TW393853B - A memory based vlsi architecture for image compression - Google Patents

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A7 B7 經 部 中 央 標 準 消 f: 合 作 社 印 五、發明説明（] i酱明範圍 f發月般與⑹像處理與電職形的範圍有關，更且體 而言’本發明與可執行影像處理與壓縮的建構與方關。 2·相關技藝描沭 在如數位相機等的小型成 a* ,, . ., . ,L 土次手鈥式裝置中，影像壓縮的目 ^在於減Η科的儲存與處理要件，而㈣並能維持可接 受的畫質。當減少儲存與處理要件時，相機的整體功率損 耗3F會降低’因爲執行處理動作的vlsi(超大型積體電路） 日3隨較爲精5。傳輸或暫停影像與動畫影像位元速率的降 低將會加速捕獲影像，然後再將影像下載至PC(個人電腦） 中或其他更複雜的資料處理系統。 A不-疋由如VLSI软體或由其他軟體執行的影像壓縮技 m可歸類爲有耗’或"無耗等兩種技術。利用有耗壓縮 ，在壓縮前的原始影像可以在壓縮影像解壓縮時正確類取 。=後，無耗技術的壓縮比例是由影像的熵決定，並不獲 取高壓縮比率，且因它們保留了原始影像資訊的高百分比 ，因而在運算上花費高成本。相對地，有耗壓输技術只提 供了原始影像的近似影像。因此，以有耗壓縮技術，可以 獲取較高的壓縮速率，但與無耗壓縮技術相較起來，其影 像Κ 左。這類有耗壓縮技術又稱爲"預測編碼，，技術（亦 名爲數位脈衝密碼調制（DPCM)，本技術爲本技藝人士所熟 知），以線性結合已處理的鄰近像素來預測連續像素的數値 。錯誤像素可以原始影像像素與相對預測像素之間的差値 -4 - 本纸張尺度適用中國囤家樣準（CNS ) A4規格（210X297公釐） J .J, ί 教------訂------成____I (讀先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（2 來定義。數量化錯誤像素，且二進位编碼。傳統上，此類 -J f 裝-- *-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本黃) 數量化可以自編碼來個別執行，而導致處理電路或軟體幾 何的複雜性=> 這類運算擴充技術的執行較需要影像壓縮的適合數位相 機與手提式、小型裝置之VLSI電路需要更多@ VLSI電路 ’因此’而要更簡單的建構來執行這類技術，而同時節省 功率並保持壓縮技術的精確度。 發明概述 ^本又Μ-種影像壓縮裳置，包括可提供數量化代碼的 第-查詢表格，供應該代碼長度的第二查詢表格，盥預判 编碼電路’該電路可產生—可爲這類表格作成索引的位址。 .圖式描述 本發月的方法與裝置之相關的物件、特性與優點，將依 以描述而更顯清楚： 圖1爲依本發明的具體實施例之概要圖。 圖2馬依本發明的第二具體實施例的概要圖。 圖3爲依本發明的第三具體實施例的説明圖。 圖4爲依本發明的具體實施例之系統説明圖。 經濟部中央標率局月工消费合作社印氣 本發明的詳細描沭 ，請參照所附的圖4，本文將説明本發明的示範性具體實 施例。這類示範性具體實施例可説明本發明的各層面，且 =應侷限於本發明的範圍中。示録具體實施例主要依參 照概要圖或流程圖來説明，對於流程圖而言，在流程圖之 内的每一區塊代表方法步驟與可執行方法步驟的裝置元件 -5- A7 B7 經濟部中央摞準局爲工消费合作社印繁 -6 五、發明説明（ ，依執行的不同，可在硬體、軟體、穩定器或上述結合體 组態相對的裝置元件。 圖1爲本發明的具體實施例之概要圖。 圖1代衣以影像餐縮系統爲基礎的表格查詢，圖1在許 多方面與之前技藝影像壓縮系統不同，首先，使用特殊預 測編碼或轉接性去相關性電路，而第二查詢表格可用來在 積體電路中執行數量化與二進位編碼。之前的技藝系統並 不使用積體數量化與編碼查詢表格，並不使用以預測編碼 爲基礎的查詢表格，此種情形將在本文中討論。圖丨裝置 的優點在於，查詢表格可用作爲RAM(隨機存取記憶體）， 因此所需的成本較之前技藝所需的成本爲低，功率耗損較 少。雖然圖1説明查詢表格壓縮的執行，但只是示範而已 。熟知本項技藝的人士可以將查詢表格建構運用至任何影 像或資料壓縮系統中。 7/ 圖1説明產生自定標裝置或其他影像捕獲裝置的組件之 輸入像素資料Pi，或組態來通信影像資訊的埠。像素資料

Pi代表與於影像内定義的像素有關的數値，而該影像即爲 裁行壓縮之處。該數値可能爲單一數値代表色彩，如r(红 色）、G(綠色）與B(藍色）色彩平面組件或這類數値的群組 。典型而言，每個？1爲一像素"組件，,（R，G或B)，且會與 鄰近組件一起内插形成單一螢幕可重現RGB混合式像素 。像素組件的混合常可在影像最後輸出至顯示器或印表機 時獲取。 每一 Pi顯不爲8位元的未標記數値可輸入至差値電路 本紙張尺度適用中國國家標準（公釐_)--— (請先聞讀背面之注意事項再填艿本頁)

A7 Ί __Β7_ 五、發明説明（4 ) ^ ~' ---- 〇中’差値電路100可運算預測的前一個之像素ρ，Μ與原 始像素组件Pi之間的差値。差値電路1〇〇可產生並提供輸 出场9位元已標記數値△ = Pi - P，i-1，該數値可指爲"錯 决或預測編碼與影像壓縮技藝之△數値。如下文所討論， 每—像素組件Pi具前一個預測的像素組件p.i i，此组件是 :Μ編碼电路所提供。前一個預測的像素组件P，卜】輸饋 至差優電路中，以作爲下一個未來像素組件Pi。 預測像素組件Pi.是以線性結合之前相關鄰近像素組件 來產生，在預測編碼中，任一鄰近像素組件數可用來預測 像素，·且件數値，舉例而言，一維預測编碼與北向鄰近编碼（ 同欄W —列）或西向鄰近编碼（同列前一攔）相近。二维預測 编碼則與北向與西向鄰近像素有關，圖1的示範具體實施 例依西向鄰近像素來展示一維預測編碼。 預測編碼電路10可如以下説明運作，差値電路100可產 生A値，該△値爲9位元標記數値，代表Pi與ρ,Η之間的 差値，廷個’’錯誤"數値，△可用爲通往查詢表格（LUT) 110 的位址。LUT 11〇爲查詢表格運算逆向數量化的數値。 LUT 110可以儲存已知△或錯誤的數量化數値與逆向數量 經濟部中央標準局於工消贽合作社印奴 J—J - J. w 裝-- _- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •丨線 化數値。LUT 11〇輸出”復原，，錯誤數値△，，可如圖i所示 用在錯誤復原電路中。 復原錯誤數値△•由LUT110輸出，爲數量化與逆向數量 化的結果。例如，錯誤數値△ = 96，可能具有12的數量 化數値。數里化數値12，當逆向數量化可產生復原的的錯 狹△，例如是98，就是這個數量化損耗加速了壓縮，用 _________-7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4i^lT0^97lJ7 來编輯查詢表格的數量化方程式可造成如96與98的數値 ，並圖映至數量化數値12中。當逆向數量化時，數値12 會產生如以上範例的逆向數量化數値98，且不論2"是；r、 自9 6或9 8的數量化錯誤數値獲取。 除非應用了復原機制，否則數量化錯誤數値轉成爲較小 的數値集，可傳輸整列的像素。錯誤復原電路15試著利用 回馈輸’並以未來的復原錯誤數値A，來累加前一個預測像 素，以爲未來預測未來像素組件之用，並降低錯誤的傳輪。 累加電路160可將復原錯誤△，與爲前一個預測像素的 p'm累加，累加可輸入至暫存器區塊17〇中，該區塊可錯 存並保留△，+ Ρ·Μ，直到下一個△，已預備好要累加。前— 個預測像素Ρ ; · I亦輸入至差値電路1 〇 〇中以自實際像素組 件Pi中揭取。錯誤復原電路15，包括了累加電路16〇與暫 存器區塊，爲前向影像壓縮程序的解壓縮或逆向。因此， 並不將原始輸入像素組件數値視爲預測計算，而是解壓縮（ 逆向數量化）像素組件用來計算下一個後續預測數値，這可 在接收端模擬預測（如，在解壓縮時），因此，每一組件的 數量化錯誤仍保持特定像素局部性。 如上文所述，預測性编碼電路1 〇可產生每一像素组件6 的錯誤數値△。第二LUT 120可用來執行數量化與以^體 電路來编碼’再次地’例如96具數量化數値12。LUT 1 2 0將儲存可能△値的全範圍以爲位址，以作成數量化數 値與其關鍵詞索引（編碼的）。 第二LUT 1 0儲存長度資訊並假設8位元像素組件，可 —--_______ A7 五、發明説^~51---- 的編牌170以提供每—編碼詞的大小。由lut i2G所提供 =:爲特定錯誤數值A的相等數量化二進位编碼數値 的_ 130所提供的大小資訊與由LUT 120所提供 :::位編碼詞，歛集電路15〇可以安排資料傳輸的序列 勺括5至其他组件或裝置。錢集器電路所傳輸的編碼詞 ^夠的資訊，以代表壓縮影像並在稍後可壓縮復原原 Z <办像的稍作修正版影像，該影像以全影像的匕數値 术傳輸至預測編碼電路。 在圖1的範例中，使用西向鄰近像素组件的-维預測编 ，* 口此特疋列j的第—像素組件p 1並未具前一個預測像 '、件P〇，原因在於p〗並無西向鄰近像素。因此，每列 的第像素，P1，應直接提供至所要編碼的歛集器電路。 爲要加速這類運作，多工器140會選擇由LUT 120提供的 歹J中的全像素之編碼詞，在p〗之後並選擇p】，當編碼第一 像素组件時。由多工器14〇所選擇的數値，不是由LUt 12〇 或Pl編碼詞’就是由歛集電路150所歛集。以下表格i説 月Pi P2，P3，p4，的示範第一像素組件。 I. .. Γ J ' ί 裝 訂 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經"1部中央標準局只工消贽合作社印絮 表格1 i = 1 i = 2 i = 3 i = 4 Pi 96 13 9 104 Δ 96 -83 3 96 Δ, 96 -84 -4 98 P'i 96 12 8 106 __ -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 五、發明説明（ 7 A7 B7 ----- 饋二：素組件P,具數値96，數値0可自暫存器區塊170 U値電路HK) ’該區塊在新像素列開始運作 。因此，第一像素，△，Δ，，與 ,〜、 興Ρ丨.〗的每個數値亦爲96 。Ρ必須等到i = 2時才會眞正輸出。 ，下一像素 P2 具數値 13，△爲 ρ2_ρ,ι = 13 96 二 Μ。△, 爲逆向數量化數値，該數値可預估_83至_84。ρ、爲△ , + 96= 12。以相似的方法，表示爲卜3二4的數 値亦可以得到相同的結果。 在另一具體實施例中，二維預測編碼可以用來替代—維 编碼。二維預測编碼將使用北向與西向鄰近像素，雖然查 詢表格的方法相似，但輸饋電路會相異。這類的二雒預& 编碼系統如以上圖5所示。 執行以上運算的預測編碼電路1 〇以其查詢表格而較具 優勢，主要是因爲它使用了 LUT 11〇。這類查詢表格可^ 大地利用結合ASIC功能與其他專門與更複雜電路的方法 來簡化預測編碼電路。LUT 110包含如下表格2所示的兩 種欄位： (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j 裝· -訂 線 經濟部中央標準局一只工消费合作社印製 10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） A7 B7 五、發明説明（8 表格2

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝· -訂 LUT il〇可爲簡單具位址的記憶體，⑹使用△數値爲产 址來查詢相對數値△，的RAM。這類RAM查詢表格與傳輪 上使用來執行相同功能的數量化與逆向數量化電路相較起 來車义便宜，在應用上’以手提式數位相機捕捉的這類停格 影像可事先編輯，且可使用全部捕獲的影像之相同數値表 格。 另外’如圖1所示的影像壓縮裝置更具另一項優點，即 避免複雜的二進位/编碼詞编碼程序。在二進位/編碼詞编 -11 本纸張尺度適用中國國家榡率（CNS ) A4規格（210X297公釐） 叙 經濟部中央標準局兵工消費合作社印¾ 經濟部中央標準局β工消费合作社印來 A7 ____B7 五、發明説明（9 ) — 碼中，數値以某些二進位形式來代表，如—數的互補數， 並可用編碼方法，如著名的霍夫曼編碼來编碼。這類編碼 以順位元方式來執行，因此可以運用於CM〇s執行的鎖存 β與邏輯閘道，數量程序較二進元/編碼詞编碼更爲複雜。 數量化與圖映第一數値集至較小的數値集，以影像壓縮的 方法，可以利用不同的方程式來獲取數量化，該方程式可 利用資料處理系統來運算，這類運算是小型、可提式影像 系統所無法作到。影像系統，如數位相機需要能運算代表 視覺回應的方程式，該類方程式在數學運算上很複雜，不 只相機需要運算這類方程式，該方程式可將錯誤或△數値 X與數量化數値y相連，且可以用快速且有效率的方法來執 行οη-the-fly，這樣壓縮就可以較快速。快速的壓縮可讓 數亿相機快速捉取下一個影像，如不需要太多延遲即可捉 取下一個影像。再次地，當電腦系統可以用其處理電力與 影像壓縮晶片來在短暫時間内壓縮影像，而手提式較具成 本效益的數位相機郤不能辦到，因此影像壓縮停格相機的 焦點應減少其數量與處理步驟的複雜度。預先編輯查詢表 格’依不同的具體實施例與本發明的各項修正實施例均可 得到這類結果。 圖2爲依本發明第二具體實施例之概要圖。 圖2説明執行影像壓縮的管線建構，圖1顯示的預測編 碼電路10最好能在像素的”组件”（r，G或B)上運作。在 此方面，圖2説明第一預測編碼電路2 10，該電路與圖i 的預測編碼電路10相似，並可在像素的R或紅色平面組件 ____ - 12 - 本紙張尺度適) A4規格（210^^-—---^ J· J—J J----fk------訂----1丨-,線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} A7 B7 經漪部中央標準局兵工消费合作社印繁

五、發明説明（10 ) 上運作。在此具體實施例中，多工器205可選擇三條輸出 線的其中之一’並在其上放置入内的像素組件。兩條選擇 線路，TAG1與TAG0可用來使用二位元標記資訊來傳輸 組件。依卜文所討論，像素組件順序將使它們在壓縮時適 當地混合。另外，這類具體實施例可保證預測編碼，可各 別地爲每一色彩組件來執行。紅色錯誤數値可由紅色錯誤 數値來預測，綠色錯誤數値自綠色錯誤數値來預測等等。 當預測時，利用”相對稱”的色彩來支援預測编碼的發生。 可以避免多工器，若有各別的R，G，與B感應器來偵測 不同的像素组件。這類系統的優點在於，能同時處理一個 以上的組件《每個預測編碼電路21〇，220，與230能存 取單一 LUT 組，第一 LUT，，f" 24〇 與第二 LU 丁，，長度"25〇 。如圖1所tf，LUT 240爲RAM或其他記憶體查詢表格， 該表格可接受”位址，由預測編碼電路所產生的錯誤數 値。使用這個位址，預先編輯的LUT 24〇能提供編碼詞等 値，包括2步驟式數量化與編碼程序。lut 25〇提供每一 索引位址’該位址爲由預測編碼電路所提供的錯誤數値， 長度資訊來表示歛集電路每_編碼詞位元的總數目。 每一預測編碼電路亦可以組態來同時作成LUT 24〇與 LUT 250的索引，如此—來單一像素的色彩平面組件之處 理並不需要作成管線，但可以以平行方式來產生。因爲最 傳統的影像感應中，R，G與B組件指派爲位元的偶數， 因此可以達成以上所诚,, 0狀/兄。在非爲此類情形的系統中 ，平行建構可能被修正，包括具各別子表格的LUT，-個 本紙張尺度適财料（CNS) A4規格^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝—---- 1T知---L——.-------------- 五 、發明説明（11 ) A7 B7 經濟部中决標準局月工消费合作社印掣 LUT作爲每一組件之用，或組件可以轉換具相等的位元數 。然而，例如以影像系統產生8位元r，8位元G，與ί ^元Β组件，長度2Ν+! _ i可提供全部錯誤數値的编碼詞( 範圍由-255到+255)，相同的原則亦適用長度LUT上。 雖然每一色彩平面组件無需各別的表格，每個组件錯誤 數値是否能辨識代表感應器捕獲或輸人R，G，B組件是 很重要的。希望在像素建構與輸入至顯示器中時，印表機 或其他輸出裝置與捕獲裝置本身的儲存器，均可以正確地,, 混合"R ’ G ’與B組件’來組成像素的最後色彩強度。例 如，若藍色（B)組件數値可用來預測紅色（R)，則所造成的 混合色彩可能會不正確地代表在解壓時影像的原色。爲要 確保適當的結合體，歛集器可以以任何所要的順序來安排 ，R〇與B編碼詞，只要利用伴隨由每—制編碼電路 所提供的錯誤敦値之，，標記，，資訊即可。標記資訊(tag。與 TAG1)只是爲2位元確認R，G，與B之序列，並不需要 改變LUT的輸出端就可通過。TAG資訊可以初始化地去 除並通過各別的信號線，不增加索引程序的複雜度。 在某-具體實施例中，當像素自影像感應器傳二時，像 素的順序會追隨特定的模式，如大家所熟知的拜耳模式， 如下： .裝--- (请先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .k 列0 R G1 R G1 R G1 列1 G2 Β G2 Β G2 Β 列2 R G1 R 「GI R G1 列3 G2 Β G2 Β G2 Β 14- «ί 氏 β 一本 長尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ί^ϋ l^n · A7 B7 五、發明説明（12 ) 以上所示的示範性拜耳模式説明了每—列包 :像素⑻與綠色像素(G1-偶數列綠色）， 由 〇〇(R)與01(G)來形成標記，相 ^ 紊，f ,二 奇數列包括Α#Β像 京，只有廷列由1 〇來形忐砷七 成& §己（G2_奇數列綠色）與u⑻。 敛集器單元亦可在偶數列

数幻與G2,與在奇數列的B中歛集B 人G1像素的編碼詞。標記可用來確切短# ^ &么 ^ . , ^ . J用來確w編碼殉的色窄，該標 …、匕 歛集位兀流中’讀者應注意在奇偶列的綠色 像素應受到不同的處理方式，因此它們可以以〇1與2 = 標έ己的〇 1與1 〇。 圖2的平行建構全部利用了以lut爲基礎的影像壓繪優 點，只使用了 2組的表格來處理全部三色彩平面組件。這 類預測編碼影像壓縮方法之特點之一在於無色彩轉換。這 =方法並不依賴特定的色彩空間，由於數位相機的影像感 應β以R，G，與B组件原則上運作，因此在沒有轉換r ，G :與B的情形下執行影像壓縮至任何如亮度 ，&色彩，V-色度）或CMYK(青綠色，品紅色、黃色與黑 色）等色彩格式中。 .圖3爲本發明的第三具體實施例之概要圖。 圖3爲内部影像處理與影像捕捉裝置的壓縮組件之概要 圖，感應器3GG，如CMOS或CCD感應器可產生像素組件 ，琢組件爲來自某一資源的色彩/強度數値。由感應器300 所產生的ίο位元的像素値可傳輸至捕捉介面31〇中，在數 位相機的感應器300的運用中，將特別感應某一區位或部 位的’’感應"之R，G或B組件。這類組件可以一起插入來 -15- -.~~^ ίΊ ----- • . (請先閱讀背面之注意事項再填客本瓦) 經滴部中央標準局货工消贤合作社印紫 、-i'>II ... i— I -I - 1 t u _ I_ . I ' --------------- .I I !.. .I i -I · 經济部中央標率局只工消費合作社印則水 A7 !__________B7 五、發明説明（13 ) — 形成高階（16位元’ 24位元等）合成像素，當爲顯示或輸出 目地而重新建構時。捕捉介面310捕捉由CMOS感應器產 生的影像’並以個別的像素來增補像素的TAG確認色彩组 件。每個TAG爲2位元，例如，00，ο 1，；!〇，與1J， 分別爲R(紅色），G1(奇數列綠色），〇2(偶數列綠色），b( 藍色）像素。 像素的順序與G1與G2的相關性已在圖2以及相關敘述 中描述，尤其是在CMOS(互補金屬矽氧化物）或CCD(充電 互連裝置）感應器中尤其是如此，在感應器平面之像素單元 可能不會適當回應照明情形。因此，由這類單元產生的像 素値可说會有瑕癌，這種像素稱爲"死亡像素”，”像素替代 "單元3 1 5可利用列的前一有效像素來替代死亡像素。 RAM表格3 16包括死亡像素的列與欄索引，該像素是由 感應斋來提供。本RAM表格3 16有助於確認死亡像素與捕 捉到的影像之區位，壓擴與r修正模組325爲以轉換器爲 基礎的表格查詢，可將每一原始1〇位元像素（標爲i〇b)自 感應器轉換至8位元像素數値，例如用内插的方法。在此 建構中’壓擴與r修正已整合至單一表格查詢操作中，需 要r修正來在輸出顯π裝置中獲取正確的色彩亮度與對比 色。RAM表格326可伴隨壓擴與r修正模组325 _併產生 ，並包括壓擴表格的輸入項目，對於每一色彩平面而言爲 8位元（21G) = 1024項項目。 ° 接下來，空間定標單元327可用來向下標定原始影像， 若原始影像大小爲Μ X N ’則2 : 1定標操作可將影像大 ____- 16- 本紙乐尺度適用中國國家橾準（CNS ) Α4規格（21〇ϋ97公缝---------- * J ^ J f裝 訂--------無 • - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明说明（14 ) 小向下定標至 M/2 XN/2，而/| · ·ι— ，而4: 1定標操作可將影像向 下疋‘至M/4 X N/4。這樣會使不希望太大的景多像壓縮， RAM 328會伴隨空間定標單元327，並在定標操作中用來 作爲間歇儲存，例如，4 : 1定標可以用連續應用的兩倍2 :1定標操作來完成。 一旦像素組件資料受到定標，它可傳輸至DpcM罕元 與熵編碼器335中。DPCM單元330與熵編碼器335較之 前技藝影像系統不那麼複雜，因爲RAM 332與Ram 334 包含了 4項資訊足夠執行數量化與二進位編碼。定標的像 素資料可傳輸至DPCM單元330與熵编碼器335中，來產 生錯誤數値，該數値可以歛集至編碼詞中（請參照圖丨的詳 細討論）。熵編碼器335雖然以各別的區塊來表示，但並非 眞正與DPCM單元330分開，而是整合入表格查詢中。具 數量化與編碼資訊的RAM 332，具編碼詞長度的ram 334 可用來使貧料歛集單元340，與圖1的歛集電路15〇相似 ’正確地安排不同長度的编碼詞資料（3-16位元）位元單元 。資料歛集單元340產生1 6位元編碼詞資料，並傳送到 DMA控制器。DMA控制器可自壓擴與r修正模組325接 收擴壓資料，由像素代替單元3丨5的像素替代資，與由 DPCM單元33〇而來的9位元數量化資料，以爲不同目地 ’如數據或感應器並列等。這類資料的長度應一致，如此 一來匯流排3 6 0可以傳輸由其他單元、模组與透過匯流排 連接的裝置所請求的資料。更重要的是，DMA控制器340 必須適當地經過匯流排360來與正確的内部位址溝通，如 -17- 本纸张尺度適用中國國家橾率（CNS ) Μ規格（ho〆29?公趁） H JI 裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、-0 經济-部中央標率局只工消贽合作社印掣

尨济部中央標準局Ά工消贽合作社印" 此一來正確的資料才能到達正確的目的地 址協定與DMA栌制罘+ 匯机排科技位 喃音Α收 制為馬本項技藝中常見的系統設計，且可 隨2地修正馬所要的樣式以符合特定應用系統。了 每—RAM表格316，咖，以，^， 接與匯流排溝通，如此 .^ y '、 4 了以直 ^ 此—來他們的資料可以載入 便依需要來修正。將資料 並在稍 數量化與編碼目地，數學運 =格中’尤其是爲 数子運异的内邵電路可大大地 並以低成本的記憶體單元來替代。 - 圖4爲本發明的具體實施例之系統圖。 :圖所説明的是電腦系統41〇，該系統 1 束用途料算或資料處mm個人電腦），連.接= 機：:中。相機430可爲數位相機，數位影像相機，或任 象捕捉裝置或影像系統’且可使用來捕捉物件⑽的 ^上插捉影像可利用影像壓縮電路432 "，'S，如此一來匕們可以儲存在影像記憶體單元434中 ’該單元可能爲则、RAM '或其他儲存裝置，如固定 的磁片。在大多數的數位相機中，影像可首先儲存並在稍 後下載。這樣可使相機430捕捉下—個物件而不需要額 的延遲。 ' 本發明的具體實施例之影像處理如下，首先若未編輯影 像壓縮表格，可利用電腦系統41〇來編輯。影像壓縮表格 的編輯依所要的數量化格式或方法，可利用處理器，如 PendumTM(英特爾公司產品）與記憶體411，如用來儲存/載 入指示位址與結果資料的rAM來獲取。使用來編輯影像壓 請 先 閲 讀 背 之 注 意 事_ 項 再 填 *裝 訂 線 _________-18- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） 五、發明説明（16 ) A7B7 經 部 央 榡 丰 η 消 合 it 社 印 t 縮表格的應用系統可爲可執行的檔案，以如c++的語言寫 成的指示。該可執行的檔案之指示，相對應於需要用來運 算數量化錯誤數値、编碼相對値與索引這些與其他數値之 指示至表格中，可以儲存至磁片418或記憶體4U中。熟 知本項技藝的人士均了解程式化運算機來編輯影像壓縮表 格。 電腦系統410具系統匯流排413，該匯流排可加速資訊 自處理器傳輸或傳輸資訊至處㈣、_记憶體與可連接ι/〇 匯流排415的電橋414中。1/〇匯流排415連接不同的ι/〇 裝置，如顯示轉接器416 ’磁片418與1/〇埠417，如序列 埠。這類I/O裝置、匯流排與電橋的結合，可以在本發明 中使用⑥所·顯示的結合只是這類可能的結合體之其中之 一而已0 一旦表格編辑完成，可以透過I/O埠417來傳送，並載 入影像壓縮電路432，如RAM或由影像壓縮電路⑶使用 的6己憶體。-旦載人表格可以自此以後由影像壓縮電路W 來使用。 者當如物件440的影像，被感應器所捕捉，感應器 捕捉母-像素的R，G，或8組件的其中之_，而這類像 素値可傳送至影像壓縮電路432中。影像壓縮電路4 二C與：他可執行影像壓縮方法，如預測編碼的組件。影 杏=路432計算初始錯誤値，依預測編碼方程式，蚨 :錯誤數f直的相對應數量化錯誤數 値，並將之儲存在影像記憶單元中。利用切像壓縮表^ ~~一~~J. 裝 訂----- (請先閲讀背面<-注意事項再填疼本頁) 叙-------„----- -19- 本纸張尺度通用中國 五、 發明説明（17 ) A7 B7 查珣數値，運算數量化的步 φ y- , 步驟與位元對位元編碼步驟不需 要在相機中執行。相機的她 A Λι1 〜成本可利用避免使用額外的電 路來執行錯誤數値的數量仆命 化與編碼。一旦全部的像素組件 均已處理，相機430即可姑知 庙m 1 . Γ捕捉到下一個影像。當使用者或 應用系統希望/請求下載畢：；德 …象’儲存在影像記憶體單元，如 为封資料（編碼詞）的壓縮影僮 你 心像可自影像記憶體單元434中 傳輸至I/O埠4 17中。I/O埴a，，/± 車4 1 7使用匯流排-電橋層級（1/〇

匯 >瓦排4 1 5到電橋4 14到$姑Eg、士 i L ^ 糸統匯流排4 1 3)來暫時儲存編碼 同像素至記憶體411中或磁片418中。 壓縮影像利用合適的應用系統软體（或硬⑴來㈣^ 可以使用處理器4 12來執行。由於影像壓縮表格將會在電 腦系統中編輯，因此可重新使用來反向，，查詢"相對於編碼 碉的實際錯誤數値。錯誤數値可用在逆向預測編碼（或其他 相對應的影像解壓縮方法）來產生解壓縮影像45〇。解壓縮 影像450可以利用顯示轉接器416顯示在顯示器42_助目 視，顯示器可連接至電腦系統410上。如之前所討論的，

解壓縮影像所具有的影像利用某些内插方法將r，G與B 合成在一起，因而產生更高位元的解析影像。 此處所描述的示範性具體實施例只爲説明本發明的原則 ’且不應侷限於本發明的範疇中。而是，可應用本發明的 原則至系統的更大範圍中，以獲取本文所説明的優點，並 獲取其他優點以滿足其他目標。 -20 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝_

-1T 經濟部中央標苹局只工消贽合作社印褽

Claims (1)

1. 第87109676號專利申請案 中文申請專利範圍修正本(88年12月)品 、申請專利範圍 1· 一種影像壓縮裝置，包括： 一第一查？句表格’提供以單一位址作成索引的量化碼 (quantized code)； 一弟一查為表格’提供該由該單一位址作成索引的該 量化碼之長度；以及 一預測編碼電路，可連接至該第一查詢表格與第二查 詢表格，該預測編碼電路產生該單一位址。 2_如申請專利範圍第1項之裝置，其中該預測編碼電路接 收像素組件數值輸入’該輸入可造成該預測編碼單元產 生單一位址。 3. 如申請專利範圍第2項之裝置，其中該預測編碼電路包 括差值電路’該差值電路利用輸入像素數值與預測像素 數值產生單一位址。 4. 如申請專利範圍第4項之裝置，更包括連接至該差值電 路的第二查詢表格，該第三查詢由該單一位址作成索引 來提供逆向量化碼至該預測編碼電路。 5. 如申請專利範圍第1項之裝置，更包括連接至該第—查 詢表格與第二查詢表格的輸出端之歛集器電路，該歛集 器電路安排該大小的資祝與該量化的碼至單一資料單 元中。 6. 如申請專利範園第4項之裝置，其中的預測編碼電路包 括連接至第三查詢的誤差復原電路，組態該誤差復原電 路來接收該逆向量化碼。 7. 如申請專利範圍第6項之裝置，其中的誤差復原電路

   κ、申請專利範圍 括累加電路’該累加電路可組態來新增該反向量化碼與 前—預測像素成分。 8·如申請專利範圍第7項之裝置，包括連接至該累加電路 的暫存器區塊，該暫存器區塊组態來保留該累加電路的 輸出。 9·—種影像壓縮裝置，包括： 一第一查詢表格，被規畫以提供每一位址一量化碼 (quantized code)； 一第二查詢表格，被規畫以提供每一位社該量化碼的 資訊； 一第一預測編碼電路，可與該第一查詢表格與該第二 查詢表格通信，該第一預測編碼電路可提供位址至該第 一查詢表格與該第二查詢表格，該位址以其紅色平面組 件儲存回應像素的誤差值； 一第二預測編碼電路，可與該第一查詢表格與該第二 查詢表格通信’該第一預測編碼電路可提供位址至該第 一查詢表格與該第二查詢表格，該位址以其綠色平面組 件儲存回應像素的誤差值；以及 一第三預測編碼電路，可與該第一查詢表格與該第二 查詢表格通信’該第一預測編碼電路可提供位址至該第 一查詢表—格與該第二查詢表格，該位址以其藍色平面組 件儲存回應像素的換差值。 10.如申請專利範.圍第9項之影像壓縮裝置，包括一多工器 選擇該預測編碼電務的其中之一使用來輸入至該影像 _ -2- 本紙張尺度適用中國國家揉牟（CNS ) A4規格（2丨〇χ297公羡） ---------ί裝------訂-------線 (請先閲讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 A8 BS C8 D8 393853 申請專利範圍 ,壓縮裝置中。 11. 一種成像(imaging)系統，包括·· 一影像壓縮電路’被規畫以接收捕捉影像的像素組件 ’该影像壓縮電路利用查詢表格（1〇(^_叫tables)來達成 量化與編碼，該查詢表格包括一反向量化碼之查詢 (look-up)，該反向量化碼係用於錯誤之復原（err〇r recovery)；以及 一連接至該影像壓縮電路之影像記憶體單元，用以接 收壓縮影像。 12. 如申請專利範圍第1丨項的系統，其中該影像壓縮電路 與該影像記憶體單元配置在影像捕捉裝置中。 13. 如申請專利範圍第12項的系統，其中該影像捕捉裝置 可連接至电版系統’該電腦系統顯示該影像，並提供資 料至該查詢表格中。 (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) .裝. 訂 經濟部中央揉準局员工消費合作社印製 -3- ^紙铁尺度ϋ中國國家揉準(CNS ) Α4说格（210X297公釐）