專利名稱：影像壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種影像壓縮方法，尤指一種將各式影音媒體轉(zhuǎn)換為3GP影像時(shí)，能夠確保影像轉(zhuǎn)換品質(zhì)、正確的顯示比例以及達(dá)到影像容量大小、占用頻寬的監(jiān)控的影像壓縮方法。
背景技術(shù)：
在目前主力為2G(代)行動(dòng)電話的市場中，行動(dòng)電話的影音傳輸受限于傳輸頻寬及技術(shù)瓶頸，制作3GP影像的環(huán)節(jié)尚未受到重視，在3G行動(dòng)電話即將崛起取代傳統(tǒng)2G通信之后，Nokia和Apple公司針對(duì)行動(dòng)電話的使用環(huán)境、播放平臺(tái)制訂出適合手機(jī)播放的影像規(guī)格3GP，但是到目前為止，規(guī)格制訂出來了，卻沒有一套較為妥善、標(biāo)準(zhǔn)的制作流程，傳統(tǒng)的使用技巧僅僅單純的將來源影像、聲音直接的匯入3GP的壓縮軟件內(nèi)。不進(jìn)行任何的前置處理，因此壓縮出來的3GP常會(huì)面臨比例不正確、畫質(zhì)不佳、播放不流暢、無法正確播放的問題，誠屬美中不足之處。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的是提供一種影像壓縮方法，以期在將各式影音媒體轉(zhuǎn)換為3GP影像時(shí)，能夠確保影像轉(zhuǎn)換品質(zhì)、正確的顯示比例以及達(dá)到影像容量大小、占用頻寬的監(jiān)控。
為達(dá)上述的目的，本發(fā)明的影像壓縮方法，其是應(yīng)用于可攜式裝置的影像壓縮及傳輸，包括下列步驟素材分離，將素材中的影音數(shù)據(jù)進(jìn)行影像、音頻及字幕的分離；裁切及尺寸變更，將該影像數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切及尺寸變更，以得到每像素長寬正確顯示比例；幀速率變更，降低該影像數(shù)據(jù)的幀播放速率；素材重整，將裁切及變更后的影像數(shù)據(jù)與音頻及字幕予以重整；以及壓縮及傳輸，將重整后的影音數(shù)據(jù)壓縮后予以傳輸出去。


圖1為一示意圖，其繪示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的影像壓縮方法的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
請(qǐng)參照?qǐng)D1，其繪示本發(fā)明一較佳實(shí)施例的影像壓縮方法的流程示意圖。如圖所示，本發(fā)明的影像壓縮方法，其是應(yīng)用于可攜式裝置的影像壓縮及傳輸，例如但不限于第三代手機(jī)，且其傳輸速率是為128Kbps，其包括下列步驟素材分離，將素材中的影音數(shù)據(jù)進(jìn)行影像、音頻及字幕的分離(步驟1)；裁切及尺寸變更，將該影像數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切及尺寸變更，以得到每像素長寬正確顯示比例(步驟2)；幀速率變更，降低該影像數(shù)據(jù)的幀播放速率(步驟3)；素材重整，將裁切及變更后的影像數(shù)據(jù)與音頻及字幕予以重整(步驟4)；以及壓縮及傳輸，將重整后的影音數(shù)據(jù)壓縮后予以傳輸出去(步驟5)。
于該步驟1中，該素材可為DVD、VCD或Flash等，其中包括影像、音頻及字幕數(shù)據(jù)，在本步驟中將影像、音頻及字幕予以分離，以方便后續(xù)步驟的處理于該步驟2中，將分離出的該影像數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切及尺寸變更，以得到每像素長寬正確顯示比例；其中，每像素長寬的正確顯示比例是為1∶1。在本實(shí)施例中是以目前最易取得的素材『DVD』為例加以說明，但若變更其它不同類型媒體(比方說VCD、Flash.....etc)，其操作方式雷同于本說明，但需依其顯示比例作適當(dāng)?shù)牟们屑俺叽缱兏纯伞Ｒ阅壳芭_(tái)灣電視播放的NTSC規(guī)格來說，雖然一般的電視都是以4∶3的方式呈現(xiàn)，其所使用的影像解析為720*480，并非標(biāo)準(zhǔn)640*480，這是因?yàn)槊肯袼氐娘@示比例并非以標(biāo)準(zhǔn)的1∶1的方式顯示。所以若要正確地在手機(jī)上顯示，應(yīng)當(dāng)先還原回正確的顯示比例。
以一般D1畫質(zhì)(720*480)要還原回VGA(640*480)顯示，首先需裁切左右兩側(cè)的8個(gè)像素(Pixel)的同步信號(hào)，以得到702*480，再使用最佳的尺寸變更(ReSize)的方式，將702*480變更尺寸為640*480，如此，便可得到每像素長寬1∶1的正確顯示比例。其中，該尺寸變更是使用Lanczos算法執(zhí)行尺寸變更。
此外，于該步驟2中進(jìn)一步包括將640*480影像分辨率變更為587*480影像分辨率的步驟，以一般手機(jī)(圖未示)所制訂的顯示比例176*144而言，其長寬的比例是為1.222∶1，因此，適合壓縮手機(jī)影像的正確尺寸應(yīng)該為587*480，然要將640*480的尺寸變更為587*480，則左右兩側(cè)必須減去53個(gè)像素(Pixel)，得到481*480影像分辨率，再將裁切完成的影像重新透過Lanczos算法變更尺寸成176*144，以得到最適合壓縮手機(jī)傳輸影像的比例及尺寸。其中，該Lanczos算法是為現(xiàn)有技術(shù)，故在此不擬贅述。
于該步驟3中，一般電視可顯示連續(xù)動(dòng)畫的原理是以每秒鐘連續(xù)播放約20幀(frame)以上的單張圖片，人類的視覺就會(huì)誤認(rèn)為是動(dòng)態(tài)的影像，而以目前電視NTSC的規(guī)格，播放的幀速率(Frame Rate)為每秒鐘30幀(30 Frames Per Sec.)，但依據(jù)3GP的制訂規(guī)格，3GP的幀速率是為15FPS以下，因此，要將30FPS的速率變換為適合3GP影像的播放速率，就必須降低播放的幀速率，但若變更幀速率的方式不當(dāng)，則影片播放速度會(huì)變得時(shí)快時(shí)慢，因此等比例地降低影像的播放幀速率才能維持影片播放的流暢度。
以3GP制訂的規(guī)格而言，將壓縮的播放率轉(zhuǎn)換為15FPS或是10FPS是較理想的播放速率。將30FPS的NTSC影片，以每兩幀抽除一幀方式進(jìn)行幀轉(zhuǎn)換，可以得到15FPS的播放率，或以每三幀抽取兩幀的方式獲得10FPS的播放率。在本實(shí)施例中，是以每三幀抽取兩幀的方式獲得10FPS的播放率為例加以說明，但并非用以限制本發(fā)明的范疇。
于該步驟4中，將裁切及變更后的影像數(shù)據(jù)與音頻及字幕予以重整，以便進(jìn)行后續(xù)步驟的壓縮。
于該步驟5中，將重整后的影音數(shù)據(jù)壓縮后予以傳輸出去；其中，影像的比特率(Bit Rate)一向都是決定影像品質(zhì)的主要關(guān)鍵，行動(dòng)電話受限于傳輸頻寬，因此影像的比特率無法像DVD般高達(dá)將近10Mbps的比特率，甚至連VCD的1152Kbps的標(biāo)準(zhǔn)也無法達(dá)到。以3G行動(dòng)電話移動(dòng)中的傳輸速率而言，僅限定最高比特率128Kbps，但是若想在傳輸中能夠更順利的播放以及降低影像在手機(jī)儲(chǔ)存卡中所占用的容量，那么就必須降低影像的比特率；然而，若貿(mào)然的降低影像比特率而不進(jìn)行其它項(xiàng)目的調(diào)整，雖然仍可達(dá)成上述兩個(gè)目的，但畫質(zhì)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的衰退，甚至到無法觀賞的程度。
因此，理想的調(diào)整手段有以下幾項(xiàng)1.幀播放速率的改變，依據(jù)本發(fā)明步驟3中的方式，降低幀播放速率，例如將15FPS降低至10FPS，則在相同的畫質(zhì)條件下，約可節(jié)省約1/3的比特率及影像占用空間；2.壓縮前的前置調(diào)整，在進(jìn)入3GP壓縮程序前，調(diào)整原始畫質(zhì)的亮度、對(duì)比、色相、飽和度，透過些微程度的調(diào)整，可在肉眼無法察覺的情況下減少因比特率降低而產(chǎn)生的馬賽克毛邊現(xiàn)象；3.二次通道壓縮(Two-Pass Encode)，將影像的壓縮進(jìn)行兩次，第一次對(duì)影像的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，第二次執(zhí)行正式壓縮，因?yàn)橛械谝徊襟E針對(duì)畫質(zhì)的分析，因此在第二次壓縮時(shí)，可對(duì)畫質(zhì)的維持及容量進(jìn)行更有效率的掌握；以及4.降低音頻的取樣頻率、壓縮比特率，除了影像之外，影響整體比特率和容量的還有聲音，以目前手機(jī)的播放品質(zhì)及揚(yáng)聲設(shè)備而言，降低聲音的取樣及壓縮比特率并不會(huì)對(duì)觀賞產(chǎn)生影響。
為達(dá)到上述降低影像的比特率且不會(huì)影響影音數(shù)據(jù)的播放品質(zhì)，本發(fā)明的壓縮及傳輸步驟(步驟5)進(jìn)一步包括下列次步驟一壓縮前的前置調(diào)整步驟(步驟51)；第一次通道壓縮分析(步驟52)；降低音頻的取樣頻率、壓縮比特率步驟(步驟53)；以及第二次通道壓縮(步驟54)。
其中于步驟51中，在進(jìn)入壓縮前，先調(diào)整影像數(shù)據(jù)的亮度、對(duì)比、色相、飽和度，透過些微程度的調(diào)整，可在肉眼無法察覺的情況下減少因比特率降低而產(chǎn)生的馬賽克毛邊現(xiàn)象。
于步驟52中，通過由執(zhí)行第一次通道壓縮分析以第一次取得影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析。
于步驟53中，通過由降低音頻的取樣頻率、壓縮比特率以降低影音數(shù)據(jù)中的音頻的取樣及壓縮比特率并不會(huì)對(duì)影像觀賞產(chǎn)生影響。
于步驟54中，該第二次通道壓縮步驟依據(jù)步驟52中第一次信道壓縮分析的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行實(shí)質(zhì)的壓縮。
通過由上述次步驟，以達(dá)到降低影像的比特率且不會(huì)影響影音數(shù)據(jù)的播放品質(zhì)的目的。其中，于該二次通道壓縮步驟中可使用壓縮工具進(jìn)行壓縮，例如但不限于Apple公司的QuickTime程序或Nokia公司的Multimedia Converter程序執(zhí)行數(shù)據(jù)的壓縮。
此外，本發(fā)明的影像壓縮方法其于該幀速率變更步驟(步驟3)之前進(jìn)一步包括一去交錯(cuò)的步驟(步驟21)，其可將NTSC系統(tǒng)的交錯(cuò)式影像信號(hào)變更為循序式掃描。在電視規(guī)格制訂時(shí)，因?yàn)榧夹g(shù)瓶頸及制作成本的考量，所以采用交錯(cuò)式的方法，每秒以60個(gè)圖場(field)組合成30個(gè)幀(Frame)(Non DropFrame)。因?yàn)槊總€(gè)圖場只有半個(gè)完整的畫面，因此在物體移動(dòng)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)抽絲的現(xiàn)象，而一般行動(dòng)電話主要是以循序式掃瞄(Progressive)，因此要先將電視播放的影像由交錯(cuò)式變更為循序式掃瞄，這樣在壓縮成行動(dòng)電話使用的影像時(shí)畫面才不會(huì)出現(xiàn)抽絲的現(xiàn)象，而圖場交錯(cuò)的方式依各原始媒體于去交錯(cuò)的圖場選擇，需針對(duì)不同的交錯(cuò)方式來處理圖場，若圖場的處理方式選擇錯(cuò)誤，會(huì)產(chǎn)生播放跳頓的現(xiàn)象，以一般DVD而言，幾乎都是奇圖場優(yōu)先。
所以，經(jīng)由本發(fā)明的實(shí)施，其將各式影音媒體轉(zhuǎn)換為3GP影像時(shí)，能夠確保影像轉(zhuǎn)換品質(zhì)、正確的顯示比例以及達(dá)到影像容量大小、占用頻寬的監(jiān)控，因此，確可改進(jìn)現(xiàn)有影像壓縮方法的缺點(diǎn)。
本發(fā)明所揭示的，乃較佳實(shí)施例，舉凡局部的變更或修飾而于本發(fā)明的技術(shù)思想而為熟習(xí)該項(xiàng)技藝的人所易于推知的，俱不脫本發(fā)明的專利權(quán)范疇。
權(quán)利要求
1.一種影像壓縮方法，其是應(yīng)用于可攜式裝置的影像壓縮及傳輸，其特征在于，包括下列步驟素材分離，將素材中的影音數(shù)據(jù)進(jìn)行影像、音頻及字幕的分離；裁切及尺寸變更，將該影像數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切及尺寸變更，以得到每像素長寬正確顯示比例；幀速率變更，降低該影像數(shù)據(jù)的幀播放速率；素材重整，將裁切及變更后的影像數(shù)據(jù)與音頻及字幕予以重整；以及壓縮及傳輸，將重整后的影音數(shù)據(jù)壓縮后予以傳輸出去。
2.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該素材是為DVD、VCD或Flash；而該可攜式裝置是為一第三代手機(jī)，且其傳輸速率是為128Kbps。
3.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該裁切及尺寸變更步驟中，每像素長寬的正確顯示比例是為1∶1。
4.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該裁切及尺寸變更的步驟中，其是將NTSC的720*480影像分辨率裁切左右兩邊各8個(gè)像素后得到702*480影像分辨率，再使用最佳的尺寸變更方式將702*480尺寸變更為640*480影像分辨率，以得到長寬1∶1的正確顯示比例。
5.如權(quán)利要求4所述的影像壓縮方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將640*480影像分辨率變更為587*480影像分辨率的步驟。
6.如權(quán)利要求5所述的影像壓縮方法，其特征在于，進(jìn)一步包括將587*480影像分辨率裁切左右兩邊各53個(gè)像素后得到481*480影像分辨率，再使用最佳的尺寸變更方式將481*480尺寸變更為176*144影像分辨率的步驟。
7.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該裁切及尺寸變更步驟中，該尺寸變更是使用Lanczos算法執(zhí)行尺寸變更。
8.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該幀播放速率是為每秒鐘播放10個(gè)幀，其是將每秒30個(gè)幀的播放速度等比例的降低影像的播放幀速率以維持影像數(shù)據(jù)播放的流暢度。
9.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該壓縮及傳輸步驟中進(jìn)一步包括一壓縮前的前置調(diào)整步驟；一第一次通道壓縮分析步驟；一降低音頻的取樣頻率、壓縮比特率步驟；以及一第二次通道壓縮步驟；其中，在該壓縮前的前置調(diào)整步驟中，在進(jìn)入壓縮步驟前，調(diào)整影像數(shù)據(jù)的亮度、對(duì)比、色相、飽和度，透過些微程度的調(diào)整，可在肉眼無法察覺的情況下減少因比特率降低而產(chǎn)生的馬賽克毛邊現(xiàn)象；在該第一次通道壓縮分析步驟中，可將影像數(shù)據(jù)執(zhí)行第一次信道壓縮分析以第一次取得影像動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析；在該降低音頻的取樣頻率、壓縮比特率步驟中，可降低影音數(shù)據(jù)中的音頻的取樣及壓縮比特率并不會(huì)對(duì)影像觀賞產(chǎn)生影響；而在該第二次通道壓縮步驟中，其可依據(jù)該第一次通道壓縮分析步驟中分析所得的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行實(shí)質(zhì)的壓縮。
10.如權(quán)利要求1所述的影像壓縮方法，其特征在于，所述該幀速率變更步驟的前進(jìn)一步包括一去交錯(cuò)的步驟，其可將NTSC系統(tǒng)的交錯(cuò)式影像信號(hào)變更為循序式掃描，且其中該去交錯(cuò)的步驟中是以奇圖場為優(yōu)先。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種影像壓縮方法，其是應(yīng)用于可攜式裝置的影像壓縮及傳輸，包括下列步驟素材分離，將素材中的影音數(shù)據(jù)進(jìn)行影像、音頻及字幕的分離；裁切及尺寸變更，將該影像數(shù)據(jù)進(jìn)行裁切及尺寸變更，以得到每像素長寬正確顯示比例；幀速率變更，降低該影像數(shù)據(jù)的幀播放速率；素材重整，將裁切及變更后的影像數(shù)據(jù)與音頻及字幕予以重整；以及壓縮及傳輸，將重整后的影音數(shù)據(jù)壓縮后予以傳輸出去。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1956541SQ20051011806
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月25日
發(fā)明者黃翊證 申請(qǐng)人:影騰媒體科技股份有限公司