TWI478585B - 影像擷取系統及其方法 - Google Patents

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TWI478585B TW097126907A TW97126907A TWI478585B TW I478585 B TWI478585 B TW I478585B TW 097126907 A TW097126907 A TW 097126907A TW 97126907 A TW97126907 A TW 97126907A TW I478585 B TWI478585 B TW I478585B
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Description

影像擷取系統及其方法
本發明係關於一種影像擷取(capture)系統及其方法，尤其關於一種具有代碼轉換功能之影像擷取系統及其方法。
在不造成明顯視覺品質退化的前提下，壓縮係為一種減小檔案大小之影像處理技術。目前存在多種不同類型之影像壓縮標準，如聯合影像專家群組(Joint Photographic Experts Group，以下簡稱為JPEG)、聯合二值影像專家群組(Joint Bi－level Image Group，以下簡稱為JBIG)以及圖形交換格式(Graphics Interchange Format，以下簡稱為GIF)等等。在這些標準中，JPEG係為目前應用最為普遍之靜態影像壓縮標準。
然而，仍然需要更好的影像壓縮效能(更小的檔案大小以及更小的視覺品質退化)，以在儲存裝置如安全數位卡(Secure Digital card，以下簡稱為SD卡)中儲存壓縮程度更高之檔案資料。
為了獲得更好的影像壓縮性能，本發明之目的之一在於提供一種影像擷取(capture)系統及其方法，可將由第一編碼格式壓縮之影像資料轉換為由第二編碼格式壓縮之輸出影像資料。
依據本發明之一實施例，提供一種影像擷取系統，包含有：儲存裝置，用於儲存由第一編碼格式壓縮之影像資料，影像資料係來自擷取之靜態影像；以及代碼轉換器模組，耦接至儲存裝置，用於將由第一編碼格式壓縮之影像資料轉換為符合第二編碼格式之輸出影像資料，並於外部裝置請求播放擷取之靜態影像時，輸出此輸出影像資料至外部裝置。
依據本發明之一實施例，還提供一種影像擷取方法，包含有：儲存擷取之靜態影像之資料至儲存裝置，資料由第一編碼格式壓縮；以及將由第一編碼格式壓縮之資料轉換為由第二編碼格式壓縮之輸出影像資料，並於擷取之靜態影像被請求播放時，輸出此輸出影像資料。
本發明之影像擷取系統及其方法，相較於先前技術，其有益效果包括：藉由第一編碼格式來對影像資料進行壓縮，可減小編碼後影像之大小，提高了壓縮性能，使得儲存裝置可儲存更多的影像，提高了其利用率。
在說明書及後續的申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。所屬領域中具有通常知識者應可理解，製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及後續的申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及後續的請求項當中所提及的「包含」係為開放式的用語，故應解釋成「包含但不限定於」。以外，「耦接」一詞在此係包含任何直接及間接的電氣連接手段。因此，若文中描述第一裝置耦接於第二裝置，則代表第一裝置可直接電氣連接於第二裝置，或透過其他裝置或連接手段間接地電氣連接至第二裝置。
閱讀了下文對圖式所顯示之較佳實施例之詳細描述之 後，本發明對所屬領域之技術人員而言將顯而易見。
請參照第1圖，第1圖係為依據本發明第一實施例之影像擷取(capture)系統100之方塊圖。如第1圖所示，影像擷取系統100包含第一編碼器110、第二編碼器120、儲存裝置130、第一解碼器115以及第二解碼器125。本實施例中，影像擷取系統100係整合於數位相機(Digital Still Camera，DSC)；然而，這種情況僅為本發明之一實施例。實際操作中，影像擷取系統100可整合於DSC行動電話(cellular phone)或任何DSC裝置中。影像擷取系統100更包含影像傳感器140、原始影像資料記憶體150以及後置處理器(post－processor)160。當影像擷取系統100擷取靜態影像時，影像傳感器140記錄落在影像傳感器140內的每一像元(photo－site)上的光線之強度與亮度，以產生原始影像資料。原始影像資料記憶體150儲存影像傳感器140所產生之原始影像資料。第一編碼器110與第二編碼器120均耦接至原始影像資料記憶體150和儲存裝置130。第一編碼器110將儲存在原始影像資料記憶體150中的原始影像資料編碼成為相應於第一編碼格式之影像資料，並將編碼後之影像資料 儲存至儲存裝置130。第二編碼器120將儲存在原始影像資料記憶體150中的原始影像資料編碼成為相應於第二編碼格式之影像資料，並將編碼後之影像資料儲存至儲存裝置130。儲存裝置130，如安全數位卡(Secure Digital card，以下簡稱為SD卡)，用於儲存由第一編碼器110和第二編碼器120編碼之影像資料。第一解碼器115與第二解碼器125均耦接至儲存裝置130。第一解碼器115將相應於第一編碼格式之影像資料解碼成為解碼後之影像資料。第二解碼器125將相應於第二編碼格式之影像資料解碼成為解碼後之影像資料。後置處理器160對接收自第一解碼器115或第二解碼器125之解碼後之影像資料執行縮放或雑訊消除處理。
此外，第一解碼器115更耦接至第二編碼器120，且第二編碼器120將接收自第一解碼器115的解碼後的影像資料編碼成為相應於第二編碼格式之輸出影像資料。因此，本實施例中，第一解碼器115與第二編碼器120組成代碼轉換器模組102，用於將由第一編碼格式壓縮之影像資料轉換為由第二編碼格式壓縮之輸出影像資料。
以下進一步描述影像擷取系統100之操作細節。在下文的描述中，第一編碼格式符合H.264標準，以及第二編碼格式符合JPEG標準；然而，請注意，上述僅為闡釋發明目的，而並非用於限定本發明。實際操作中，第一編碼格式可符合任何視訊壓縮標準，如MPEG－1標準、MPEG－2標準、MPEG－4標準、H.261標準或H.263標準，第二編碼格式可符合任何靜態影像壓縮標準，如JPEG－2000標準。
請再次參照第1圖，鑒於JPEG標準普遍應用於靜態影像編碼，原始靜態影像資料編碼成為JPEG影像資料來儲存與傳送。第二編碼器120(如JPEG編碼器)將影像傳感器140產生的儲存於原始影像資料記憶體150之原始影像資料編碼成為符合第二編碼格式(如JPEG)的影像資料，並將其儲存於儲存裝置130(如SD卡)。當需要將擷取之影像直接播放於DSC之顯示器10時，第二解碼器125(如JPEG解碼器)會對JPEG編碼格式之影像資料進行解碼。接著，後置處理器160對解碼後之影像資料進行處理，以允許相應於擷取之影像的解碼後影像資料在DSC之顯示器10上播 放。當外部裝置200(如個人計算機)請求播放來自DSC之擷取之影像時，從儲存裝置130(如SD卡)取回JPEG編碼格式之影像資料，並將其儲存至外部裝置200之儲存裝置250中。
上文描述了影像擷取系統100在處理擷取之靜態影像的原始影像資料時的典型操作。由於具有較影像編碼標準(如JPEG)更好的壓縮性能，通常用於編碼及解碼視訊資料之第一編碼器110(如H.264編碼器)與第一解碼器115(如H.264解碼器)，本實施例中用於處理靜態影像。因此，由影像傳感器140產生的儲存於原始影像資料記憶體150之原始影像資料可藉由第一編碼器110(如H.264編碼器)編碼為第一編碼格式(如H.264格式)之影像資料，並儲存至儲存裝置130(如SD卡)。將擷取之影像編碼為第一編碼格式(如H.264格式)而非第二編碼格式(如JPEG格式)之益處在於，可減小編碼後圖像之大小，從而使儲存裝置(如SD卡)可儲存更多的圖像。然而，在某些其他實施例中，第一編碼格式之壓縮性能並不優於第二編碼格式。仍將擷取之影像編碼為第一編碼格式之原因可能在於，解碼時計算簡單、壓縮速度 較快或功率消耗較低。請注意，第一編碼格式並不必然作為視訊編碼格式，第二編碼格式也不必然作為影像編碼格式，舉例而言，第一編碼格式與第二編碼格式均可用於視訊編碼，也均可作為影像編碼格式，或者，第一編碼格式用於視訊編碼，第二編碼格式用於影像編碼。
當需要將擷取之影像直接播放於DSC之顯示器10時，第一解碼器115(如H.264解碼器)解碼影像資料(如H.264格式之影像資料)。接著，後置處理器160處理解碼後之影像資料，以改善所呈現影像的品質或調整所呈現的影像。在某些實例中，解碼後執行的後處理(post－processing)操作包括：雑訊削減、亮度、對比度與銳利度調整、夜景補償、黑白影像處理以及色彩改變或覆蓋等。
然而，當儲存在儲存裝置130(如SD卡)的影像資料(如H.264格式的影像資料)傳送至外部裝置200之儲存裝置250時，代碼轉換器模組102將影像資料(如H.264格式的影像資料)轉換為對應於第二編碼格式(如JPEG標準)之輸出影像資料。本實施例中，第一解碼器115(如H.264解碼器)對影像 資料進行解碼。接著，第二編碼器120(如JPEG編碼器)將解碼後的影像資料編碼為對應於第二編碼格式(如JPEG標準)的輸出影像資料，並將輸出影像資料輸出至外部裝置200的儲存裝置250。於另一實施例中，在沒有代碼轉換器模組的情況下，外部裝置亦可存取第一編碼格式(如H.264)之影像資料。舉例而言，使用者希望可以將擷取之影像暫存於可攜式記憶裝置中，而暫存H.264格式的影像所需的可攜式記憶裝置的空間小於儲存JPEG格式的影像所需的記憶空間。另一實施例中，若外部裝置可播放第一編碼格式(如H.264)，影像資料可不必轉換成第二編碼格式(如JPEG)，而直接傳送至外部裝置。
本實施例中，影像資料通過一條USB 2.0傳輸線從影像擷取系統100 (DSC)之儲存裝置(如SD卡)傳送至外部裝置200(如PC機)之儲存裝置250。然而，以上所述僅為闡釋發明目的，而非用於限定本發明。舉例而言，影像資料可通過藍牙介面傳送。另一實施例中，影像擷取系統100可為行動電話，以及外部裝置200可為另一行動電話。影像資料可通過無線通訊網路(如WLAN、WIMAX、WIFI、3G)從一 個行動電話之儲存裝置130(如SD卡)傳送到另一行動電話的SD卡。
簡而言之，由於某些視訊編碼格式(如H.264標準)具有比影像編碼格式(如JPEG標準)更好的壓縮性能，依據H.264標準編碼原始影像資料，使SD卡可儲存較JPEG標準更多的圖像。
影像擷取系統100更包含微處理器170。某些實施例中，當使用者希望通過外部裝置200(如PC機)預先查看儲存在影像擷取系統100中的影像檔案列表時，微處理器170執行程式碼PROG以取回影像資料的檔案名稱，將具有相應於第一編碼格式之檔型(file extension)的檔案名稱轉換為具有相應於第二編碼格式之檔型的輸出檔案名稱。因此，以第一編碼格式(如H.264)儲存影像資料至影像擷取系統100的過程對於外部裝置的用戶而言係為透明。同樣，當外部裝置200需要獲知擷取之影像之檔案大小或儲存於影像擷取系統100之影像的總體檔案大小時，微處理器170執行程式碼以取回第一編碼格式之影像資料的相應檔案大小，並將相應於 第一編碼格式之檔案大小轉換為相應於第二編碼格式之輸出檔案大小。輸出檔案大小僅作為一個估計值，為使用者提供一種關於第二編碼格式(如JPEG)圖像大小的大致概念，再次使得第一編碼格式的影像資料編碼用戶透明。
舉例來說，PC機請求播放具有檔案名稱為“abc.avi”，檔案大小為3Mb的H.264格式的影像資料，微處理器170執行程式碼PROG，將檔案名稱“abc.avi”轉換成“abc.jpg”。同時，微處理器170執行程式碼PROG，將檔案大小乘一個數值。所述數值可依據第一編碼格式與第二編碼格式之間預設的轉換關係來決定。舉例來說，假設H.264編碼的影像的檔案大小約為JPEG編碼影像的檔案大小的一半，則此數值選定為2。因此檔案大小由3Mb轉換為6Mb。然而，上述僅為舉例說明，所述數值可依據第一編碼格式與第二編碼格式之間的壓縮比率選擇2.5或3。從而，顯示於PC機上的檔案名稱為“abc.jpg”，檔案大小為6Mb。這樣，用戶便不會意識到影像資料實際上係以H.264標準儲存在儲存裝置130中。
另外，本實施例中，通過將檔案大小乘一個數值實現其 轉換；然而，任何其他計算方式都是可行的，只要能夠達到相同的目的即可，亦即，能夠將取得的相應於第一編碼格式的檔案大小轉換為相應於第二編碼格式的輸出檔案大小。通過搜尋具有至少一種影像資訊(如圖像解析度、大小設定)的表格，可很容易地完成檔案大小的轉換，因此在相同解析度與大小設定下所獲得的圖像轉換為相同的檔案大小。
第2圖係為依據本發明之一實施例之影像擷取方法的流程圖。此方法之步驟不須嚴格依照第2圖所示之順序，也可得到相同的結果。本實施例之影像擷取方法可應用於第1圖所示之影像擷取系統100，方法包含下列步驟：步驟200：利用數位相機(DSC)之影像傳感器來獲得相應於DSC擷取之靜態影像的原始影像資料。
步驟202：依據第一編碼格式對原始影像資料進行編碼，第一編碼格式符合視訊壓縮標準，如MPEG－1標準、MPEG－2標準、MPEG－4標準、H.261標準或H.263標準。
步驟204：將編碼後的影像資料儲存至DSC的儲存裝置。
步驟206：編碼後影像資料是否顯示於DSC?若是，繼續步驟208；若否，轉至步驟210。
步驟208：對編碼後的影像資料進行解碼以產生解碼後影像資料。
步驟209：將解碼後的影像資料顯示於DSC。返回步驟206。
步驟210：外部裝置是否請求播放編碼後的影像資料?若是，繼續步驟212；若否，轉至步驟206。
步驟212：將第一編碼格式的編碼後影像資料轉換為第二編碼格式的影像資料，第二編碼格式符合靜態影像壓縮標準，如JPEG－2000標準。
步驟214：將轉換為第二編碼格式的影像資料輸出至外部裝置。
閱讀了前述揭露之後，所屬領域之技術人員當可很容易地理解第2圖中每一步驟之操作，因而，為簡潔起見，此處略去其進一步描述。
所屬領域之技術人員當可對本發明之裝置及方法做出變更與修改，凡不超出本發明之精神範圍內所做之更動與潤飾，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧影像擷取系統
110‧‧‧第一編碼器
115‧‧‧第一解碼器
120‧‧‧第二編碼器
102‧‧‧代碼轉換器模組
125‧‧‧第二解碼器
130‧‧‧儲存裝置
140‧‧‧影像傳感器
150‧‧‧原始影像資料記憶體
160‧‧‧後置處理器
170‧‧‧微處理器
10‧‧‧顯示器
200‧‧‧外部裝置
250‧‧‧儲存裝置
第1圖係為依據本發明第一實施例之影像擷取系統之方塊圖。
第2圖係為依據本發明實施例之影像擷取方法之流程圖。
100‧‧‧影像擷取系統
110‧‧‧第一編碼器
115‧‧‧第一解碼器
120‧‧‧第二編碼器
102‧‧‧代碼轉換器模組
125‧‧‧第二解碼器
130‧‧‧儲存裝置
140‧‧‧影像傳感器
150‧‧‧原始影像資料記憶體
160‧‧‧後置處理器
170‧‧‧微處理器
10‧‧‧顯示器
200‧‧‧外部裝置
250‧‧‧儲存裝置

Claims (9)

  1. 一種影像擷取系統，該影像擷取系統係連接至一儲存裝置，該儲存裝置係用於儲存由一第一編碼格式壓縮之一影像資料，該影像資料係來自擷取之一靜態影像，該影像擷取系統包含有：一第一編碼器，用於將擷取之該靜態影像之一原始影像資料編碼成為由該第一編碼格式壓縮之該影像資料，並將由該第一編碼格式壓縮之該影像資料傳輸至該儲存裝置；以及一代碼轉換器模組，該代碼轉換器模組包含：一第一解碼器，用於將取自該儲存裝置且由該第一編碼格式壓縮之該影像資料解碼成為解碼後之影像資料；以及一第二編碼器，耦接至該第一解碼器，用於將該解碼後之影像資料編碼成為由一第二編碼格式壓縮之輸出影像資料，其中，該第一編碼格式具有較該第二編碼格式更好之壓縮效能，且其中該第一編碼格式符合一視訊壓縮標準以及該第二編碼格式符合一影像壓縮標準。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取系統，其中該第一編碼格式符合MPEG-1標準、MPEG-2標準、MPEG-4標準、H.261標準、H.263標準或H.264標準，以及該第二編碼格式符合JPEG標準或JPEG-2000標準。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取系統，更包含：一微處理器，用於執行多個程式碼，以取回擷取之該靜態影像之一檔案名稱，並將具有相應於該第一編碼格式之一檔型的該檔案名稱轉換為具有相應於該第二編碼格式之一檔型的一輸出檔案名稱。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之影像擷取系統，更包含：一微處理器，用於執行多個程式碼，以取回擷取之該靜態影像之一檔案大小，並將相應於該第一編碼格式之該檔案大小轉換為相應於該第二編碼格式之一輸出檔案大小。
  5. 一種影像擷取方法，包含有： 儲存擷取之一靜態影像之一影像資料至一儲存裝置，該影像資料由一第一編碼格式壓縮；將取自該儲存裝置且由該第一編碼格式壓縮之該影像資料解碼成為解碼後之影像資料；將該解碼後之影像資料編碼成為由一第二編碼格式壓縮之輸出影像資料；以及輸出該輸出影像資料；其中，該第一編碼格式具有較該第二編碼格式更好之壓縮效能，且其中該第一編碼格式符合一視訊壓縮標準以及該第二編碼格式符合一影像壓縮標準。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取方法，更包含：將一原始影像資料編碼成為由該第一編碼格式壓縮之該影像資料，並將該影像資料儲存至該儲存裝置。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取方法，更包含：取回擷取之該靜態影像之一檔案名稱，並將具有相應於該第一編碼格式之一檔型的該檔案名稱轉換為具有相應於該第二編碼格式之一檔型的一輸出檔案名稱。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取方法，更包含：取回擷取之該靜態影像之一檔案大小，並將相應於該第一編碼格式之該檔案大小轉換為相應於該第二編碼格式之一輸出檔案大小。
  9. 如申請專利範圍第5項所述之影像擷取方法，其中該第一編碼格式符合MPEG-1標準、MPEG-2標準、MPEG-4標準、H.261標準、H.263標準或H.264標準，以及該第二編碼格式符合JPEG標準或JPEG-2000標準。
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