圖像壓縮方法和裝置制造方法
【專利摘要】公開了一種圖像壓縮方法和裝置。該方法包括：對于待壓縮圖像中的片斷A，獲取片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、平均像素值ave_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、及片斷A中的像素?cái)?shù)目；根據(jù)片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、及片斷A中的像素?cái)?shù)目確定用于片斷A的編碼模式，并根據(jù)最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、及平均像素值ave_pel中的一個或多個值確定用于片斷A的基礎(chǔ)差分值diff_base；及獲取片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值的絕對差值，并利用所確定的編碼模式對所獲取的每個絕對差值進(jìn)行定長編碼。
【專利說明】圖像壓縮方法和裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，更具體地涉及一種圖像壓縮方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以后，圖像處理將向著更大的圖像尺寸、更高的幀率、以及更高的圖像質(zhì)量的方向發(fā)展，所以大規(guī)模集成電路(LSI)需要在特定時(shí)間內(nèi)完成更多的處理任務(wù)。然而，LSI和外部存儲器之間的帶寬成為約束LSI的處理能力的一個瓶頸。所以，很多人都在尋求能夠降低LSI和外部存儲器之間的帶寬并且能夠減小所需要的外部存儲器的容量的圖像壓縮方法和裝置(即，能夠?qū)D像進(jìn)行有效壓縮的圖像壓縮方法和裝置)。在諸如H.264和AVS (音視頻編碼標(biāo)準(zhǔn))之類的傳統(tǒng)圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，圖像壓縮處理包括諸如塊變換和量化之類的需要高計(jì)算開銷的處理步驟，并且壓縮后的輸出比特流也不是固定長度的，所以很難使用這些標(biāo)準(zhǔn)在需要隨機(jī)存取的情景下完成圖像的壓縮。
[0003]在功能模塊(即，視頻/圖像處理系統(tǒng))和外部存儲器之間插入嵌入式壓縮器(即，嵌入式編解碼器)在減小所需要的外部存儲器的容量和降低功能模塊與外部存儲器之間的帶寬方面是有效的。圖1示出了在功能模塊和外部存儲器之間插入嵌入式壓縮器的情況的示意圖。如圖1所示，經(jīng)處理的圖像數(shù)據(jù)在被從功能模塊A傳輸?shù)酵獠看鎯ζ髦跋缺磺度胧綁嚎s器壓縮，并且待處理的圖像數(shù)據(jù)在被從外部存儲器傳輸?shù)焦δ苣KA之前也要先被嵌入式壓縮器解壓縮。
[0004]大多數(shù)現(xiàn)有的嵌入式圖像壓縮算法都是以固定的壓縮率對圖像進(jìn)行壓縮，而不能根據(jù)不同的圖片尺寸或者不同的應(yīng)用來設(shè)置壓縮率。通常，對于高清晰度的圖像，需要以高壓縮率進(jìn)行壓縮；而對于尺寸較小的圖像，則以較低的壓縮率進(jìn)行壓縮就足夠了。另外，壓縮率會對重建圖像的質(zhì)量產(chǎn)生影像。壓縮率越低，解壓縮得出的重建圖像的質(zhì)量就越高。
[0005]在圖像處理系統(tǒng)中，為了節(jié)省處理模塊與外部存儲器之間的帶寬，只希望有用數(shù)據(jù)被從外部存儲器傳輸?shù)教幚砟K，而將冗余數(shù)據(jù)減到最少，這就要求壓縮數(shù)據(jù)能夠隨機(jī)訪問。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上的一個或多個問題，本發(fā)明提供了一種新穎的圖像壓縮方法和裝置。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法，包括:對于待壓縮圖像中的片斷A，獲取片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、平均像素值ave_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目；根據(jù)片斷A中的最大像素值maX_pel、最小像素值min_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目確定用于片斷A的編碼模式,并且根據(jù)最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、以及平均像素值ave_pel中的一個或多個值確定用于片斷A的基礎(chǔ)差分值diff_base ;以及獲取片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值的絕對差值，并且利用所確定的編碼模式對所獲取的每個絕對差值進(jìn)行定長編碼。[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮裝置，包括:壓縮參數(shù)獲取單元，用于獲取待壓縮圖像中的片斷A的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、平均像素值ave_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目；編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元，用于根據(jù)片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目確定用于片斷A的編碼模式，并且根據(jù)最大像素值maX_pel、最小像素值min_pel、以及平均像素值ave_pel中的一個或多個值確定用于片斷A的基礎(chǔ)差分值diff_base ;以及定長編碼執(zhí)行單元，獲取片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值的絕對差值，并且利用所確定的編碼模式對所獲取的每個絕對差值進(jìn)行定長編碼。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法和裝置相對于傳統(tǒng)的圖像壓縮方法和裝置而言復(fù)雜度較低，并且所得出的壓縮后的比特流是固定長度的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】的描述中可以更好地理解本發(fā)明，其中:
[0011]圖1示出了在功能模塊和外部存儲器之間插入嵌入式壓縮器的情況的示意圖；
[0012]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮裝置的框圖；以及
[0013]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明各個方面的特征和示例性實(shí)施例。下面的描述涵蓋了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。下面對實(shí)施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明更清楚的理解。本發(fā)明絕不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了相關(guān)元素、部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。
[0015]本發(fā)明提供了一種新穎的圖像壓縮方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法和裝置相對于傳統(tǒng)的圖像壓縮方法和裝置而言復(fù)雜度較低，可以根據(jù)需要設(shè)定壓縮率，并且所得出的壓縮后的比特流是固定長度的。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法和裝置中，是以片斷為基礎(chǔ)對需要壓縮的圖像進(jìn)行壓縮的(即，逐片斷地對需要壓縮的圖像進(jìn)行壓縮)，并且可以通過自由設(shè)置片斷的尺寸來達(dá)到期望的壓縮率。需要說明的是，在本文中“編碼”和“壓縮”可以交換使用，它們的意思是一樣的。另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法和裝置對像素的亮度分量和色度分量分別進(jìn)行壓縮，并且在進(jìn)行圖像壓縮之前，需要根據(jù)設(shè)置的片斷的尺寸將圖像分割為多個片斷。
[0017]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮裝置的框圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮方法的流程圖。下面結(jié)合圖2和圖3詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮裝置和方法。
[0018]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮裝置包括壓縮參數(shù)獲取單元202、編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元204、以及定長編碼執(zhí)行單元206。其中，壓縮參數(shù)獲取單元用于獲取待壓縮圖像中的片斷A的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、平均像素值ave_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目(B卩，執(zhí)行步驟S302)；編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元用于根據(jù)片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目確定用于片斷A的編碼模式，并且根據(jù)最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、以及平均像素值ave_pel中的一個或多個值確定用于片斷A的基礎(chǔ)差分值difT_base (即，執(zhí)行步驟S304);定長編碼執(zhí)行單元用于獲取片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值的絕對差值，并且利用所確定的編碼模式對所獲取的每個絕對差值進(jìn)行定長編碼(即，執(zhí)行步驟S306)。
[0019]下面，詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖像壓縮裝置和方法中的各個單元和步驟的具體處理。
[0020]S302，獲取片斷A的壓縮參數(shù)。
[0021]在CAFLC壓縮期間，圖像是以片斷為單位被壓縮的。對于一個預(yù)定的片斷尺寸，壓縮率是固定的，并且用戶可以通過設(shè)置不同的片斷尺寸得到不同的壓縮率。
[0022]在對片斷A進(jìn)行壓縮之前，首先對片斷A進(jìn)行掃描，以得到片斷A中的最小像素值min_pel、最大像素值max_pel、以及平均像素值ave_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目。
[0023]S304，確定用于片斷A的編碼模式和基礎(chǔ)差分值diff_base。
[0024]在定長編碼(FLC)中，根據(jù)的值來確定用于片斷A的不同的壓縮模式，其中:
[0025]mm_diff = max—pel-min—pel。
[0026]在本發(fā)明的實(shí)施例中，根據(jù)mm—diff的值在下表中查找用于片斷A的定長編碼模式(CAFLC—mode):
【權(quán)利要求】
1.一種圖像壓縮方法，包括: 對于待壓縮圖像中的片斷A，獲取片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、平均像素值aVe_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目； 根據(jù)片斷A中的最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目確定用于片斷A的編碼模式，并且根據(jù)最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、以及平均像素值ave_pel中的一個或多個值確定用于片斷A的基礎(chǔ)差分值diff_base ;以及 獲取片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值的絕對差值，并且利用所確定的編碼模式對所獲取的每個絕對差值進(jìn)行定長編碼。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，根據(jù)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目，查表得出用于片斷A的編碼模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值不大于32的情況下或者在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目大于第一閾值的情況下， 如果平均像素值ave_pel與最小像素值min_pel之間的絕對差值和最大像素值max_pel與平均像素值aVe_pel之間的絕對差值相減得到的差值大于預(yù)定閾值，則利用最大像素值max_pel獲取基礎(chǔ)差分值diff_base,否則利用最小像素值min_pel獲取基礎(chǔ)差分值diff_base，其中第一閾值的取值取決于片斷A中的像素?cái)?shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的`圖像壓縮方法，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目不大于第一閾值的情況下，將片斷A中的每個像素值均作為基礎(chǔ)差分值diff_base。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，當(dāng)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于128且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目大于第一閾值時(shí)， 利用與用于片斷A的編碼模式相對應(yīng)的多個碼表中的一個默認(rèn)碼表對片斷A中的第一個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值difT_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼；并且 在對片斷A中的第一個像素以外的任意一個像素Pl的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼時(shí)，根據(jù)像素Pl的緊接著的前一像素PO的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base之間的絕對差值、和用于對前一像素PO的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼的碼表，來選擇用于對像素Pl的像素值與基礎(chǔ)差分值difT_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼的碼表。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值不大于32的情況下或者在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目大于第一閾值的情況下，對片斷A進(jìn)行定長編碼得到的代碼長度為:代表基礎(chǔ)差分值difT_base的代碼長度+代表用于片斷A的編碼模式的代碼長度+代表片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base的絕對差值的代碼長度X片斷A中的像素?cái)?shù)目，其中當(dāng)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于128且不大于192時(shí)，代表基礎(chǔ)差分值difT_base的代碼中的一個最高有效位被代表用于對片斷A進(jìn)行編碼的碼表的代碼替代， 當(dāng)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于192時(shí)，代表基礎(chǔ)差分值difT_base的代碼中的兩個最高有效位被代表用于對片斷A進(jìn)行編碼的碼表的代碼替代。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像壓縮方法，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目堡大于第一閾值的情況下，對片斷A進(jìn)行定長編碼得到的代碼長度為:片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目X代表每個像素值的代碼長度+代表用于片斷A的編碼模式的代碼長度+代表每個像素的像素值是片斷A中相互不同的像素值中的哪一個像素值的代碼長度X片斷A中的像素?cái)?shù)目。
8.一種圖像壓縮裝置，包括: 壓縮參數(shù)獲取單元，用于獲取待壓縮圖像中的片斷A的最大像素值maX_pel、最小像素值min_pel、平均像素值ave_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目； 編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元，用于根據(jù)片斷A中的最大像素值maX_pel、最小像素值min_pel、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目確定用于片斷A的編碼模式，并且根據(jù)最大像素值max_pel、最小像素值min_pel、以及平均像素值ave_pel中的一個或多個值確定用于片斷A的基礎(chǔ)差分值diff_base ;以及 定長編碼執(zhí)行單元，用于獲取片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值的絕對差值，并且利用所確定的編碼模式對所獲取的每個絕對差值進(jìn)行定長編碼。`
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像壓縮裝置，其特征在于，根據(jù)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值、片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目、以及片斷A中的像素?cái)?shù)目，查表得出用于片斷A的編碼模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像壓縮裝置，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值不大于32的情況下或者在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目大于第一閾值的情況下， 如果平均像素值ave_pel與最小像素值min_pel之間的絕對差值和最大像素值max_pel與平均像素值aVe_pel之間的絕對差值相減得到的差值大于預(yù)定閾值，則所述編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元利用最大像素值max_pel獲取基礎(chǔ)差分值difT_base,否則所述編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元利用最小像素值min_pel獲取基礎(chǔ)差分值difT_base,其中第一閾值的取值取決于片斷A中的像素?cái)?shù)目。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像壓縮裝置，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目不大于第一閾值的情況下，所述編碼模式和基礎(chǔ)差分獲取單元將片斷A中的每個像素值均作為基礎(chǔ)差分值diff_base。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像壓縮裝置，其特征在于，當(dāng)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于128且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目大于第一閾值時(shí)，所述定長編碼執(zhí)行單元 利用與用于片斷A的編碼模式相對應(yīng)的多個碼表中的一個默認(rèn)碼表對片斷A中的第一個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值difT_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼；并且 在對片斷A中的第一個像素以外的任意一個像素Pl的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼時(shí)，根據(jù)像素Pl的緊接著的前一像素PO的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base之間的絕對差值、和用于對前一像素PO的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼的碼表，來選擇用于對像素Pl的像素值與基礎(chǔ)差分值difT_base之間的絕對差值進(jìn)行編碼的碼表。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的圖像壓縮裝置，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值不大于32的情況下或者在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目大于第一閾值的情況下，對片斷A進(jìn)行定長編碼得到的代碼長度為:代表基礎(chǔ)差分值difT_base的代碼長度+代表用于片斷A的編碼模式的代碼長度+代表片斷A中每個像素的像素值與基礎(chǔ)差分值diff_base的絕對差值的代碼長度X片斷A中的像素?cái)?shù)目，其中 當(dāng)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于128且不大于192時(shí)，代表基礎(chǔ)差分值difT_base的代碼中的一個最高有效位被代表用于對片斷A進(jìn)行編碼的碼表的代碼替代， 當(dāng)片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于192時(shí)，代表基礎(chǔ)差分值difT_base的代碼中的兩個最高有效位被代表用于對片斷A進(jìn)行編碼的碼表的代碼替代。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所`的圖像壓縮裝置，其特征在于，在片斷A中的最大像素值max_pel和最小像素值min_pel之間的絕對差值大于32且片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目堡大于第一閾值的情況下，對片斷A進(jìn)行定長編碼得到的代碼長度為:片斷A中相互不同的像素值的數(shù)目X代表每個像素值的代碼長度+代表用于片斷A的編碼模式的代碼長度+代表每個像素的像素值是片斷A中相互不同的像素值中的哪一個像素值的代碼長度X片斷A中的像素?cái)?shù)目。
【文檔編號】H04N19/103GK103517068SQ201210223660
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月21日
【發(fā)明者】葉姜莉, 付軒 申請人:富士通株式會社