个像素并且从而产生混和图像(步骤25)，在这个例子中得出一个960×540×3×8比特的RGB图像；

进一步把被混和的图像缩放成期望的SDTV大小(步骤26)，比如用于NTSC的720×480或用于PAL的720×576。

在本发明的优选实施例中，HD JPEG背景图像的缩减在DCT域中完成。然而也存在其它可以使用的图像表示域，比如子波变换、离散傅里叶变换(DFT)等等，它们都具有与DCT域相同的优点，即在解压缩被压缩的HD图像之前先缩减它而不是首先解压缩HD图像然后再缩减它，这样使得降低了对处理的需要和需要的图像存储器。而且为简单起见，在优选实施例中，HD JPEG背景图像按因数2被缩减。然而，本领域的技术人员清楚知道可以使用任何因数。在一个方向上缩减与其它方向无关，因此，因数n₁、n₂、...、n_N通常可以被用于缩减N维的图像。

尽管RGB被用于本发明的优选实施例，然而也可以使用其他颜色表示，比如YUV，即一个通常称为Y的亮度信号对应于图像的亮度信息，而通常称为U和V的两个色度信号提供色彩信息。本发明不取决于色彩表示，而用于单色、彩色、多谱图像和三维及更高维图像等等。

图3并且4示出了查找表的示例，该查找表示出了各个可能的位图像素值的RGB值和透明度值T，当位图图像具有每个像素2比特并且位图图像内的每个像素具有一个可能在范围从0-100％的像素之间变化的透明度时，即具有0％的位图像素的不透明度表示完全地不透明而100％表示透明。

在一个块的全部四个像素的透明度是100％的情况下，这个块的图2中的步骤25的输出仅仅是相应的JPEG背景像素。

在一个块的全部四个像素的透明度是0％的情况下，在位图图像的查找表操作之后，这个块的图2中的步骤25的输出在本发明的优选实施例中是四个位图像素的平均值。在一个特定块中步骤25的输出示例将在下文中被描述，其中，四个像素具有位图值(0，0)、(0，0)、(0，1)、(1，0)。在这个例子中，四个位图像素在使用图3的查找表之后的平均值是：

R＝(0+0+60+100)/4＝40

G＝(50+50+100+0)/4＝50

B＝(100+100+200+0)/4＝100

从而，在这个例子中，对于这个特殊块的图2的步骤25的输出是(R、G、B)＝(40、50、100)。

在一个块的四个像素的透明度对于上述两种情况不同的情况下，即超过0％但是小于100％，一个加权平均被计算而不是计算如上所述的四个位图像素的平均值。加权因数根据透明度值来计算。然后，被加权平均的位图像素通过使用平均值透明度与相应的JPEG背景像素而混和。四个位图像素的透明度加权平均值是：

(1)(R_w，G_w，B_w)＝{(1-T₁)×(R_b1，G_b1，B_b1)+(1-T₂)×(R_b2，G_b2，B_b2)+(1-T₃)×(R_b3，G_b3，B_b3)+(1-T₄)×(R_b4，G_b4，B_b4)}/{(1-T₁)+(1-T₂)+(1-T₃)+(1-T₄)}

加权平均像素的透明度(R_w，G_w，B_w)是：

(2)T_w＝(T₁+T₂+T₃+T₄)/4

混和的输出像素，即图2的步骤25的输出是：

(3)(R₀，G₀，B₀)＝(1-T_w)×(R_w，G_w，B_w)+T_w×(R_j，G_j，B_j)

其中

(R₀，G₀，B₀)＝图2中步骤25的输出像素；

(R_w，G_w，B_w)＝加权平均像素；

(R_b1，G_b1，B_b1)＝LUT操作之后的位图像素1；

(R_j，G_j，B_j)＝缩减的JPEG背景图像的对应像素；

T₁＝位图像素1的透明度；

T_w＝加权平均像素的透明度。

在下文中将描述在一个特殊块中的步骤25的输出的示例，其中，四个像素具有位图值(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)并且相应的缩减JPEG背景像素是(R_j，G_j，B_j)＝(10，20，40)。在这个例子中，四个位图像素的加权平均值使用图4的查找表并且等式(1)来计算：

(R_w，G_w，B_w)＝{(1-0.2)×(0，50，100)+(1-0.4)×(60，100，200)+(1-0.6)×(100,0，0)+(1-0.8)×(0，100,0)}/{(1-0.2)+(1-0.4)+(1-0.6)+(1-0.8)}＝＝{(0，40，80)+(36，60，120)+(40，0，0)+(0，20，0)}/2＝＝(38,60，100)

加权平均像素(R_w，G_w，B_w)的透明度使用等式(2)来计算：

T_w＝{0.2+0.4+0.6+0.8}/4＝0.5

并且，混和输出像素，即图2中的步骤25的输出像素使用等式(3)来计算：

(R₀，G₀，B₀)＝(1-0.5)×(38，60，100)+0.5×(10，20，40)＝(24，40，70)

在本发明的一个实施例中，图2中所示的用于缩减并混和一个包括像素的高分辨率的压缩背景图像与一个包括像素的高分辨率压缩位图图像的过程被实现为一个计算机程序产品，包括用于当所述产品在一个数据处理设备上运行时执行步骤21-26的软件编码部分。计算机程序产品优选地在一个计算机可读媒介上具体化。

从而，虽然本发明的基本非常规设计已经被示出与描述并且指出为应用于其一个优选实施例，但是应当理解，在不脱离本发明精神的前提下，本领域技术人员可以在所说明的装置的形成与细节并且其操作中做出不同的省略、置换与改变。例如，用基本上相同的方式执行基本上相同的功能来实现相同结果的那些元件和/或方法步骤的所有结合明显地都在本发明的范畴内。而且，应当认识，与本发明的任何公开形式或实施例有关而被示出和/或描述的结构和/或元件和/或方法步骤可以被并入任何其它被公开或描述或建议为一个普通设计选择问题的形式或实施例。因此，本发明只被附加在此的权利要求的范围所指出的限制。

Claims

1.一种用于缩减并混和一个包括像素的高分辨率的压缩背景图像和一个包括像素的高分辨率的压缩位图图像的装置(10)，包括：

装置(13)，用于把背景图像按预定因数n₁n₂、...、n_N缩减；

装置(14)，用于解压缩被缩减的背景图像；

装置(14)，用于解压缩高分辨率的位图图像；

装置(15)，用于把解压缩的高分辨率的位图图像分割成n₁xn₂x...xn_N个像素的块，凭此，每块的大小对应于被缩减背景图像的每个像素的大小；

装置(16)，用于把解压缩的高分辨率的位图图像的每一块与被缩减背景图像的每个像素混合并从而产生混和图像。

2.根据权利要求1的装置，其中，混和装置(16)被安排来使用至少一个查找表(17)并且合并解压缩的高分辨率的位图图像块内的像素值。

3.根据权利要求1的装置，其中，缩放装置(13)被安排来在离散余弦变换域中缩减背景图像。

4.一种缩减并混和一个包括像素高分辨率的压缩背景图像和一个包括像素的高分辨率的压缩位图图像的方法，包括下列步骤：

把背景图像按预定因数n₁、n₂、...、n_N缩减；

解压缩被缩减的背景图像；

解压缩高分辨率的位图图像；

把解压缩的高分辨率位图图像分割成n₁xn₂x...xn_N个像素的块，凭此，每块的大小对应于被缩减背景图像的每个像素的大小；

把解压缩的高分辨率的位图图像的每一块与被缩减背景图像的每个像素混和并从而产生混和图像。

5.根据权利要求4的方法，其中，混和步骤进一步包括使用至少一个查找表来合并解压缩的高分辨率的位图图像块内的像素值。

6.根据权利要求4的方法，其中，缩减背景图像的步骤在离散余弦变换域中被完成。

7.一种计算机程序产品，包括用于当所述产品在数据处理设备上运行时执行权利要求4-6中任何一个的步骤的软件编码部分。

8.根据权利要求7的在计算机可读媒介上实现的计算机程序产品。