TW279945B - - Google Patents

Description

經濟部中央樣準局貝工消费合作社印裝 A7 B7 五、發明说明（） 本發明係閼於圓像壓缩伸展方法及其裝置，尤其有關 一種藉由比较一原圖像與一伸展圖像而評估一阖像的方法 及其裝置。 發明背景 以往’在處理如傳像電話或傳真器等含有《I像之資埶 時，因其訊息量大，所以需要旄行資訊之I錄。將阑像信 號碼化予以顒示或重現之方法中，一舦所用以做爲壓缩阑 像訊息之方法的演算法，有預測碼化及變換碼化之兩種。 預測碼化係從已被解碼而知曉之信號預測增接而來之信號 ，以便只將預測不中之部份送出，藉以壓缩核碼化所需釩 息量之方法。 變換碼化係利用相關性強的圉像信號在頻率軸上觀之 其信號電力集中分佈於低頻领域之現象，只將有信號電力 集中分佈之成分的係數予以碼化，以削減總訊息量之方法 。變揍碼化因係積極利用阑像所具储之相關性，所以吁獲 得通常比預測碼化高的壓缩效率，佴由於演算處理多，其 實用化比預測碼化法使了一步。 然而，由於電胭技術之發展，使得變換碼化所需要之 正交揍的計算變成容易，所以巳成爲圖·像碼化演算法之主 流。有闖朝向遇波數领域之正交史換，現在被极爲實用上 最有力的是DCT(離散餘絃變換）式，其優點在於，朝向低 頻成分的電力集中優、且存在有高速演算算法。除了DCT 法外，用於囷像之變揍碼化之正交變換，尚有傾斜變換：， -3 . 本紙張尺度遑用中國國家揉準（CNS ) M规格（21〇><297公釐） 83. 3.10,000 (讀先閱讀背面之注$項再4-寫本頁)

A7 B7 經濟部中央棣準局貝工消費合作杜印製 五、發明説明（） 霍爾變換等。 依傳統使用DCT的圓像壓缩方法，具有一個缺點亦即 很難決定一最佳壓缩率。亦即，當係數被粗略地量子化時 ，一資料壓缩牟變大而劣化固像品質。易言之，雖然圖像 壓缩操作可在一高速度下進行，但是在再生阖像時會產生 塊失真，即在塊與塊間有不連續。另一方面，當係數被細 量子化時，资料壓缩率變小而降低塊失真，然而卻阻礙了 高速度操作的進行，於是很難處理動作激烈之動態圖像。 發明要旨 本發明之一目的在於提供一種圖像壓縮伸展的方法及 裝置，其中一最佳恩縮率被遴擇以維持明像的品質及避免 操作速度的降低。 位本發明第一方式的圖像壓縮伸展裝置，包含： 一饔縮電路’其依一預定壓縮率對_像壓縮而提供被 壓缩明像資料； 一伸展電路，其藉相對於該預定壓缩率的伸展資料， 將該被壓縮圓像資料伸展而提供再生固像資料； 一評估電路’其依該阑像資料與該再生圏像资料的比 较來評估該預定麇縮率而提供一最佳壓缩率，該最佳恩縮 率於隸要縮電路的下一次廢·縮操作時取代該預定|箱率被 使甩。 依本發明的另一式’一廢錄伸展圏像的方法，包含下 列步驟·· -4 - ( CNS ) Λ4Λ»( 2H)XW7 公釐） 83.3.10,000 ----------Ο------、tT------{,^ (請先w讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印*. A7 _____B7 五、發明説明（） 藉一第一壓缩牟壓缩圖像資料而提供第一個被壓缩阐 像資料； 藉相對於該第一壓缩率的資料伸展該第一個被壓缩阖 像資料而提供第一個再生圖像資料；及 按每一塊之像元單g比较該明像資料與該第一個再生 圖像資料而提供第一個塊雜訊；及 依該第一個愚箱率及該第一個塊雜訊而產生一最佳要 縮率，該最佳壓缩率在下一個阑像資料的壓缩時被使用。 固示之簡單説明 本發明參照所附闽示被進一步詳細説明，其中 囷1爲一方塊圖其顯示一使用DCT的圏像恩婉裝置， 及 囷2爲一方塊囷其顯示依本發明之之一较具體實施例 的一《像壓缩伸展的裝置。 较佳具體實施例的説明 於説明本發明之一較佳具體實施例之明像壓箱伸展方 法及裝置之前，本發明之背景將先被描述。 參照固1，其中一使用標準DCT方法的阖像资料恩摊 裝置被説明。説裝置包含一發射器（靨縮電路）1，—接收 .器（伸展電路）2，及一傳輸線3，其中®像資料10被分割成 8 X 8像元（點）之塊並提供給該發射器1，而再生圏像資料 20被送給該接收器2。 ----------^0------tr------ ί精先¾讀背面之注nf再填鸾本耳、 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS > A4规格（210X297公釐） 83.3.10.°00 279S45 A7 _ B7 五、發明説明（） 於該發射器1，按各塊分別施行二維DCT變楱。變換式 表成如下。 7 7 ΟνΣ Σ (pxy - ^ cos ^ZX + ^Un. COS ^+1λνΆ rc=o 6 6 經濟部中央樣率局貝工消費合作社印«. 在上式中’ x，y表示塊内之像元位置，u, V表示DCT 係數之位置。變換式之係數CU, Cv爲，若u, V - 〇時，則 成爲1/(2) 〇·5，若其他值時，則成爲1。若像元值Pxy之 數元精度爲8數元時，則Ls之值成爲3_28，若1£數元時，則 成爲2048。 經由此變換之結果，獲得64個之係數Suv之組。係數 S〇〇被稱爲DC係數，表示塊内之64個像元之平均值（直流成 分）。其餘之係數被稱爲AC係數。藉由此變楱，塊之8 X 8 像元係以64個DCT之基底向量之線性結合表現出來。 固像壓缩係利用一般圏像在DCT變揍時之電力分佈集 中於低頻成分之性質，乃對高頻成分之係數配以較少位元 數，對低頻成分之係數則配以较多位元數之责子化操作而 予以施行之。 係數Suv係使用碼化量子化表4，而以依各係數位置而 不同之步級大小予以緣性量子化。 降低f子化位陆（level)數而施行粗略责子化時’雖 可減少資料量，然而如僅單純地予以粗量子化，則雖然可 増加资料墨缩丰，卻無法避免畫質之劣化。捋依堍結果會 -6 - (請先閱讀背面之注$項再瑱寫本頁) 一訂 .—ο 線. 本紙張尺度遑用中國國家棣準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 83.3.10,000 經濟部中央揉準局負工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明（） 在塊邊界發生不逄續現象及會發生资枓缺損所致之誤差ο 於是，塊失真在量子化被増加。 降低壓縮率，施行細密的量子化時，塊失真雖會減少 ’但對於資料量多的動態阑像，則變成無法處理。鋥於實 際闽像所含之高頻成分不多，而DCT可將屬於高頻之高次 係數部份予以粗量子化，並將低次係數予以細f子化，所 以能在不降低畫質下達成高效率的碼化。 實際決定墨縮率時，泰半係由操作壓缩裝置之操作员 從若干種壓缩率中遴取被铤爲適當之壓縮率而予以決定。 在壓缩電路内，則參照與各個之壓縮率對應之董子化表， 將變換式之係數予以责子化。此時高頻成分大部份被刪除 〇 接下來將巳量子化之係數依一碼化表5予以熵碼化 (entropy coding〉以便傳送。慣用的碼化方式爲哈夫殳蜗 化方式。傳送困像資料時，囷像之碼化數捸與含有使用何 種表格等之情報的參數由發射器1鈒傳輸線3均一倂被送往 接收器2。 接收器2參照被傳輸的碼化表5解碼而提供量子化资料 。被量子化资料參照被傳輸的量子化表4以逆量子化方式 復原DCT係數。由於量子化之性寬，無法完全回復原來之 DCT係數。因此，利用此DCT方式的阖像壓缩被稱爲不可逆 碼化。接之將巳復原之DCT係數予以逆DCT變揍，即吁田復 每一塊含8 X 8像元之再生的塊阑像資料2〇。 如上所述，原始圏像資料10於發豺Si内該被赓缩資 本紙张尺度逍用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 83. 3.10,000 ----------C-------、ΤΓ—^---- (請先Η讀背面之注$項再填寫本頁) 279Q45 A7 B7 五、發明说明（ 經濟部中夬橾準局WC工消費合作杜印裝 料3〇依解蜗、逆量子化及逆正交变揍而提供再生明像资 20 〇 以下，一依本發明的较佳實施例之阑像壓缩伸展裝置 將於阖2被説明。該裝置包含一用於存入阖像资料打的記 憶器22，一用於將記憶器22讀出之阑像资料壓缩的壓缩電 路23，及一用於伸展該被恩縮圖像資料之伸展雷路以，一 用於存入及提供該被伸展固像資料26的記愫器Μ ,及一評 估電路31，其包含一減算器32用於進行從隸等記憶器22及 25讀出之每一塊明像資料像元間的滅算，一保持電路33用 於保持該減算結果作爲一塊辣訊，及一決定電路34用於依 該減算結果決定出一最佳壓縮率。 於操作時’該明像資料21被存於該記馕器22，從該處 該固像资料被讀出而送至該塵縮電路23。接著，以廢錄率 A於該壓缩電路23中壓缩該围像資料。該被壓綿資料及對 應於該恩縮率A的表资料被傳褕至伸展電路μ，且該|錄 率A被提供至該保持電路33予以保持。於敌伸展電路&， 該被恩縮資料依該被傳輸表資料被伸展而提供再生圊像资 料，此再生固像資料存於該記憶器25。 於該評估電路31中，該減算器32比较從敌記億器22及 25讀出之每一塊中的像元，於是在其中檢測出其差值作爲 一塊雜訊A，此塊雜說A被保持於該保持電路33。依該塊雜 訊A，於該決定電路34中決定一壓縮率B而提供結該|缩電 路23 〇 於該壓縮電路23中，從該記憶器22讀出之国像資料依 ---------0------tr丨-.---C 線 (請先«讀背面之注$項再魂寫本頁) 本紙張尺度遑用中國國家揉率（CNS ) A4规格（210X297公釐） 83.3.1〇,〇〇〇 經濟部中央樣率局負工消费合"社印褎 A7 B7_五、發明説明（） 一 該壓缩率B被壓縮並且對應於此壓缩率8的蜃缩資料及表 資料被傳檢至該伸展贫路24，於其中該被壓缩資料藉參照 該被傳輸表資料而被伸展。此被伸展资料被存於記愫器25 ，且從該记憶器22及25讀出的圖像資料如使用恩錄率八的 同樣方式一般於該減算器32内被比较，於是檢測出一塊雜 訊B並且將其存入該保持，路33 〇 接著，依該等恩縮率A、B及該塊雜訊a、β於該決定電 路34中決定出一最佳壓缩率，於是可將依此獲得的最佳壓 缩率從該決定電路34提供给該壓缩電路23，其中明像资料 依此最佳壓縮率被赓縮。 於藉該決定電路34決定出該最佳壓縮率時，若該塊雜 訊Α相當大，因爲壓縮率Α遠超遇該最佳恩绮牟，則該|縮 率B被決定爲小，而當該塊雜訊A小時，則該壓缩率B被歐 定爲大於該恩縮率A。無論在任何倍數，將該最佳恩錄率 設定於該壓縮率A與B之間，該最佳壓缩率的誤差吁被減低 〇 於此较佳具體實施妁中，一最佳恩箱率被使用於上述 DCT流程，於是藉壓抑塊雜訊所形成的视知覺問题而使得 圖像資料在品質上被改進，而且圖像资料的碼化在高效牟 下被進行。 本發明已參照特定實施例被完整清楚的插述，佴以下 申請專利範面並非限於該等描述，而熟悉本项技银人士所 作不脱本發明基本敎導所作的修飾及昝代性變化仍屬本發 明範圓〇 -9 - 本紙張尺度逍用中國IB家梯準（ CNS ) A4規格（210X297公董1 83.3.10^000 ----------〇-------ITI-^---ck (讀先閱讀背面之注$項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 經濟部中央揉準局Λ工消費合作社印製 A6 B8 C8 ___D8 六、申請專利範圍 、-- i.一種圏像壓縮伸展裝置，包含： 一恩縮電路，其依一預定壓縮率壓縮明像资料而提供 被壓縮明像资料； 該壓縮電路，包含： 藉使用一離散餘弦變換（DCT)式，變換轅闺像资料而 提供被變換闲像资料的一機構； 依對應於該預定及最佳壓縮率的碼化表資料，量子化 該被變楱明像資料而提供被量子化B5像資料的—機構； 依碼化表資料碼化該被童子化固像资料而提供被琢化 圖像資料的一機構；及 將該被琢化圖像资料連同該被量子化阑像資料及城化 表資料傳輸該伸展電路的一機構； 一伸展電路，其藉對應於該預定壓縮率的伸展资料， 將該被壓縮固像资料伸展而提供再生阖像資料； 該伸展電路，包含： 用於接收該被碼化固像資料連同該被量子化阑像资料 及碼化表資料的一機構； 依該碼化表資料，解碼該被碼化阑像資料而提供該被 童子化囷像資料的一機構； 依該量子化表資料，逆量子化該被量子化圖像资料而 提供該被變換圓像資料的一機構；及 藉使用該離散除弦變揍式，將該被變換困像資料逆變 揍而提供該再生阑像資料的一機構； 一評估電路，其依該阑像資料與該再生圖像資料的比 -10 - 本紙張尺度適用中國國家椹率（CNS ) Α4规格（2l〇x297公着） (请先»讀背面之注$項再填寫本頁) 訂·

   较來評估該被刪缩率而提供一氣佳壓縮率，該最佳餍 綿率於㈣翁料下-次__時取代㈣定減率 被使用； 該評佑電路，包含： 按每一塊之像元單元比较該固像資料與該再生圖像資 料而提供塊雜訊的一楝構； 保持該塊雜訊的一機構；及 依該預定壓縮率與該塊雜訊而產生一最佳签縮率的一 機構。 (請先閲讀背面之注意事項再球寫本頁}

   經濟部中央榡準局男工消費合作社印裝 2.—依申請專利範園第1項之特別用於壓缩伸展電話 傳真及電話傳像囷像訊就之系統，該系统包含一用於提供 該阖像資料的取像機構，該圖像資料代表欲被傳輸的明像 ，一用於存入待壓縮的該固像資料的第一記憶機構，用於 提供對任何給定固像之最佳靨缩有關的標準的複數個纪垅 表，該壓縮電路包含一用於將從該第一記憶機構取出之圏 像說號連同用於該恩縮之該等表中被選择的一個有閽之情 報進行恩館及傳輪的壓箱機構，該伸展電路包含一第二記 憶機構，一響應於該被赓缩及被傳輸明像訊號的一接收且 對被接收的訊號進行伸展及储存於該第二記憶機構的伸展 機構，一用於從該第二記憶機構中的固像訊號減去該第一 記憶機構中的圖像訊號的減算器機構，該評估電路包含一 響應於該減算器機構而用於決定該最佳壓縮率的決定機構 ’及一響應於該決定機構而使敌壓縮機構依該最佳壓縮牟 本紙張幻^遑用中卵家標準（CNS )八4祕（210X297公釐） 訂 I 6 線 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 傳輸下一筆該囷像資料。 3.如申請專利範園第2項之系統，其中該围像訊號被分 割成像元，且該減算器機構依一像元接一像元的基礎執行 該減算。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 -12 - 本紙張尺度逍用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐）