TW398127B - Method of decoding image data - Google Patents

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Description

Α7 Β7 五、發明説明（) 發明之技術範圍 本發明大體上係有關於一種影像處理方法V更詳而言 係指二種影#數據解噩友法........ * 經濟部中央摞準局員工，消費合作社印製 5 發明之背景.： 目前；動畫專家小組(M?EG)或聯合圖像專家劣磁丨JPEG> 舉像#健涪禾i i戆弦反轉換碼。不建 一1" -'ν .ν ：-：. ' ·.·"··;. 括使用在11.芬度乘上不痺績化餘兹餺榑係敷之基礎函數Α這 ..... .一 種解碼型式需要以實敫表示及乘以執行乘法蓮算/對 10 MPEG或JPEG編碼及解碼'fc計算性要求爲並聯執# :而由乘 法器所消耗的區域及功率則暝制了可以執行的平赶胜數量^ 乘法器佔用了半導體晶片上的許多寶貴空間，於造成設計成 本增加，並且會在影像的體積增加畤，影響到區域的速度。 於是在執行MPEG或JPEG上需要一種成本低又快速的解 15 答。 發明之綜述 由前述之說明可以瞭解到，需要提供一種影像解碼方 法，該方法可g解決辟乘法器)爲主要構成解搞器的遇到的問 20題。根據本發明，提供一種影像敫攘麗殖方法’該方法可以 有效地排除或降低傳統解碼技術所遇到的缺點及問題。 本發明提供的不同技術優點，遠遠地超過傳統的影像解 .碼技術。例如，其中的一項技術優點在於使甩无鎏續連接梯 ，獄籃换來取代不連續餘弦轉換。另一項技術優點即在於執行 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >Α4規格（210x297公釐） 請 先 閱 面 之 注 I 項 裝 頁 經濟部中央標率局員工消費合作衽印製 A7 B7 :五、發明禅明（) 增^.¥實現計算。本發明的再一項技龠运涵左远健用—| '每來取代傅統技術中的乘法器。本發明其他技術性優點，在| ... .,. -r；. · . . .. ? .- ... · ：..· ..... ... :-: \ 配合以下的·圖示U說明及申蕭專利之揭露平熟知此廣技術.d 之人士可以很容易地瞭解。 5 >, · - .人 ·/ -... ....：. 圖布之簡要說明… 爲了能更完奎地瞭解本發明之內容及優點，特別將相騙N 的圖示镡上圖號卑做說明，其中相同的元件將以相同的鹵號: 標示·，其中:, 10 圖1爲彰像編碼/解碼系統之方塊圖；： 圖2爲一矩陣產生技術？係由影像編碼/解碼系統編碼部Μ • : .. - · , : 份來執行；' . ' ' 圖3爲一矩陣產生技術，係由影像編碼/解碼系統解碼部 份來執行;及 15 圖4爲影像編碼/解碼系統使用的連接梯型波型的圖 表。 發明之詳細說明 圖1爲影像編碼器/解碼器系統10之方塊圖。影像編碼 20 器/解碼器系統io包括一罈礙審部份I2及一解碼器部份W。 該編碼器部份12可與該解碼器部份14設龄IgL位簠虞蓋遍 碼器鄣份I2可以每趙^繞ϋ器來將編碼影像傳送菱位在遠 處&碼器部份14之接收器嚏。該編碼器部份12包括一影像 偵測器15、一轉換處理器I6.、一量化器18' —曲折記憶體 -4 - ^____ — - __ 一— -- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） -------II”裝-- (請先聞讀背面之注7t·.事項t寫本頁) 訂 A7 B7 五、發明説明（） 20、及一運轉/可變長度編碼器22 〇該解碼器部份14包括一^] 可變/運轉長度解碼器24丨一解量化器26、：一曲折處理訖億 .....體28、及一反轉換處理器30。 : Ί 圖2則揭露出編碼器部份12的操作。影像偵測器15經 5 由所偵測到的影像歳生一 8x8的影像數據方塊40以供轉換處 .—— 理器W做處理。8找的影像數據方塊4〇則由轉換處31器16 ' ' ·-— 內的轉換函數所處理馨器16藉著執行在县有摄先卑ϋ 定基遊ilf 42之8 X 數據g傳統'列爽穿加法及乘S外: 插處理的積之和而計矩陣。於是由轉換處理ϋ所產 ίο 生的新矩陣44便被傳糞該量化器會釾新矩丨 陣44執行一量化處理。由該量化器is所執行的量化處理會丨 .. \ \ -使新矩陣44內的數據達到所需要的分數長度。由量化器'18 1 產生的量化矩陣46則進一步地由曲析iP.憶體20來處理。該 曲折記憶體2〇則根據預先定義的崖來抽取量化矩陣46 15 內的每一數據部份，進而產生一_軍列矩_陣48。該單列矩陣48 則進一步由蓮轉A可變長度編碼舉22處理，以壓縮該單列矩 陣48以傳送至解碼器部份·14。運轉/可變長度解碼器22產生 1壓縮矩陣50，而該壓縮矩陣即是要傳送至解碼器部份14。 圖3揭露出解碼器部份14的操作。解碼器部份14與該 a 20 編碼器部份12相同，但是次序相反的處理架構。當該解碼器 部份U在收到該編碼器部份12傳來的壓縮矩陣50後，於是 便在該可變/運長長度解碼器24上對該壓縮矩陣5Ό執行一項 解壓縮製程。該可變/運長長度解碼器24會產生一單列矩陣 52，並且該單列矩陣被解暈化器26轉換成低量化矩陣54。
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） B7 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（） 曲折記憶體28則在違循預先定義哎解取格式53下，經由 1 低量化矩陣54會產生一 8x8矩陣56 〇 8x8矩陣56 ½低量化 係由反#換滅理器30所進:行-5反轉換處理:器3(1會^據—預先 ！ . '· 定義的基本函數58，而在低量化的8XS矩陣56上執行一行與 5 列加法及乘法外插製程。反轉換處理器30則會產生一影進 ....... i ： 、， · , * ..... 矩障60以供顯示、 一 典型地，笋換處理器16及友轉換處理器-30係分別以二‘ 是連續餘篇ϋ換(DCT)及一不連績反轉換函藪(IDC：T)S基: 礎。捃於Μ轉換;處理器16及反轉換處理盔30的基#函數係 10 藉著採取餘弦在11·25_度逢#數脚不連續點而產生/該不連 1 '續餘弦轉換及基礎函數允許正確6^實數裱示，將大量的錯誤。| 置於量化器18及解量化器26，雄且需要用髙解晰度的輪法 器，如此會增加成本及用於編碼及解碼製程的半導體區域。 表1掲露出不連續餘弦基礎函數(DCT)。 15备> 表1. DCT的基礎函數 r ", Ni 夂: 〆 20 剛 DCT一0 DCTJL 1 DCTJ2 DCT一3 DCT_4 J3CTJ5 OCTJ6 DCTJ7 ! '；〇 . ·> / 1.0 0.981 0.924 0.8315 0.707 0.556 0.383 0-1951 1.0 0.8315 0.383 -0,1951 -0.707 -0.981 -0,924 .-0,556 2 1.0 0,556 -0-383 -0,981 -0.707 0.1951 0,924 0:8315 3 · 1.0 0.15^51 -0.924 -0.556 0.707 0.8315 -0.383 -0.981 4 1.0 -0.1951 -0.924 -0.S56 0.707 -0.8315 -0.383 0.9^1 5 1·0 -0.S56 -0,383 0,981 -0.707 -0.X951 0.924 -0.8315 6 1.0 -0.8315 -0-383 0.19S1 -0.707 0.981 -0.924 0,556 7 1.0 -0.$8X 0.324 -0,8315 0,707 -0.SS6 0.383 -0*1951 --------I-^ 丨1 .\「，： (請先閲讀背面之注意事項再r鳥本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 訂 Α7 Β7 五、發明説明（） ’ - - — .......... ·..·...»·*，··. 爲了.降伊成本及編瘛及解碼製程在晶片上佔用的面 積，則使用Τ一_接梯型〜波型徠趨近餘弦波及提供更爲容易: 的整數可實現性”圃4'掲露出一圖表，用於比較士餘蕊兹總 70及一連接_狡與72 /該連接梯型波型72爲一不寧續連I 5 接様韵基礎，並且係應用在該編碼器部份12 或解碼器部份I4 β該連接梯型波型72轉折點的選箨椋以容’ 易實現化爲基谳使用缍接轉鉍3將編碼/砰碼系¥10:中，韻 在編碼部份12介於量化器衫及轉換處理器22，以及在解碼¥ 部份I4介於解童化器扣岌反轉換ΐ理的影像的錯誤都 - ： .10消除。該連接梯型可整·數實現生可以免除乘法器的使用/而 該乘法器則是應用在不連續餘弦轉換。乘法可藉由整數値的 連鎮加法來達成》表义题比麓1本連_辑餘弦轉換與；·£篆績連 接梯型轉換在不連續點的情形。 / 15 ㈣ Λι! (請先閱讀背面之注$項再_
訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
表2. DCT及艰#ΓΤ的比較 20 S Ν ηΜ DCT 10*DATT 總遵· 0 . i ♦ · <ώ·ΐ/ / 1·00 10 1 ίϊ：^5 0.981 .10 **·. ^ 0.019 2 22.50 0.924 9 -0.024 3 33.75 0.8315 8 -0.0315 4 45-00 0.707 7 -0.007 5 56.25 0.SS6 6 0.044 6' 67.50 0.383 4 0.017 7 78.75 0:195 2 0.005 8 90-00 0·00 0 0.00 /¾ 7 本紙張尺度適用中國國家榡準（Cns ) Α4規格（210Χ297公釐） 15 A7 B7 發明説明（） 轉換處理器1·6或反轉換處理器30珂以處理以不連續連 接梯型轉換爲碁礎的矩陣數據。用於不連續連接梯型轉換的 基礎函數係由表2揭露的數値所產生《表:3則揭露出不蓮績 連接梯型轉換的基礎函數。 赛袠3. 礎函數 _ n .^DATT 0 OATS 1 DACTJS ΌΜΤ 3 ΏΑΤΤ4 D»raj5 DASTJ6 OA®TJ7 & 10 S， 8 7 4 2 碎A 1 10 8 • 4 -2 -7 -10 -9 -·€ 2 10 6 -4 -10 雜7 (:_A: ;8 3 10 ^ 2 ' -9 -6 ::.:7 為.:' . e ' …一4 -10 - 4 10 -2 -9 6 7 —e -4 .10 5 10 —6 -4 10 -7 -2 9 —8 € 10 _8 4 2 -7 10 •3 • 6 7 · 10 -10 9 -8 7 —6 4 -2 褢_£揭露出贝莖異比較，其中之四組數據 係分別由.不導鹱塵蕊轉換函輿所編碼，及由不連續餘弦反轉 換所解碼，而另四組則是由徵屢不_連缰梯型轉換函數所靡 碼。再生的影像Μ未顯示出可見的錯誤，而僅在影像邊緣出 現典型地錯誤。基礎函數的連續性確保了不會有可見的錯誤 產生β _ _ —— 1¾ ，4.IDCT 及 IDATg 較 ------.1--Γ_，装-- ''Ί' (_請先閲讀背面之注意事項再本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製
I張 -紙 本 溪與如 ， . j act/idatt •: . m MAE Max FMS c娜 Μλ£ Max BMS image 1 ~i62691 0·62 4 0.88 -187^51 0.71 12 1.06 · image 2 159214 0.61 A 0.86 159206 0.61 7 0.89. image 3 156788 0·€ 4 0.86 147274 0.56 7 0.83 image 4 148146 0,57 4 0.83 258955 0.99 11 1.57 /%/¾ 適 用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（） ......... ；_. — 爲了進一步地降低錯誤，可以針毁不_蓮接樣黑兵棒 換的·係數做修正》，使用了第一位不連績連接梯型轉 換棊礎函數時，會在第#連績餘弦轉換基礎函數.±^現 錯誤々於是，針篇'連縉連捺様邀反鼴推他遍芷，則 5 可以降低這&錯誤及佳的結果。 声5揭露出具有尺f因素4〇的暉二矩篇，該矩陣已由不 .., . - · -- - .·... 連績餘弦轉換及一不連續連接梯型反轉換處理過。理想上， ..... . ...·- 這個結果顯示數値僅用於對角係數，而零則用於其他全都系 數。這個顯示錯誤會由不箄績連接梯型反轉換所導X。雖然 10 這些系數的修正是很小.，但對該等系數的修正則會降低在所 獲得影像中的平均絕對及rms錯誤。在解碼器14中使用的矩 陣修正器29則可以用來執行系數的修正。,4丨!中利ί 表 5 - :津理i dct terms j師人： 0 1 2 3 4 5 6 7 d o| 80,000 0·000 0.000 0.000 0,000 0.000 0.000 0.000 a lj 0.000 40.376 0.000 -0-488 0.000 1.091- 0.000 1.060 t 2j 0·000 0.000 39.392 0.000 0.000 0.000 -0,996 0.000 t 3| 0.000 -1.091 0.000 40.376 0.000 -1.060 o.ooo' 0,488 4j 0·000. 0:000 0.000 0.000 39.592 0.000 0,000 0.000 . 5] 0.000 0.488 0.000 1.060 0.000 40,376 0,000 1.091 6| 0.000 0.000 .0,996 0-000 0.000 0.000 39.392 0.000 7| 0.000 -1.060 * 0·000 1,091 0.000 0.488 0.000 40.376 如要尉系統進行修正，低量化8x8矩陣.56中的每一列及 行，經由反轉換處.理器30的不連績連接梯型反轉換處理前，
(請先聞讀背面之注意事項再tISC本頁) 、-=e I— 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 ______— B7 ....五、發明説明（) 都必需根據以下的規範來做修王。在每一列及行中的系數的 型式爲 fUl ^ 及 37 » 而 d v ,.--.-+-i ' .- —·-·. ·..- 一 .....mu —-. - a5、a7及a6系數則針對表·5中單矩陣崴理結果.的‘誤条·傲 .... . ........ . 修正《以下的方程式則顯示出對a3 v aS、a7及a6系數的修 5 正。 a3 = a3 + f31 x al . ' _. . --. * ' • . .... a5 士 a5 + f51 x al ' .； a7 = a7 + f71 x al· • .... a6 = a6 + f62 x a2 . ..· · .... .., 10 該曼，〜f71 及 甚虫 i 容許 改變》經由影像編碼/解碼系統10所進行之影像最佳化處理， 可以獲得以下的因子數値-f3i=3/128、f5=-3/128、f7i=-3/128、及f62=3/128。當這些系數的修正結束之後，由反轉 換處理器30的處理便結束了。表6掲露出修正過不連續連接 j 15萝契反轉声之錯誤比輓。 | 表6. IDCT及修正過ID^j辦錯誤比較 1 jin—-：-：- 丨隸_ MAE *a Max FMS MAE Max .BMS image 1] :¾命631 0:62 4 0.88 . 抑㈣ 0*59 6 0·86 . image 2 159214 0.61 4 0.86 142226 0·54 4 0*80 . image 3 156788 0.6 4 0.86 138165 0.53 4 0.78·. image 4 148146 0.57 4 0·83 175234 0.61 7 1.02 -10 -
本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 10 五、發明説明（） 總的來說’可使用一連接梯型波型可用來趨近影侍 中.嫁型。該連接梯型取型爲不連續:赛接様型波型製程 的基礎，該製程可用在影像尊據上.，而該數據可以同_應用 赛編L碼、磨廣或二者―。該不連續連接梯型轉換提读了 镇及排除了乘法器的使用，乘法器的使用會增加編碼/ 解碼裝置的成本及佔用珍貴的晶片區域π • .. . . 於是，根據本發明很明顯地提供一種影像數據的解碼方 法’該方法可以·滿足前述的各項.優點..β.雖、然本發明係詳.細地. 揭露’但必需瞭解的是，根據本發明可以做出各種1 不同的改 變、替代及變更。例如’也可以採用8x8以外的矩陣結構來 計算影像數據。夸不脫離本發明的精神及範圍下，熟知此項 技藝的人士可以很容易地做出各種變化實施，而這些都應包 括在以下的申諝專利範圍內。 (請先聞讀背面之注意事項再"λ本頁) 4° Τ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 11 本紙張尺度適用中國國家襟準（CNS ) A4规格（210X297公釐）

Claims (1)

  1. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 __________ 一一 1 .. 1. 一種影像解碼之方法，其包括有以下之步驟： 接收影像數據；·… 解壓縮該影像數據； .....- v 低量化該影像數據；. 5 β將該影像數據置入矩陣格式； 對該矩障格式施加一不連續連型反轉換； 自該_不惠績連接梯型反轉換之應用產生一彰像。 2. 根據申諝專利範圍第1項之影像解碼方法_，其中該'不連 續連接梯型反轉換包括整數可實現系數之塞本函數二 10 3. 根據申請專利範圍第1項之影像解碼方法，其中該不連 續連接梯型反轉換包锊在p矩陣格式與該基本函數間執行乘 遵it遲法j[ra總之步驟。 4- 根據申請專利範圍第ί項之影像解碼方法，其中該不連 續連接梯型反轉換係根據對一連接梯型波型之反應而形成， 15 該波型接近一餘弦波型。 5. 根據申請專利範圍第2項之影像解碼方法，進一步包括 有： 修正該不連續連接梯型反轉換第三階係數以降低錯 誤。 》 20 6. 根據申請專利範圍篇之里像解遵方法，進一步包括 有： 修正該矩陣格式之被選擇系數以降低該影像中可見之 錯誤。h , /; -12- 叙兔. 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） --------V裝------訂-------庠 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印— 398127 g D8 六、申請專利範圍 * ...... .......... —.......-........ —，- - . .-..........一 .......... 7.—種其包括： 一可變/蓮轉長度解碼器，可操作來接數影像數據，該可· 變/運轉長度解碼器可操作來·解壓縮該影像數據；* 一解量化器可操作來低量化該解壓縮影像數據；. 5 —曲折處理記憶可操作來產生該被低量化及被解壓縮 影像數據之矩陣格式； —反轉換處理器可操作而由該.矩陣格式、來產生一影 像，該反轉換處理襄對該矩陣格式施加一不連績連接梯型反 轉換以產生該影像。 .10 8. 根據申請專利範圍第7項之影丄象解碼舉丄篇中該不連績 連接梯型反轉換包括一基本函數係藉由將一餘弦波型與一車 接梯型轉換相互趨近而形成。 9- 根據申請專利gg第8項之影像解碼器，其中對該不連 續連接梯型反.轉換之第三階係數係做修正以降低錯誤。 15 10.根據申請專利範圍影像解碼器.，其中該反轉換 處理器在該矩障格式及該基本函數間執行乘積外插法加總。 11. 根據申請專利範圍篇10項之影像解碼器，其中該fe轉換 處理器包括連鎖加總器以執行譲乘稹外插法加總。 12. 根據申請專利範圍&第7項之影像解碼器，其中該不連續 20 連接梯型反轉換具有整數實瑱性。 ' 13. 根據申請專利範圍第7項之影像解碼器，進一步包括： 一矩陣修正舉可操作以修正該矩陣格式被選擇之系數 • Ί 一 ' 以降低在該影像中之可見錯誤。
    本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝------訂-------像 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
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