TW411715B - Pixel colour value encoding and decoding - Google Patents

Description

414?!5 五、發明說明

本!明係有關於整個或部分數位視訊影像框的編碼和解 上曹；& ::分的影像框可以是在整個動畫視訊（FMV)影像‘ J f繪圖形式，而特別是關於像素色彩值的編碼。 素色彩值編碼的已知技術是游程長度編碼 =定-次色彩’㈤然後取代重複色彩碼⑷的相同：辛错 $目(η)計數而允許所要編碼的眺連像素值組更細密。有 關乂轉程長度編碼的進—步資訊可在諸如由…卿_ Spr〇Ul於1 979年的國際學生版· "Principles of

Interactive Computer Graphics"的第287-289 頁，pub ’ISBN 〇_〇7_〇66455_2中發現。 j:游程長度編碼以減少編碼整個或部分影像框的必要 二二叉二編碼和解碼系統範例是在國際專利案號W0 96/25010 提供，盆 、 八通常已轉讓為本發明。在範例令，所> 編碼數位視訊影像框的編碼像素色彩值，2 在气像中多㈣種的每個不同色彩係指定色彩值。主色： (亦即最遍發生的像素色彩值)係識別於影像 / :一 ί體實施例中’每個像素具主色彩以外的14種任；Ϊ 一 ^:係個別編碼，其係使用要游程長度編碼的主色； 續像素游程而只識別它的相對色彩值(所要 =‘‘、1 〇至〗丨〗丨）。所提供的類似表示游程配 一在四位元色彩碼之後的謂⑴係 的= 指定主色彩變化。…步的具體實施； 衫的游程是游程長度編碼，但具較短的編 法糸用於主色彩游帛，或仍是進-步具體實施例中的：範

--411 讲--- 五、發明說明（2) 圍主色彩。 這些編碼方法的原則使用是要改良景多 編碼效率，特別是在視訊影像上所重憂 它文字方塊。對於如此的應用而言，特 至少壓縮合理程度’而不會因複雜而造 於所記錄視訊的特別情況而言，其中副 也以諸如在光碟上的個別樓案儲存，歷 由於受到可用儲存體空間的限制，而效 料的解碼和再生會是影響撥放效率的重 因此，本發明的目的是要提供像素色 而該等像素色彩值能提供較好的壓縮， 的過度延遲。 進一步目的係根據如此的方法而提供 裝置。 根據本發明，所提供的方法係編碼數 素色彩值’其中在影像令的每個不同色 其中主色彩係識別影像框，而主色彩的 游程是以表示游程的第一碼及表示游程 碑；當該游程長度小於或等於臨界值， 的連續像素游程會以只包含相對色彩的 碼，而當超過臨界值的時候，第一碼係 係表不游程長度’而第三碼會識別色彩 經由下文的描述會更明白，本發明係 衫方法’而尤其是文字方塊的編碼’雖 像材料的某些類別 顯示的副標題或其 別的目標是要達成 成較大的負擔β對 標題或其它的資料 縮的需求會增加， 率必須不能降至資 要因素。 彩值的編碼方法， 而不會造成解碼上 用以編碼和解.碼的 位視訊影像框的像 彩係指定色彩值， 至少三個連續像素 長度的第二碼而編 具主色彩以外色彩 連續重複碼來編 表示游程，第二碼 值。 較理想用於限制色 然並非限制於此。

五、發明說明（3) 包括主色彩的四種不同色彩能 別地編碼：外的色彩，並以2位元碼個. 而且一個复Ϊ 產但是不確定是背景色彩， 而且了個其餘色彩可分別指定為前景，及 防ίί淆的：中間色階。藉著將該等非主色彩：保 中m二中間長度游程的反複重複（亦即低於臨界，苴 :同的色彩)不會產生過度的位元負荷， 增加儲存’可選取除了主色彩之外的該等豆中一色 =範圍2ί足該色彩的而在最小和最大值之間的游程長 二〜：* .低於最小值的選取色彩游程是當作個別重 編碼；在最小和最大值之間的選取色彩游程 游程的第—碼和指示長度的第二碼來編 超過最大值的選取色彩游程是當作指示游程的 長度的第二瑪、及識別指示選取色彩的 碼。例如，隨著此短碼用以將小標題 ΐ::: 至中間游程(例如4至11個圖素），本 編：可達成與Digitai vide。以。*“"位元 •扁碼知準有關而進一步將位元節省多達5% ^

第7頁 趑t實f的配置中，像素或游程的所有碼理想係包含易於 2器製作的位元對整數值。進一步的碼可提供，其中隨 2將進—步的碼置於像素色彩碼串&，在像素之前所指 =的色彩係提供於顯示列結束的所有進一步像素。該進一 =碼只適合於如果其餘列的游程長度規袼或每個像素的色 形碼重複無需少數的位元指定，即是說，如果進一步的碼 171¾ 41 五、發明說明（4) 是最經濟的選擇

仍缺县ΐ隹JU /…疋m —步的碼能夠以像素色彩碼串流來提供，而該 =係識別主解碼器所要使用的預定和儲存的像素色彩值圖 案:而t提供給下列像素。 ，，樣是根據本發明，所提供的視訊影像編碼裝置，其係 f ί在影像的相對顏色值上指定每個不同的顏色以編瑪視 ^位影像框的像素色彩值’其中主色彩係識別影像樞； 2 ί該裝置係包括用以識別具除了主色彩之外顏色的 連π像素游程，並且當該游程長度小於或等於臨界值的 候編碼只包括相對色彩值的相同連續重複碼，而且當辟 界值超過的時候，可合作矣+ B 了田作表不游紅的第一碼、表示游程長 度的第一碼、及識別該色彩值的第三碼。 ，外，根據本發明，所提供的視訊影像信號係包 5彩：的編碼影像框、保存如此視訊影像信號的儲存'、 J：如同在附錄申請專利範圍中所定義的視播 放，其在此僅列出供參考。 像播 其=要藉由範例及附圖而描述本發明的較佳具體實施例， 圖1係顯示在第四（主要）色彩背景上的三色彩營幕 圖； J、 圖2至5係表示圖1的不同游程長度和該等四個 — 色彩之每個像素色彩游程數目的相對比例./、干母個 圖6係根據本方法的具體實施例所配置 的表列；及 匕/存程碼

五、發明說明（5) 接用圖6的方法而用以解碼所蝙碼顯示费幕資訊的 接收器裝置部份之方塊電路圖。 辛势％參考圖1，此圖式係表示由在第二色彩像素的背景 ·/形成的字母。在字母附近係顯示兩同中心條紋像 相卜2這些條紋是與前景及/或背景形成對比色彩，它理 i斑.合不同前景和背景（例如前景和背景的其中一色彩 f與另—色彩成相反比例的例如70¾背景與30¾前景比）色 彩比例混合的簡單小標題及標題，以便在前景和背景圖像 之間的邊界上形成至少未處理的。如所了解的，這是特殊 值，其中如果前景/背景混合的些程度不使用，字母的邊 緣不會與在斜邊上造成階梯效果的像素邊界一致。 在下列的描述中，此色彩配置會集中在係識別為色彩 (C)" 0"的背景，兩相反色彩識別係分別當作色彩"丨"和色 彩"2"，而字母的前景色彩是當作色彩"3n d 該等特殊碼（下面是與圖6有關的描述）的選擇基礎係依 賴所編碼内容的四個其中每一色彩的可能長度和頻率而考 慮像素色彩游程的可能性。如先前所述，特別關心於小標 題或標題方塊，其中該方塊通常係包含前景色彩顯示文字 訊息内的長方形背景色彩。圖2至圖5係顯示在小標題文字 上的測試結果，而該等小標題文字具各種不同字型大小的 中文和拉丁文字特性，而這些各種不同字型大小具有在圖 中相對一些中所指示該等四色彩0、1、2、和3的游程長度 分配。 對於該等每個圖而言’垂直軸係表示在影像或編碼區段

4117Ϊ5 五、發明說明（6) 的 所有色彩中的整個像素游總 示像素的游程長度，其高達284像素百的刀比，而水平袖係表 軸係將游程長度分成三個連續範、， 又。此水平 至3個像素，中間游程是以至是從1 12至U4個像素。如圖2 故^，而長游程是從 1 〇 ^ I 1 . 全故疋分配的從1至大約 大约巷中間游程）的背景像素游程，每個传表干 的其中每個係表示低m個像素 的其餘長範圍（高達284)。八具有涵盖低於〇.〇ι% 案圖3:4的anti_aUasing色彩"口2而言，該圖 20 %、，疋兩相同，其單獨像素係表示大約整個游程的 〇二，兩像素游程的h5%…低於中間游程的 ❶&於粑圍大約12至35像素游程的〇. 〇5%，而且大於 長度的任何游程會實質為零。對於前景色彩3而言如 不的圖案是在短游程範圍的大約22%的波峰上開始： ^位準係保持在較大的定值，雖然（如所顯示的）沿著 + 度軸的位置會依賴諸如字型大小的因素而改變。在 真初的峰值之後，該圖案會降至中間範圍的2%左右而 長游程會降至如同圖3和4的anti_aUasing色彩的零值。 在諸如所提議的數位影像廣播（DVB)標準的已知方法 心L其係假設中間範圍的游程具有所有色彩發生的相等可 本申明者已確認背景和前景色彩會較 二的—些較不常發生，而且在本方法中，它 可視為較佳M #色彩。如&，它們可提供較小長度的

Μ 第ίο頁 五 '發明說明（7) 分開碼字，以 彩值（如以DVB 本方法的另 是色彩i、2、 而，在所有其 分開碼字。 詳細編碼方 短（2位元）碼 節省而產生較 像素的主色彩 述，該等背景 能提供中間範 由增加的像素 素游程。這些 碼的長游成， 如圖6的倒| 的像素，該方 描線充份有效 掃描線結束， 或游程長度的 "00 00 00 〇〇丨 如同選項一 模範的一額外 圖案理想可提 411715 編碼只有它們的游程長度，而不是它們 2位元方法產生）。 一特性是在短游程佔多數的短色彩游程即 和3是以它們的色彩值連續重複編碼，然’ 它區域佔多數的背景色彩〇具有每種情=的 α 一八、外土巴彩的 :^可能以單一或重複出現的時候’它便可 四位7G為短的碼，而4位元是用來編碼單一 6位元是用來編碼一對像素。如先前所 和則景色彩0、3是較理想，而且相 二程編碼，其通常係進-步的碼只 色衫碼所區別，以指定在長範圍中的任何像 =二”的成本提供任何色彩所允許編 用以使文子附近的邊線發生。 文第二列，如果其它的碼字不能夠適合所有 會；Γ馬字來表示一列的結*，直到掃 為止。換句話說，在相同的圖素色彩指定為 如果此使用較連續色彩碼重複為少的空間： 規格是在最後的掃描線像素，便會使用码 0 一預疋（而且是已儲存）色彩 碼字（圖6的最後一列）可用於編碼。如 供指定是區塊的節省，而且是理想相對在已 五、發明說明（8) 儲影像框的特殊整個或部份影像框上時常發生。 所有礁特徵是它能有效地由解碼器所讀取，因為 总二、又2位元的倍數’而在解碼樹中的每項決定 二仿，取2個位兀達成：系統會嘗試每次讀取奇數個數 ，因為不容易從儲存體媒媒體摘取8這會發生是因 碼器必須要從每個碼字將位元選取。每次摘取2、 4、或8位元的方法已由我們夠有效地發現。 根據本方法而用以處理重疊繪圖（〇 :塊電路圖是在圖7中顯示。該裝置的輸入是瞻；；置 μ ,其會傳遞至解多工器2〇。在解多工器的隨後選擇處 =:小標題資料封包串流會輸出至船輸緩衝器2 2，其時間 資料會直接通過而進入進一步的緩衝器24，所未解碼的資 料會傳遞至解碼器級26，其中它會解碼，並分成基本的重 ，繪，碼（如圖6所示），而該等重疊繪圖碼會提供給顯示 缓衝器28，而且交互參考的色彩詳細規格經由色彩查詢表 (“υΤ)而對映至2位元色彩碼，其規格會下載至CLUT緩衝 器30 °最後級是顯示編碼器32，其會接受來自該顯示緩衝 器28的資料，而且參考在緩衝器30中的CLUT，產生諸如與 全動畫影像序列形式的其它影像混合的小標題顯示影像。 從本揭示的内容閱讀，其它的修改對於在技藝中熟知此 技術者是顯然的。如此的修改係包括在視訊信號編碼系 統、楚置、和元件部份範圍的已知其它特徵，而且可取代 或使用在此所描述的特徵。雖然在此應用中的申請專利範 圍具特殊的特徵組合》應了解到本發明的揭示範圍也包括

第頁 411715 五、發明說明（9) 在此所揭示的已表示或隱含的新特徵或任何新特徵的組 合，不管它是否與在任何申請專利範圍中所申請的專利相 同，它已減輕如本發明的任何或所有相同的技術問題。申 請者因此要求要注意的是新的申請專利範圍可形成如此特 徵及在本應用或在此所衍生任何進一步應用實行期間的特 徵組合。

第13頁

Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 /傻：ΐ,:數位視訊影像框的像素色彩值之方法，其在 影像中的母個不同色彩係指定一万法其在 以識別影像框’且該主色奢的 ^ 、中主色彩係用 表示游寇的當一 i ΐ ί 少三個連續像素游程是以 '其特徵在於具有-主色彩以外的色彩之4=游程β :t續重複碼來編碼’ &當該游輕長度小於於： ::=.續„相對的色彩值，而Π作= _修正 碼及當該臨界 游程的一第一碼、表示游程長度的一第 值超過時用以識別該色彩的一第三碼。 2‘如申請專利範圍第J項之方法"，其中除· 的該等色彩其中之一係被選取， 最y ' 游程長度_係指定給該㈣，^最小和最大值之間的 編：於最小值之所選取色彩游程是以個別的重複色彩碼來 程=小:=值ίΓ選取的色彩游程是以表示色彩游 轾的第一碼及表不長度的第二碣來編碼.及 在J大值以上的選取色彩游程是以表示游程的一第一 的色彩值之-第三碼來編碼。及心識別該所選取色彩 3.如申請專利範圍第2項之方法， 是從4至11個像素。 丹干該游程長度範圍 每=，9係被支持，且具有除了主色彩之外-色彩的 母個像素疋以2位元碼來個別編碼

   O:\57\57666.ptc 第1頁 2000. 06. 29. 014 四4種專利範圍第1項之方法，其中包括該主色彩的 六、申請專利範圍 /傻：ΐ,:數位視訊影像框的像素色彩值之方法，其在 影像中的母個不同色彩係指定一万法其在 以識別影像框’且該主色奢的 ^ 、中主色彩係用 表示游寇的當一 i ΐ ί 少三個連續像素游程是以 '其特徵在於具有-主色彩以外的色彩之4=游程β :t續重複碼來編碼’ &當該游輕長度小於於： ::=.續„相對的色彩值，而Π作= _修正 碼及當該臨界 游程的一第一碼、表示游程長度的一第 值超過時用以識別該色彩的一第三碼。 2‘如申請專利範圍第J項之方法"，其中除· 的該等色彩其中之一係被選取， 最y ' 游程長度_係指定給該㈣，^最小和最大值之間的 編：於最小值之所選取色彩游程是以個別的重複色彩碼來 程=小:=值ίΓ選取的色彩游程是以表示色彩游 轾的第一碼及表不長度的第二碣來編碼.及 在J大值以上的選取色彩游程是以表示游程的一第一 的色彩值之-第三碼來編碼。及心識別該所選取色彩 3.如申請專利範圍第2項之方法， 是從4至11個像素。 丹干該游程長度範圍 每=，9係被支持，且具有除了主色彩之外-色彩的 母個像素疋以2位元碼來個別編碼

   O:\57\57666.ptc 第1頁 2000. 06. 29. 014 四4種專利範圍第1項之方法，其中包括該主色彩的 案號 88104131 干 六、申請專利範圍 -- f彩’且三個其餘色彩係分別指定為前景，及在前 景之間的兩中間色層。 牙 6:如申請專利範圍第1至5項任一項之方法，其中 5 ”，在放置該進一步的碼於像素色彩碼的串流； 有L ::素所指定的色彩係提供給至顯示列末端的所 :申請專利範圍第6項之方法，“如果 二度規格或每個像素的該色彩媽重·複不需要少數 的位兀扣疋，該進一皇•會被使用。 數 8·如申請專利範圍第1項之方法，其 被提供，其中在*其中一進一步的碼负 ΐ像ί素色和值的預定及儲存圖案係被調用，並提供給隨 9. 種視訊景》像編碼裝置，俾配罟而拉山> — 每個不同的色彩一各別色彩值由指定在影像的 且丄ί 用以識別該影像框； 其特徵在於該裝置係包括配置 色彩的連續像素游程之裝置’ ^ j八除了主色彩之外 於臨界值的時㉟，只包含該相：3程長度小於或等 碼，而且當作表示游程的—第一、色彩值的相同連續 碼、及當該臨界值超過時游程長度的一第 碼。 卞用以識別該色彩值的一第三 1〇. 一種視訊影像信號，係包 框，其中該影像框的預定主像素色彩值的編碼影像 係以表示游程'的一第_ g A = t的兩或多個連續像素游程 該游程長度的一第二碼

   0:伽7666典 2000· 06. 29. 015 案號 88104131 干 六、申請專利範圍 -- f彩’且三個其餘色彩係分別指定為前景，及在前 景之間的兩中間色層。 牙 6:如申請專利範圍第1至5項任一項之方法，其中 5 ”，在放置該進一步的碼於像素色彩碼的串流； 有L ::素所指定的色彩係提供給至顯示列末端的所 :申請專利範圍第6項之方法，“如果 二度規格或每個像素的該色彩媽重·複不需要少數 的位兀扣疋，該進一皇•會被使用。 數 8·如申請專利範圍第1項之方法，其 被提供，其中在*其中一進一步的碼负 ΐ像ί素色和值的預定及儲存圖案係被調用，並提供給隨 9. 種視訊景》像編碼裝置，俾配罟而拉山> — 每個不同的色彩一各別色彩值由指定在影像的 且丄ί 用以識別該影像框； 其特徵在於該裝置係包括配置 色彩的連續像素游程之裝置’ ^ j八除了主色彩之外 於臨界值的時㉟，只包含該相：3程長度小於或等 碼，而且當作表示游程的—第一、色彩值的相同連續 碼、及當該臨界值超過時游程長度的一第 碼。 卞用以識別該色彩值的一第三 1〇. 一種視訊影像信號，係包 框，其中該影像框的預定主像素色彩值的編碼影像 係以表示游程'的一第_ g A = t的兩或多個連續像素游程 該游程長度的一第二碼

   0:伽7666典 2000· 06. 29. 015 案號 um 年&月夕g曰 修正 $、申請專利範圍 字形式來編碼； 其特徵在於當該游程羞j小於或等於該臨界值的時候， 具有除了主色彩之外色彩的連續像素游程搖以只包含相對 色彩值的連續重複碼來編碼，而且當作表示游程的一第一 碼、表示游程長度的一第二碼、及當該臨界值超過時用以 識別該色彩值.的一第三碼。 1 1. 一種儲存媒體，其載有如申請專利範圍第9項之視訊 影像信號，及包括指明由每個碼所表示色彩的查詢表之初 始化資料，且該色彩係包括該預定之主色彩。 1 2. —種視訊影像播放裝置，係配置用以接收及解碼如 申請專利範圍第1 0項之信號，該裝置係包括像素色彩的至 少一查詢表，其包括由該等編碼像素色彩值所定址的數位 視訊影像框之主色彩，及操作上可產生用以顯示該主色彩 的至少兩連續像素之游程及具除了該主色彩之外的所個別 產生像素的裝置。

   O:\57\57666.ptc 第3頁 2000. 06. 29.016 案號 um 年&月夕g曰 修正 $、申請專利範圍 字形式來編碼； 其特徵在於當該游程羞j小於或等於該臨界值的時候， 具有除了主色彩之外色彩的連續像素游程搖以只包含相對 色彩值的連續重複碼來編碼，而且當作表示游程的一第一 碼、表示游程長度的一第二碼、及當該臨界值超過時用以 識別該色彩值.的一第三碼。 1 1. 一種儲存媒體，其載有如申請專利範圍第9項之視訊 影像信號，及包括指明由每個碼所表示色彩的查詢表之初 始化資料，且該色彩係包括該預定之主色彩。 1 2. —種視訊影像播放裝置，係配置用以接收及解碼如 申請專利範圍第1 0項之信號，該裝置係包括像素色彩的至 少一查詢表，其包括由該等編碼像素色彩值所定址的數位 視訊影像框之主色彩，及操作上可產生用以顯示該主色彩 的至少兩連續像素之游程及具除了該主色彩之外的所個別 產生像素的裝置。

   O:\57\57666.ptc 第3頁 2000. 06. 29.016