TWI428851B - 影像處理系統及其影像處理方法 - Google Patents

Description

影像處理系統及其影像處理方法

本發明係有關於影像處理系統，尤指一種能夠減少傳輸影像資料的影像處理系統及其影像處理方法。

在傳統影像處理系統中，影像感測器所接收到的影像會傳送至一第一影像處理單元中，接著，第一影像處理單元中的影像資料再以資料區塊的方式將影像資料傳送至一第二影像處理單元進行影像處理以產生一圖框資料，之後，第二影像處理單元將圖框資料傳送至一顯示器以顯示該影像。此外，第一影像處理單元與第二影像處理單元之間一般係使用通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)以作為傳輸媒介，其中USB 2.0的頻寬為480Mbps(Megabits per second)，USB 1.0的頻寬為12Mbps，然而，隨著影像的解析度越來越高，影像資料會因為受限於傳輸媒介的頻寬而無法即時將影像資料傳送至第二影像處理單元，因此會造成顯示器所顯示的影像看起來不連續，因而降低了顯示品質。

因此，本發明的目的之一在於提供一種能夠減少傳輸影像資料的影像處理系統及其影像處理方法，以解決上述傳輸媒介頻寬不足的問題。

依據本發明之一實施例，其揭露一種影像處理系統。該影像處理系統包含有一第一影像處理單元以及一第二影像處理單元。該第一影像處理單元係用來依序接收複數個影像，且該第一影像處理單元依據該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，K、M、N係為正整數且N>M，該第一影像處理單元另將該複數個區域中之一第一區域的影像資料傳送至該第二影像處理單元。

依據本發明之另一實施例，其揭露一種影像處理方法。該影像處理方法包含有：依序接收複數個影像；依據該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，其中K、M、N係為正整數且N>M；以及傳送該複數個區域中之一第一區域的影像資料。

依據本發明之影像處理系統以及影像處理方法，影像被劃分為複數個區域，且一次僅傳輸一個區域的影像資料至該第二影像處理單元，因此可以避免傳輸媒介頻寬不足而造成顯示影像不連續的情形。

第1圖為依據本發明一實施例之影像處理系統100的示意圖。如第1圖所示，影像處理系統100包含有一影像偵測單元110、一第一影像處理單元120、一第二影像處理單元130以及一顯示器140。在實作上，影像偵測單元110可以為感光耦合元件(Charge Coupled Device,CCD)或是互補性氧化金屬半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)影像偵測器，且第二影像處理單元130可以使用應用程式或是驅動電路來實作。

請同時參考第2A圖，第2A圖以及第3圖為影像處理系統100之操作示意圖。在影像處理系統100的操作中，首先，影像偵測單元110偵測並接收第1張影像，並將第1張影像傳送至第一影像處理單元120中，接著，第一影像處理單元120將第1張影像分為複數個資料區塊，並將該些資料區塊依序傳送至第二影像處理單元130，之後，第二影像處理單元130將第1張影像之該些資料區塊組合成一張圖框影像(亦即第1張影像)，並將圖框影像傳送至顯示器140以顯示在螢幕上。接著，影像偵測單元110偵測並接收第2張影像，第2張影像進行與上述第1張影像類似的處理步驟，並顯示於顯示器140的螢幕上。

需注意的是，每一張影像均包含有相同數量之複數個的資料區塊，且該些資料區塊係對應至每一影像中相同位置，亦即該些資料區塊可視為對應在影像中之複數個次區域(sub-region)，第3圖中每一個虛線方塊即為次區域。此外，每一個資料區塊(次區域)的大小係依據影像處理系統100所採用之影像壓縮格式來決定，以動態聯合影像專家組織(Motion Joint Photographic Experts Group,MJPEG)為例，資料區塊的大小係為8*8個像素資料。

此外，當第一影像處理單元120將資料區塊依序傳送至第二影像處理單元130時，第一影像處理單元120同時也將所傳送之每一個資料區塊的平均像素值儲存至第一影像處理單元120中之一儲存單元(未繪示)，因此，儲存單元儲存有第1張影像以及第2張影像中所有次區域的平均像素值，此外，平均像素值在本實施例中係為一平均灰階值(或平均亮度值)。需注意的是，在本實施例中，次區域的大小與資料區塊的大小相同，然而，在本發明其他實施例中，次區域的大小可以依據使用者的考量而改變，例如一個資料區塊可以分為4個次區域，舉例而言，若一個資料區塊的大小係為8*8個像素資料，則一個次區域的大小為4*4個像素資料。第一影像處理單元120將所傳送之每一個資料區塊中每一個次區域的平均像素值儲存至第一影像處理單元120中之儲存單元中，這些設計上的變化均隸屬於本發明的範疇。

接著，針對第1張影像以及第2張影像之對應於影像中相同位置之每一次區域，第一影像處理單元120比較第1張影像中該次區域之平均像素值以及第2張影像中該次區域之平均像素值以產生對應該次區域之一比較結果，之後，第一影像處理單元120依據該比較結果來決定該次區域是否為一特定次區域，在本實施例中，該比較結果係為第1張影像中該次區域之平均像素值以及第2張影像中該次區域之平均像素值之一差值，且特定次區域係為該差值大於一預定值的次區域，可將特定次區域視為：拿在第1張影像中該次區域之影像資料與第2張影像中該區域之影像資料做比較，發生了較大的改變的區域，即，影像資料變動較大的次區域。因此，第一影像處理單元120會經由比較第1張影像以及第2張影像以決定出複數個特定次區域，在此實施例中，所決定之特定次區域係為第3圖中標示斜線之次區域。

在決定複數個特定次區域之後，第一影像處理單元120將尚未傳送之第3張影像劃分為如第2A圖所示之五個區域，其中區域1係為一矩形區域，且包含所有的特定次區域，亦即區域1中的資料係為影像資料變動較大的區域，此外，區域2~5係依據區域1的邊界而定，在一實施例中，區域2以及區域5分別被設定為區域1之下方以及上方區域，且區域3以及區域4分別被設定為區域1之左方以及右方區域。請注意，第2A圖中所示之區域劃分僅為解釋本發明之用，並非為本發明之限制，在其他實施例中亦得將一張影像區分成3個區域，如第2B圖所示，區域1位於影像的中間、區域2位於區域1的下方而區域3位於區域1的上方。在另一實施例中，如第2C圖所示，區域1為一張影像中間之矩形區域，而區域2~9圍繞著區域1。

為求簡潔，以下僅依照第2A圖之區域劃分方式詳細說明。當影像偵測單元110偵測並接收第3張影像，並將第3張影像傳送至第一影像處理單元120之後，第一影像處理單元120僅會將區域1中的影像資料傳送至第二影像處理單元130，等到區域1中的影像資料全部傳送至第二影像處理單元130後，第一影像處理單元120依據第一影像處理單元120與第二影像處理單元130之間一傳輸頻寬以決定是否傳送其他區域(區域2~5)的影像資料至第二影像處理單元130。同時，第一影像處理單元120也將第3張影像之每一個次區域(區域1~5中所有次區域)的平均像素值儲存至第一影像處理單元120中之儲存單元(未繪示)，其中平均像素值在本實施例中係為一平均灰階值(或平均亮度值)。在另一實施例中，第一影像處理單元120依據其與第二影像處理單元130之間的傳輸頻寬以及區域1~5的影像資料量決定要傳輸哪些區域的影像資料，例如當傳輸頻寬較大時，第一影像處理單元120得將區域1~5的影像資料均傳輸至第二影像處理單元130，而當傳輸頻寬較小時，第一影像處理單元120得僅將區域1與2的影像資料傳輸至第二影像處理單元130，請注意到，第一影像處理單元120得同時傳送亦得依一定次序循序傳送該些區域之影像資料。

之後，假設第3張影像中只有區域1的影像資料被傳送至第二影像處理單元130，則第二影像處理單元130會將第3張影像中區域1的影像資料以及第2張影像中相對應於區域2~5的影像資料組合成一張圖框影像(亦即第3張影像)，並將圖框影像傳送至顯示器140以顯示在螢幕上。之後影像偵測單元110所偵測並接收之每一張影像(第4、5...張影像)均依照上述第3張影像的操作方式決定出五個區域，並將部分區域的影像資料傳送至第二影像處理單元130，並和第二影像處理單元130中之前一張影像的影像資料作組合以產生一張圖框影像，並將圖框影像傳送至顯示器140以顯示在螢幕上。

如上所述，在本發明之影像處理系統100中，第一影像處理單元120會依據第1張影像以及第2張影像以決定出一個影像資料變動較大的區域(亦即區域1)，之後在傳輸第3張影像時，第一影像處理單元120在第一時間僅會傳輸此影像資料變動較大的區域，如此一來，即可在有限頻寬下僅傳輸必要且高畫質的影像，因此，不會造成顯示器所顯示的影像看起來不連續，因此顯示品質也不會降低。

然而，為了避免區域2~5中某些區域的影像資料長時間沒有被更新，第3張影像之區域2~5係對應至一相對應權重參數(weight parameter)，請參考4圖，第4圖為第2A圖所示區域2~5之相對應權重參數的示意圖。如第4圖所示，區域2~5所預設的權重參數分別為“5”、“3”、“3”、“1”，第一影像處理單元120在傳送區域1的影像資料之後，若是傳輸頻寬足夠，會依據區域2~5所相對應的權重參數決定接下來要傳送哪一個區域至第二影像處理單元130，在本實施例中，針對第3張影像，第一影像處理單元120會先傳送相對應權重參數較高的區域2、3至第二影像處理單元130，在傳送完第3張影像之區域2、3之後，區域2、3所相對應之權重參數減去1而變成了“4”、“2”。接下來，當第一影像處理單元120傳送第4張影像之區域1的影像資料至第二影像處理單元130之後，第一影像處理單元120會傳送相對應權重參數較高的區域2、4至第二影像處理單元130，而區域2、4所相對應之權重參數減去1而變成了“3”、“2”。同理，第一影像處理單元120則會循序傳送第5張影像之區域1、2、3至第二影像處理單元130，若是權重參數已經降至“0”，則下一次權重參數需要降低時就回到預設權重參數，如此一來，就可以避免某些區域的影像資料長時間沒有被更新的問題。請注意，雖然在此實施例中僅針對區分為5個區域之影像做說明，然而熟悉此項技藝者當得在本發明之教導下，習得如何針對區分為3或9個區域(或其它數目)的影像設定權重參數，以及依據權重參數傳輸各區域之影像資料。亦即，該些變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

簡要歸納本發明之影像處理系統，本發明影像處理系統中之第一影像處理單元係依據第K個影像以及第(K+M)個影像以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域(K、N、M為正整數且N>M，例如M=1、N=2)，並將第(K+M)個影像中之一第一區域傳送至第二影像處理單元，之後另依據第一影像處理單元以及第二影像處理單元之間一傳輸頻寬以決定是否傳輸其他區域的影像資料至第二影像處理單元，如此一來，可以避免傳輸頻寬不足而造成顯示影像不連續的問題，因此可以提升顯示品質。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100．．．影像處理系統

110．．．影像偵測單元

120．．．第一影像處理單元

130．．．第二影像處理單元

140．．．顯示器

第1圖為依據本發明一實施例之影像處理系統的示意圖。

第2A~C圖為影像處理系統之操作示意圖。

第3圖為影像處理系統之操作示意圖。

第4圖為第2A圖所示區域2~5之相對應權重參數的示意圖。

100．．．影像處理系統

110．．．影像偵測單元

120．．．第一影像處理單元

130．．．第二影像處理單元

140．．．顯示器

Claims (24)

1. 一種影像處理系統，包含有：一第一影像處理單元，用來依序接收複數個影像；以及一第二影像處理單元，耦接於該第一影像處理單元，其中該第一影像處理單元依據該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，K、M、N係為正整數且N大於M，該第一影像處理單元另將該複數個區域中之一第一區域的影像資料傳送至該第二影像處理單元；其中該第一影像處理單元另依據該第一影像處理單元與該第二影像處理單元之間一傳輸頻寬以決定是否傳送該複數個區域中異於該第一區域之一第二區域的影像資料至該第二影像處理單元。
2. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理系統，其中該複數個區域中除了該第一區域之外的每一區域係對應至一相對應權重參數(weight parameter)，以及該第一影像處理單元依據複數個權重參數來決定該第二區域。
3. 如申請專利範圍第2項所述之影像處理系統，其中該第一影像處理單元依據該複數個權重參數與該傳輸頻寬以決定是否傳輸除了該第一區域之外的其他區域的影像資料至該第二影像處理單元。
4. 如申請專利範圍第3項所述之影像處理系統，其中該第一影像處理 單元依據傳送至該第二影像處理單元的影像資料調整該複數個權重參數。
5. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理系統，其中該複數個影像中每一影像包含有相同數量之複數個次區域，且該複數個次區域分別對應至每一影像中相同位置；針對每一次區域，該第一影像處理單元比較該第K個影像中該次區域的影像資料以及該第(K+M)個影像中該次區域的影像資料以產生一比較結果；以及該第一影像處理單元依據該複數個次區域所對應之複數個比較結果來決定該第(K+N)個影像中該複數個區域。
6. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理系統，其中每一次區域包含有複數個像素；以及針對每一次區域，該第一影像處理單元比較該第K個影像中該次區域之平均像素值以及該第(K+M)個影像中該次區域之平均像素值以產生對應該次區域之該比較結果。
7. 如申請專利範圍第6項所述之影像處理系統，其中該平均像素值係為一平均灰階值。
8. 如申請專利範圍第6項所述之影像處理系統，其中該第一影像處理單元係依據該複數個比較結果來自該複數個次區域中決定出複數個特定次區域，並依據該複數個特定次區域來決定出該複數個區域；以及針對每一特定次區域，該第K個影像中該特定次區域之該平均像素值以及該第(K+M)個影像中該特定次區域之該平均 像素值的差值係大於一預定值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之影像處理系統，其中該複數個特定次區域均位於該第一區域內。
10. 如申請專利範圍第5項所述之影像處理系統，其中每一次區域包含A*A個像素，且A為一正整數。
11. 如申請專利範圍第1項所述之影像處理系統，其中該第一影像處理單元在同一時間只會傳送一個區域的影像資料至該第二影像處理單元。
12. 一種影像處理方法，包含有：依序接收複數個影像；依據該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，其中K、M、N係為正整數且N大於M；傳送該複數個區域中之一第一區域的影像資料；以及依據一傳輸頻寬以決定是否傳送該複數個區域中異於該第一區域之一第二區域的影像資料。
13. 如申請專利範圍第12項所述之影像處理方法，其中該複數個區域中除了該第一區域之外的每一區域係對應至一相對應權重參數(weight parameter)，以及依據該複數個影像中該第K個影像以及 該第(K+M)個影像以將該第(K+N)個影像劃分成該複數個區域的步驟包含有：依據每一區域之相對應權重參數來決定該第二區域。
14. 如申請專利範圍第13項所述之影像處理方法，其中更包含：依據該複數個權重參數與該傳輸頻寬以決定是否傳輸除了該第一區域之外的其他區域的影像資料。
15. 如申請專利範圍第14項所述之影像處理方法，其中更包含：依據所傳送的影像資料調整該複數個權重參數。
16. 如申請專利範圍第12項所述之影像處理方法，其中該複數個影像中每一影像包含有相同數量之複數個次區域，且該複數個次區域分別對應至每一影像中相同位置，以及依據該複數個影像中該第K個影像以及該第(K+M)個影像以將該第(K+N)個影像劃分成該複數個區域的步驟包含有：針對每一次區域，比較該第K個影像中該次區域的影像資料以及該第(K+M)個影像中該次區域的影像資料以產生一比較結果；以及依據該複數個次區域所對應之複數個比較結果來決定該第(K+N)個影像中該複數個區域。
17. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中每一次區域包含有複數個像素，以及比較該第K個影像中該次區域的影像資料 以及該第(K+M)個影像中該次區域的影像資料以產生該比較結果的步驟包含有：針對每一次區域，比較該第K個影像中該次區域之平均像素值以及該第(K+M)個影像中該次區域之平均像素值以產生對應該次區域之該比較結果。
18. 如申請專利範圍第17項所述之影像處理方法，其中該平均像素值係為一平均灰階值。
19. 如申請專利範圍第18項所述之影像處理方法，其中比較該第K個影像中該次區域的影像資料以及該第(K+M)個影像中該次區域的影像資料以產生該比較結果的步驟另包含有：依據該複數個比較結果來自該複數個次區域中決定出複數個特定次區域；以及依據該複數個特定次區域來決定出該複數個區域，其中針對每一特定次區域，該第K個影像中該特定次區域之該平均像素值以及該第(K+M)個影像中該特定次區域之該平均像素值的差值係大於一預定值。
20. 如申請專利範圍第19項所述之影像處理方法，其中該複數個特定次區域均位於該第一區域內。
21. 如申請專利範圍第16項所述之影像處理方法，其中每一次區域包含A*A個像素，且A為一正整數。
22. 一種影像處理系統，包含有：一第一影像處理單元，用來依序接收複數個影像；以及一第二影像處理單元，耦接於該第一影像處理單元，其中該第一影像處理單元藉由比較該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像的影像資料以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，K、M、N係為正整數且N大於M，該第一影像處理單元另將該複數個區域中之一第一區域的影像資料傳送至該第二影像處理單元；其中該複數個影像中每一影像包含有相同數量之複數個次區域，且該複數個次區域分別對應至每一影像中相同位置；針對每一次區域，該第一影像處理單元比較該第K個影像中該次區域的影像資料以及該第(K+M)個影像中該次區域的影像資料以產生一比較結果；以及該第一影像處理單元依據該複數個次區域所對應之複數個比較結果來決定該第(K+N)個影像中該複數個區域。
23. 一種影像處理系統，包含有：一第一影像處理單元，用來依序接收複數個影像；以及一第二影像處理單元，耦接於該第一影像處理單元，其中該第一影像處理單元依據該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，K、M、N係為正整數且N大於M，該第一影像處理單元另將該複數個區域中之一第一區域的影像資料傳送至該第二影像處理單元；其中該第一影像處理單元在同一時間只會傳送一個區域的影像資料至 該第二影像處理單元。
24. 一種影像處理方法，包含有：依序接收複數個影像；比較該複數個影像中第K個影像以及第(K+M)個影像的影像資料以將第(K+N)個影像劃分成複數個區域，其中K、M、N係為正整數且N大於M；以及傳送該複數個區域中之一第一區域的影像資料；其中該複數個影像中每一影像包含有相同數量之複數個次區域，且該複數個次區域分別對應至每一影像中相同位置，以及將該第(K+N)個影像劃分成該複數個區域的步驟包含有：針對每一次區域，比較該第K個影像中該次區域的影像資料以及該第(K+M)個影像中該次區域的影像資料以產生一比較結果；以及依據該複數個次區域所對應之複數個比較結果來決定該第(K+N)個影像中該複數個區域。