專利名稱：圖像信號處理設(shè)備、照相機系統(tǒng)及圖像信號處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像信號處理設(shè)備、照相機(camera)系統(tǒng)以及圖像信號處理方法，其中應(yīng)用了一種圖像壓縮技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明包含涉及日本專利申請No.2005-119739的主題，該日本專利申請于2005年4月18日在日本專利局提交，該申請的全部內(nèi)容在此引入作為參考。
由于近來的圖像處理設(shè)備(諸如數(shù)字照相機、數(shù)字攝像機(digital videocamera)以及數(shù)字電視)已達到高分辨率和高清晰度，因此由其中所安裝的集成電路所處理的圖像數(shù)據(jù)量也增加了。
當(dāng)處理大量圖像數(shù)據(jù)時，為了在集成電路中保證一頻帶的數(shù)據(jù)傳輸容量，一般需要大量昂貴的電路資源，諸如需要具有很寬的寬度、高操作頻率的數(shù)據(jù)總線和大容量的記錄裝置。
由于容量變得更大，因此在記錄裝置中還出現(xiàn)了高速性能的障礙。特別地，在移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字照相機以及便攜式AV播放器和其它需要為便攜式的設(shè)備中，需要在速度性能、面積的小型化以及低功耗之間進行平衡，但是近年來很難在滿足所有高級需求的同時處理以百萬像素為單位的圖像數(shù)據(jù)。
因此，一般地，例如在集成電路中完成了圖像處理之后，當(dāng)將圖像數(shù)據(jù)記錄到閃存或其它外部記錄裝置時對該圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮處理。
因此，能存儲具有更大圖像大小的圖像數(shù)據(jù)或者更大量的圖像數(shù)據(jù)，并且將圖像數(shù)據(jù)在外部記錄裝置中存儲更長的時間，該外部記錄裝置與在沒有壓縮的情況下的容量相比具有相同的容量。
為了實現(xiàn)這樣的壓縮處理，使用了諸如JPEG、MPEG、GIF、LHA、ZIP之類的編碼方法。

發(fā)明內(nèi)容
一般地，如圖1中所示，當(dāng)在集成電路中的多個模塊之間傳輸圖像數(shù)據(jù)時，經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況處理的定時(timing)在圖像數(shù)據(jù)輸出側(cè)模塊1與輸入側(cè)模塊2之間出現(xiàn)差異。很多這樣的情況經(jīng)常通過如圖1中所示的存儲器3來傳輸圖像數(shù)據(jù)并將該圖像數(shù)據(jù)臨時存儲在存儲器3中。
但是，近年來，可用作LSI的存儲器接口(I/F)的管腳數(shù)目以及對存儲器的存取頻率已經(jīng)幾乎達到峰值，并且在許多種情況下，存儲器頻帶出現(xiàn)短缺。
除了外部記錄裝置以外，當(dāng)在集成電路中的數(shù)據(jù)總線或外部記錄裝置上處理壓縮過的數(shù)據(jù)時，出現(xiàn)一般編碼方法無法解決的、下面所述的第一至第四個問題。
第一個問題是很難維持壓縮性能和圖像質(zhì)量。
第二個問題是該處理花費時間并且處理速度變慢。
第三個問題是很難保證一頻帶。
第四個問題是很難維持隨機存取特性。
下面，將進一步詳細解釋第一至第四個問題。
首先，第一個問題涉及維持壓縮性能和壓縮過的數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
當(dāng)通過壓縮數(shù)據(jù)設(shè)法降低頻帶時，如果壓縮效率不好，即壓縮后的數(shù)據(jù)容量并沒有變得非常小，則無法充分達到頻帶和存儲裝置資源的降低。
一般地，當(dāng)對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行無損壓縮時，不必說這取決于各個圖像，并且即使在最好的情況下，通常也難達到壓縮50％之后的容量。因此，有一種使用有損壓縮來獲得高壓縮率的方法。
然而，如容易考慮到的那樣，在有損壓縮的情況下就會出現(xiàn)質(zhì)量問題。在有損壓縮中，壓縮后的數(shù)據(jù)變得與初始數(shù)據(jù)不同。如果差別很大，則當(dāng)看到該圖像數(shù)據(jù)時，就不得不觀看很粗劣的圖片，其中各種信息都丟失了。當(dāng)使用有損壓縮時，只有在視覺上幾乎無法識別出這種差異的范圍內(nèi)變化的數(shù)據(jù)才是可忍受的。
第二個問題是關(guān)于處理速度。
無論所設(shè)計的用于給出高壓縮效率的壓縮方法多么優(yōu)秀，如果該處理過于復(fù)雜并且需要很多的電路資源以及很長的處理時間，都無法達到降低頻帶的目的。
例如，在運動圖片再現(xiàn)設(shè)備中，其中每一秒必須顯示三十幅圖像，當(dāng)很難在1/30秒中處理一幅圖片時，就無法提及該帶被降低，盡管成功地進行了數(shù)據(jù)壓縮，以致這個初始目的很難達到。
在一般的廣播數(shù)據(jù)中，存在以下情況只要能在有限的時間內(nèi)完成對于壓縮過的數(shù)據(jù)的擴展，對于壓縮就可以花費相對長的時間。
在這種情況下，可以執(zhí)行雙路徑的圖像處理。即，在第一條路徑上的處理中對所有圖像數(shù)據(jù)進行掃描，以提取出可用于壓縮處理的圖像特征量(例如整個屏幕的亮度、特別地要求精細的復(fù)雜圖像部分的坐標信息)。
在第二條路徑中的處理中，通過利用從第一路徑中獲得的信息執(zhí)行有效的壓縮。
但是，在用于當(dāng)在集成電路中處理數(shù)據(jù)時執(zhí)行記錄和再現(xiàn)的設(shè)備中，沒有足夠的時間用于這樣的冗余檢查。
因此，優(yōu)選的是通過一條路徑進行處理，其中只有在非常窄的范圍中的數(shù)據(jù)掃描基本上被允許。
第三個問題是保證頻帶的最壞情況。
一般地，在用于壓縮包括圖像的各種數(shù)據(jù)的可變長度的編碼方法中，壓縮之后的數(shù)據(jù)容量沒有被確定并且不可能知道壓縮之后的數(shù)據(jù)容量，直到實際上執(zhí)行一次壓縮。
并且，這時進行的壓縮利用了概率極化(probabilistic polarization)，以致當(dāng)處理極值數(shù)據(jù)(例如，幾何鋸齒形檢查模式)時，邏輯上可能的是在壓縮之前數(shù)據(jù)容量會相反地增加。
但是，在集成電路中，只有根據(jù)事先所估計的處理數(shù)據(jù)容量的有限量的電路資源能夠被使用。即使在最差壓縮效率的情況下，壓縮之后的最小確保容量也必須被確定并且壓縮之后的容量必須實現(xiàn)作為目標的頻帶降低。
最后，第四個問題是維持隨機存取特性。
一般地，當(dāng)壓縮圖像時，按照某一順序?qū)ζ聊簧系南袼剡M行掃描并執(zhí)行壓縮處理。作為掃描方法的例子，經(jīng)常使用“光柵掃描”，用于按照從行到列的順序從左上方掃描到右下方。
相反地，當(dāng)擴展壓縮過的數(shù)據(jù)時，按照與以一般可變長度編碼來從壓縮過的編碼數(shù)據(jù)的頂部進行壓縮時相同的像素掃描順序執(zhí)行擴展。
另一方面，當(dāng)從一幅圖像中剪切部分圖像時，并不經(jīng)常需要以下情況需要上面和下面像素的參考和相關(guān)，以及在捕獲圖像時在由透鏡導(dǎo)致的圖像的輪廓處執(zhí)行修正偏移處理等，能夠自由獲得任何部分處的像素。
這時，當(dāng)前的可變長度編碼數(shù)據(jù)不能在編碼數(shù)據(jù)的中間進行擴展以獲得自由選擇的部分，以致完全喪失了隨機存取特性。
應(yīng)該消除該缺點，并且防止頻帶消耗或者線性保持存儲器的消耗，該頻帶消耗是由于當(dāng)對某一部分進行檢索時導(dǎo)致的從頂部開始的擴展而引起的。
期望提供一種圖像信號處理設(shè)備、照相機系統(tǒng)以及圖像信號處理方法，通過該圖像信號處理設(shè)備、照相機系統(tǒng)以及圖像信號處理方法，可以非常有效地執(zhí)行接近于單路徑處理的處理，而不會降低圖像質(zhì)量，該處理并不會花費太多時間，能夠確保壓縮率所需的容量、以及最壞情況下的頻帶和存儲器，并且此外隨機存取特性并沒有被削弱。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的第一方面，提供了一種圖像信號處理設(shè)備，該圖像信號處理設(shè)備包括至少一個第一信號處理單元、第二信號處理單元以及由該第一信號處理單元和該第二信號處理單元進行存取的存儲單元；其中該第一信號處理單元在其與存儲單元的接口部分處具有頻帶壓縮擴展單元，該頻帶壓縮擴展單元具有如下功能通過預(yù)定的頻帶壓縮方法對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，將該輸入圖像數(shù)據(jù)寫入存儲單元中，以及對從存儲單元中所讀取的壓縮過的數(shù)據(jù)進行擴展。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元以預(yù)定數(shù)目的像素的塊為單位對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元為達到目標壓縮率而執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過基于無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，該頻帶壓縮擴展單元執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)通過無損壓縮不滿足目標壓縮率時，該頻帶壓縮擴展單元才執(zhí)行基于有損壓縮方法的壓縮處理。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元為達到目標壓縮率而針對每個塊執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過基于無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，該頻帶壓縮擴展單元執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)通過無損壓縮不滿足目標壓縮率時，該頻帶壓縮擴展單元才執(zhí)行基于有損壓縮方法的壓縮處理。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元針對每個塊改變要根據(jù)圖像的復(fù)雜性改變的像素的位分辨率。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元在降低像素的位分辨率時通過像素值確定，并且使得低像素值的位分辨率比高像素值的位分辨率更難被降低。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元在多個降低方案中對編碼量進行試算，接著使其中一種方案滿足目標，并且通過按照該降低方案來執(zhí)行實際編碼。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元在所有降低方案的結(jié)果都不好時存儲原始數(shù)據(jù)的預(yù)定位。
優(yōu)選地，該頻帶壓縮擴展單元以有限數(shù)目的像素的塊為單位執(zhí)行壓縮，并且在存儲單元中針對每個塊將該有限數(shù)目的像素存儲在預(yù)定的存儲區(qū)中。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的第二方面，提供了一種照相機系統(tǒng)，該照相機系統(tǒng)包括圖像捕獲單元，用于獲取對象的圖像并輸出圖像數(shù)據(jù)；以及該照相機系統(tǒng)包括圖像信號處理設(shè)備，用于對該圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的處理其中該圖像信號處理設(shè)備具有至少一個第一信號處理單元、第二信號處理單元以及存儲單元其中該存儲單元能夠由該第一信號處理單元以及該第二信號處理單元進行存??；以及該第一信號處理單元在其與存儲單元的接口部分處具有頻帶壓縮擴展單元，該頻帶壓縮擴展單元具有如下功能通過預(yù)定的頻帶壓縮方法對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，將該輸入圖像數(shù)據(jù)寫到存儲單元中，以及對從存儲單元中所讀取的壓縮過的數(shù)據(jù)進行擴展。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的第三方面，提供了一種圖像信號處理方法，用于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的壓縮處理，其中為了達到目標壓縮率，針對每個具有預(yù)定數(shù)目的像素的塊，對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過基于無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)通過無損壓縮不滿足目標壓縮率時才執(zhí)行基于有損壓縮方法的壓縮處理。


本發(fā)明的這些以及其它目的和特征將根據(jù)下面參照附圖給出的優(yōu)選實施例的說明而變得更加清楚，其中圖1是用于解釋通用集成電路中的數(shù)據(jù)傳輸配置的視圖；圖2是應(yīng)用根據(jù)本實施例的圖像信號處理設(shè)備的照相機系統(tǒng)的配置實例的框圖；圖3是本實施例中的包括頻帶壓縮擴展單元的圖像信號處理設(shè)備的概念上的塊配置視圖；圖4是用于解釋本實施例中所應(yīng)用的頻帶確保壓縮方法(band assuringcompression method)的視圖，該視圖示出了一狀態(tài)，其中12-位分辨率像素圖像數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))被分為高階側(cè)位和低階側(cè)位；圖5是用于解釋本實施例中所應(yīng)用的頻帶確保壓縮方法的視圖，該視圖示出了將要在將像素數(shù)據(jù)分為兩部分之后所應(yīng)用的編碼算法；圖6A到6E是用于對本實施例中所高階側(cè)位分量(分辨率確保部分)的編碼方法進行解釋的視圖；圖7A到7D是用于對本實施例中所低階側(cè)位分量(速率(rate)控制部分)的編碼方法進行解釋的視圖；圖8是用于解釋必需舍入的(rounded)低階位省略處理(有損壓縮)的原因的視圖；圖9A到9D是本實施例的頻帶確保壓縮方法的處理概述的視圖；圖10是本實施例的頻帶壓縮擴展單元的具體配置實例的框圖；以及圖11是用于解釋圖10中的頻帶壓縮擴展單元的操作的流程圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖對本發(fā)明的實施例進行解釋。
圖2是應(yīng)用根據(jù)本實施例的圖像信號處理設(shè)備的照相機系統(tǒng)的配置實例的框圖。
該照相機系統(tǒng)10包括光學(xué)系統(tǒng)11、由CCD或CMOS傳感器所組成的圖像傳感器(圖像拾取裝置)12、模擬信號處理單元13、模擬/數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器14、數(shù)字信號處理單元15、圖像壓縮擴展單元16、圖像存儲器17、顯示裝置接口(I/F)18、顯示裝置19、控制CPU 20、操作裝置21、人界面22、存儲接口23、以及外部圖像存儲器24。
在該照像機系統(tǒng)10中，該數(shù)字信號處理單元15、圖像壓縮擴展單元16、圖像存儲器17以及顯示裝置接口(I/F)18通過總線25相連。
該光學(xué)系統(tǒng)11、由CCD或CMOS傳感器所組成的圖像傳感器(圖像捕獲裝置)12、以及模擬信號處理單元13等構(gòu)成了圖像拾取單元。
基本上，圖像信號處理設(shè)備可以由作為第一信號處理單元的數(shù)字信號處理單元15、作為第二信號處理單元的圖像壓縮擴展單元16、以及作為存儲器單元的圖像存儲器17來配置。
在本實施例中，該數(shù)字信號處理單元15在與圖像存儲器17的接口部分處設(shè)有頻帶確保壓縮擴展單元200，能夠執(zhí)行接近于單路徑處理的處理而不會削弱圖像質(zhì)量，并且在確保存儲器總線頻帶、壓縮率所需的容量、最壞情況下的頻帶和存儲器的同時不會花費太多的時間，并且保證隨機存取特性。
首先，將對圖2中的照相機系統(tǒng)10的每個部分的功能的概述進行解釋。
該光學(xué)系統(tǒng)11由作為主體的至少一個透鏡來配置，并且將對象的未示出圖像聚焦在作為圖像捕獲元件的圖像傳感器12的光接收表面上。
該圖像傳感器12對通過光學(xué)系統(tǒng)11進行聚焦的對象圖像的信息執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，并將該光電轉(zhuǎn)換輸出給模擬信號處理單元13。
該模擬信號處理單元13對圖像傳感器12的模擬輸出執(zhí)行相關(guān)的雙采樣處理(CDS)以及模擬放大處理等，并將處理過的模擬圖像數(shù)據(jù)輸出給A/D轉(zhuǎn)換器14。
該A/D轉(zhuǎn)換器14將來自模擬信號處理單元13的模擬圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號輸出給數(shù)字信號處理單元15。
該數(shù)字信號處理單元15執(zhí)行用于在攝影之前確定攝影的快門速度的處理、用于調(diào)整所獲取的圖像的亮度和色彩的處理、以及基于稍后所解釋的壓縮方法對所獲取的圖像數(shù)據(jù)進行壓縮處理，該數(shù)字信號處理單元15將壓縮過的圖像寫到作為記錄介質(zhì)的圖像存儲器17，該數(shù)字信號處理單元15執(zhí)行用于從圖像存儲器17中讀取所寫入的圖像數(shù)據(jù)以及擴展的處理等。
該數(shù)字信號處理單元15在與圖像存儲器17的接口部分處設(shè)有頻帶確保壓縮擴展單元200，能夠執(zhí)行接近于單路徑處理的處理而不會削弱圖像質(zhì)量，并且在確保存儲器總線頻帶、壓縮率所需的容量、最壞情況下的頻帶和存儲器的同時不會花費太多的時間，并且保證隨機存取特性。
稍后將對數(shù)字信號處理單元15的頻帶確保壓縮擴展單元200的具體配置和功能進行詳細解釋。
該圖像壓縮擴展單元16具有用于讀取被存儲在圖像存儲器17中的壓縮過的數(shù)據(jù)并執(zhí)行擴展處理的解碼功能以及具有用于通過執(zhí)行壓縮信號處理從多個圖像數(shù)據(jù)、諸如攝像機信號中生成圖像源的編碼功能。
該圖像壓縮擴展單元16能夠通過存儲接口23將圖像數(shù)據(jù)存儲到圖像存儲器24中并從該存儲器24中進行再現(xiàn)。
作為圖像存儲器24，如非易失性存儲器的閃存、HDD以及DVD都可被應(yīng)用。
該顯示裝置接口18將要被顯示的圖像數(shù)據(jù)輸出給顯示裝置19以進行顯示。
作為顯示裝置19，液晶顯示裝置(LCD)等可以被應(yīng)用。
該控制CPU 20控制該數(shù)字信號處理單元15、圖像壓縮擴展單元16以及整個電路。
該控制CPU 20通過人界面22根據(jù)操作裝置21進行控制。
該操作裝置21由快門按鈕、慢進刻度盤(jog dial)以及觸摸面板等構(gòu)成。
下面，將對數(shù)字信號處理單元15中的頻帶確保壓縮擴展單元200的處理功能等進行詳細說明。
如圖3中所示，本實施例中的頻帶確保壓縮擴展單元200總體上包括裝備有數(shù)據(jù)壓縮單元201a的數(shù)據(jù)傳輸側(cè)塊201以及裝備有數(shù)據(jù)擴展單元202a的數(shù)據(jù)接收側(cè)塊202。該數(shù)據(jù)傳輸側(cè)塊201a以及數(shù)據(jù)接收側(cè)塊202通過總線25被連接到圖像存儲器(存儲器單元)17，以便執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸。
在本實施例中，如將在稍后所解釋的那樣，由于通過頻帶確保壓縮擴展單元200進行的壓縮(擴展)處理，流過總線25的數(shù)據(jù)量很小，并且構(gòu)成該圖像存儲器17的存儲器件的頻帶和容量能夠被降低。
并且，在本實施例中，與頻帶確保壓縮擴展單元200分離，該圖像壓縮擴展單元16與總線25相連。即，該圖像壓縮擴展單元16被設(shè)置為功能塊，用于執(zhí)行與數(shù)字信號處理單元15中的處理完全不同的處理(不相關(guān)處理)，該圖像壓縮擴展單元16從圖像存儲器17中讀取數(shù)據(jù)并執(zhí)行數(shù)據(jù)傳輸處理以進行寫入。
即，在本實施例中，為了降低數(shù)據(jù)傳輸容量的頻帶，例如通過壓縮集成電路中的容量來對處理數(shù)據(jù)進行處理。
近年來，可用作LSI的存儲器接口(I/F)的管腳數(shù)以及對于存儲器的存取頻率已經(jīng)幾乎達到了峰值，并且在很多情況下，存儲器頻帶短缺。當(dāng)在集成電路中處理壓縮過的圖像數(shù)據(jù)時，通過數(shù)據(jù)總線的數(shù)據(jù)量降低并且能夠達到頻帶的必需降低。此外，通過壓縮數(shù)據(jù)，也能夠降低集成電路中的存儲器件的必需容量。
需要注意的是，在本實施例中，作為先決條件，假定包括12位分辨率的各個RGB色彩的濾色陣列中的圖像數(shù)據(jù)被壓縮為每個色彩中的8位等級(目標壓縮率為66.7％，該目標壓縮率是初始數(shù)據(jù)的2/3)。
作為構(gòu)成圖像數(shù)據(jù)的每個元素，那些具有8位分辨率的元素已經(jīng)被用作標準。作為圖像數(shù)據(jù)的分量，只有圖像傳感器才有的基色(R，G和B)、亮度色差(Y，Cb和Cr)以及濾色陣列(CFA)等可以被提及。
但是，近年來，與較高圖像質(zhì)量的要求一起，進行10至12位的較高分辨率或更高分辨率變得很重要。
在本實施例中，提供了一函數(shù)，該函數(shù)能夠充分處理更高的圖片質(zhì)量以及更高分辨率的要求。
但是，如果圖像數(shù)據(jù)的分辨率只是簡單地變高，則數(shù)據(jù)量也會增加，這導(dǎo)致用于存儲圖像數(shù)據(jù)的存儲區(qū)以及用于傳輸該圖像數(shù)據(jù)的存儲器總線頻帶的增加。
因此，本實施例的數(shù)字信號處理單元15中的頻帶確保壓縮擴展單元200采用了一種有效的圖像數(shù)據(jù)壓縮方法并且具有達到以下四個目標(A)至(D)的功能，其中一般的圖像壓縮技術(shù)中的缺陷被消除了。
(A)通過根據(jù)視覺特性的編碼算法盡可能維持高圖片質(zhì)量；(B)通過整個輸入圖像的單路徑編碼方法來抑制總線頻帶的增加；(C)對于任何輸入圖像總是保證某一壓縮率；以及(D)不會削弱隨機存取特性。
在本實施例的頻帶確保壓縮擴展單元200中，采用了具有下面處理功能的圖像數(shù)據(jù)壓縮方法來實現(xiàn)這四個目標。
(1)以有限數(shù)目的像素(塊)為單位來執(zhí)行壓縮。由于這個第一功能，能夠達到上面的四個目標(A)至(D)。
(2)通過對整個圖像實現(xiàn)單路徑編碼處理，防止頻帶的增加。由于這個第二功能，能夠達到目標(B)。
(3)通過對一幅圖像中的每個塊進行多路徑編碼處理來維持高圖片質(zhì)量。由于這個第三功能，能夠達到目標(B)。
(4)通過記錄到針對每個塊所確定的地址，隨機存取特性沒有被削弱。由于這個第四功能，能夠達到目標(D)。
(5)數(shù)據(jù)被分為多個位分辨率部分高階位側(cè)和低階位側(cè)等，并且分別單獨使用適當(dāng)?shù)膲嚎s方法。由于這個第五功能，能夠達到目標(A)。
(6)為了在其中滿足目標壓縮率的范圍中將圖片質(zhì)量退化抑制到最小，適當(dāng)?shù)蒯槍γ總€塊使用最優(yōu)壓縮方法。由于這個第六功能，能夠達到目標(A)和(C)。
(7)當(dāng)降低像素的位分辨率時，通過根據(jù)像素值的大小確定并使得低亮度(像素)值的位分辨率比高亮度(像素)值更難被降低，可以防止圖片質(zhì)量在視覺上的退化。由于這個第七功能，能夠達到目標(A)。
(8)在高階位側(cè)上執(zhí)行無損壓縮，以確保最小圖片質(zhì)量。當(dāng)所有降低措施的結(jié)果都不好時，按照原樣存儲高階數(shù)據(jù)，以確保壓縮后的最小容量。由于這個第八功能，能夠達到目標(C)。
下面，將進一步對第一至第八功能進行詳細解釋。
為了達到目標(A)、(B)、(C)和(D)，以有限數(shù)目的像素(塊)為單位執(zhí)行壓縮。
一般地，圖像數(shù)據(jù)中的鄰近像素是高度相關(guān)的。因此，在以塊為單位中，利用鄰近相關(guān)執(zhí)行高度有效的壓縮處理的方法是有用的，該塊由相鄰的大約數(shù)十個像素構(gòu)成。例如，在一種壓縮方法(諸如JPEG)中，以8(寬)×8(長)的塊形狀為單位執(zhí)行壓縮處理。
在本實施例的壓縮方法中，以預(yù)定的塊形狀為單位執(zhí)行壓縮。
可以為每個系統(tǒng)最優(yōu)地選擇塊的形狀和像素數(shù)，并且這些形狀和像素數(shù)不是特別限于本實施例。優(yōu)選的是，這些形狀和像素數(shù)可編程為可能的擴展。
需要注意的是，在一般的圖像壓縮算法中，塊的壓縮率根據(jù)塊中圖案的復(fù)雜度而變化。因此，對所有復(fù)雜度的圖像不能確保某一壓縮率，并且很難確保存儲區(qū)和總線頻帶。
考慮到這一點，在本實施例的方法中，重要的特征就是針對每個塊達到目標壓縮率而不會失敗。也就是說，能確保以塊為單位進行存儲所需的存儲器的數(shù)據(jù)量以及以塊為單位進行傳輸所需的存儲器總線頻帶。
可以為每個系統(tǒng)選擇以塊為單位的目標壓縮率的最優(yōu)值，并且并不特別限于本實施例。優(yōu)選的是，可編程為可能的擴展。
在數(shù)據(jù)壓縮方法中有無損壓縮方法和有損壓縮方法。
在無損壓縮方法中，犧牲了壓縮效率才使得圖片質(zhì)量沒有發(fā)生退化，而在有損壓縮方法中，為提高壓縮效率使得圖片質(zhì)量發(fā)生了退化。
在本實施例的方法中，采用了如下的方法來將圖片質(zhì)量的退化抑制到最小當(dāng)通過無損壓縮滿足目標壓縮率時執(zhí)行無損壓縮，并且只有當(dāng)通過無損壓縮不能滿足目標壓縮率時才執(zhí)行有損壓縮。
作為典型的無損壓縮方法，有一種利用相鄰相關(guān)的無損JPEG(JPEG附錄H)。在無損JPEG中，通過對與相鄰像素的差(DPCM)執(zhí)行哈夫曼編碼來壓縮數(shù)據(jù)量。
作為典型的有損壓縮方法，有一種JPEG基線。在該JPEG基線中，通過在塊中執(zhí)行離散余弦變換(DCT)、量化以及哈夫曼編碼來壓縮數(shù)據(jù)量。
作為一種在無損壓縮和有損壓縮中所使用的內(nèi)部類型(對應(yīng)于上面所解釋的DPCM、DCT以及哈夫曼等)，可以針對每個系統(tǒng)采用最優(yōu)類型并且不特別限于本實施例。
為了達到目標(B)，對整個圖像執(zhí)行單路徑的編碼處理并且防止頻帶的增加。
一般地，作為一種實現(xiàn)高壓縮率的方法，存在雙路徑編碼系統(tǒng)和多路徑編碼系統(tǒng)。
在雙路徑編碼系統(tǒng)的情況下，在第一路徑的處理中收集關(guān)于圖像數(shù)據(jù)中的圖案復(fù)雜度的分布條件的信息，并根據(jù)在第一路徑上所收集的信息在第二路徑中執(zhí)行位速率控制，以致維持高壓縮率以及高圖片質(zhì)量。需要注意的是，當(dāng)通過總線將圖像數(shù)據(jù)放置在存儲器上時，回過來，輸入該圖像數(shù)據(jù)所需的存儲器頻帶(memory band)加倍。
因此，針對整個圖像實現(xiàn)了單路徑的編碼處理，以防止增加本系統(tǒng)中的圖像數(shù)據(jù)輸入頻帶。
為了達到目標(B)，對一幅圖像中的每個塊執(zhí)行多路徑的編碼處理并且維持高的圖片質(zhì)量。
在本方法中，為一幅圖像中的每個塊采用多路徑編碼處理方法。通過從不同壓縮參數(shù)中選擇多條路徑的最優(yōu)參數(shù)，能在滿足某一壓縮率的范圍中盡可能地防止圖像質(zhì)量發(fā)生退化。
壓縮參數(shù)的種類和數(shù)目以及最優(yōu)參數(shù)的選擇算法并不是特別限于本實施例。優(yōu)選的是，可編程為可能的擴展。
下面，將對實施例的具體實例進行解釋。
通過并行地準備用于在陣列中對塊進行壓縮之后計算數(shù)據(jù)容量的多個電路，能通過第一路徑上某一時間的不同壓縮參數(shù)來臨時地計算大量的數(shù)據(jù)量降低方案。
結(jié)果，可以通過接近于雙路徑處理的處理來實現(xiàn)對塊的壓縮處理。
在第二路徑上，從第一路徑的試算中得到的最優(yōu)壓縮參數(shù)被用于執(zhí)行實際的壓縮處理。
為了達到目標(D)，通過記錄到每個塊的預(yù)定地址，隨機存取特性沒有被削弱。
確保以塊為單位的恒定壓縮率意味著實際壓縮到對應(yīng)于目標壓縮率或更小壓縮率的數(shù)據(jù)量。因此，可能出現(xiàn)如下情況其中雖然只有少量的用于所準備的數(shù)據(jù)容量的空間被完全填滿，但是用于其它數(shù)據(jù)的空間還有剩余。下一塊可被放入該空間中，但是這不在本方法中。
接下來的塊被記錄在針對下一個塊所保證的存儲區(qū)中，以致不管塊的實際壓縮率，每個塊的頂部數(shù)據(jù)地址都被固定在存儲器中，并且以塊為單位的隨機存取成為可能。
作為以塊為單位的尋址方法，最優(yōu)方法可被用于每個系統(tǒng)，并且并不特別限于本實施例中。優(yōu)選的是，可編程為可能的擴展。
為了達到目標(A)，在本實施例的頻帶確保壓縮方法中，數(shù)據(jù)被分為多個位分辨率部分，諸如高階位側(cè)和低階位側(cè)，并且對其單獨使用最優(yōu)壓縮方法。
一般地，在圖像數(shù)據(jù)中，從高階位側(cè)到低階位側(cè)，相鄰相關(guān)性下降。因此，根據(jù)在8位分辨率圖像數(shù)據(jù)壓縮中所使用的以及被認為有效的鄰近相關(guān)的壓縮方法對于超過8位的高分辨率圖像數(shù)據(jù)的低階位側(cè)不是總是有效的。
實際上，當(dāng)根據(jù)8位和12位的高分辨率圖像數(shù)據(jù)的鄰近相關(guān)來比較壓縮效率時，有一種趨勢就是隨著分辨率變高，壓縮效率下降。
因此，本實施例的方法就被配置為如下高分辨率圖像數(shù)據(jù)被分為多個分辨率部分，諸如分為高階位側(cè)和低階位側(cè)，并且對其單獨使用最優(yōu)壓縮方法。
作為用于分為高階位側(cè)和低階位側(cè)的數(shù)據(jù)劃分點，可以為每個系統(tǒng)選擇最優(yōu)點。數(shù)據(jù)的劃分點以及劃分數(shù)并不特別限于本實施例中。優(yōu)選的是，可編程為可能的擴展。
下面，將對實施例的具體實例進行解釋。
當(dāng)處理12位分辨率的圖像數(shù)據(jù)時，該圖像數(shù)據(jù)被分為高階側(cè)8位部分和低階側(cè)4位部分，結(jié)合根據(jù)鄰近相關(guān)的差分PCM和哈夫曼編碼的無損壓縮被用于高階8位部分，并且沒有被壓縮的數(shù)據(jù)(PCM)按照原樣被用于低階側(cè)4位部分。
為達到目標(A)和(C)，針對每個塊適當(dāng)?shù)厥褂米顑?yōu)壓縮方法，以致在滿足目標壓縮率的范圍中將圖片質(zhì)量退化抑制到最小。
在一般的圖像壓縮方法中，對于簡單的圖案，壓縮效率高，但隨著圖案變得復(fù)雜，壓縮效率也會下降，這是圖案復(fù)雜度和壓縮效率沖突的因素。
另一方面，高壓縮率和維持像素的高位分辨率(維持高的圖片質(zhì)量)也是沖突因素，并且它們是彼此折中的關(guān)系。
需要有一種與圖案復(fù)雜度無關(guān)地達到恒定目標壓縮率的方法，同時通過考慮三個因素、即“圖案復(fù)雜度、壓縮效率以及高圖片質(zhì)量的維護”的關(guān)系來將圖片質(zhì)量的退化壓縮到最小。
在本發(fā)明中，應(yīng)用了一種方法，該方法根據(jù)圖案的復(fù)雜度適當(dāng)?shù)亟档兔總€塊中的像素的位分辨率。
通過將位分辨率的降低度控制到最佳點以便與目標壓縮率相匹配，就能夠達到恒定的壓縮率而與圖案的復(fù)雜度無關(guān)，并且盡可能地抑制圖片質(zhì)量的退化。
在本實施例中，并沒有特別地限制用于提取像素的位分辨率的最優(yōu)降低點的算法。稍后將對該實施例的具體算法實例進行解釋。
為了達到目標(A)，當(dāng)降低像素的位分辨率時，根據(jù)像素值的大小確定并使得低亮度(像素)值的位分辨率與高亮度(像素)值的位分辨率相比難于被降低，以便防止圖片質(zhì)量在視覺上的退化。
作為用于降低像素的位分辨率的指標(index)，亮度(像素)值可以被提及。
一般地，根據(jù)人眼對黑暗部分中的細微色調(diào)變化敏感的視覺特性，用于將低亮度(像素)值的位分辨率擇優(yōu)地持續(xù)到高亮度(像素)值的位分辨率對于維持高圖片質(zhì)量變得有效。
因此，在本實施例中，采用了逐步算法，其中被包括在塊中的低亮度側(cè)上的像素值的位分辨率被盡可能地保持，從高亮度側(cè)上的像素值開始逐漸地降低低階位，直到達到目標壓縮率，并且對于每個塊，將位分辨率的降低度控制到最優(yōu)點上。
在本實施例中，用于提取將要針對亮度(像素)值的大小被降低的位分辨率的算法并沒有被特別限制。
下面，將對該實施例的具體算法實例進行解釋。
將解釋用于根據(jù)像素值的高階位側(cè)部分的值來確定低階位側(cè)部分的數(shù)據(jù)的降低度的算法實例。
首先，根據(jù)該值將高階位側(cè)上的數(shù)據(jù)分為一些等級，并且準備轉(zhuǎn)換記錄，用于確定對于每個等級低階位側(cè)的分辨率中應(yīng)該保持多少位。
由于記錄是按照從低壓縮率到高壓縮率的壓縮效率順序進行排列，所以通過連續(xù)地修改該記錄，就有可能利用目標壓縮率中的最小位降低量進行高圖片質(zhì)量的壓縮，直到達到了目標壓縮率。
在本實施例中，記錄中的等級以及被降低的位分辨率的數(shù)值等沒有被特別地限制。優(yōu)選的是根據(jù)圖像數(shù)據(jù)的特性來設(shè)置這些數(shù)值，以致這些數(shù)值優(yōu)選地可編程為可能的擴展。
為了達到目標(C)，高階位側(cè)受到了無損壓縮，用于確保最小圖片質(zhì)量，同時當(dāng)所有降低方案的結(jié)果都不好時，按照原樣存儲高階數(shù)據(jù)，用于確保壓縮后的最小容量。
可變長度編碼方法包括那些使用靜態(tài)可變長度表格的方法以及那些根據(jù)數(shù)據(jù)動態(tài)地改變可變長度表格的方法。
在使用動態(tài)表格的方法中，壓縮效率高，但對其需要非常復(fù)雜的處理和時間，這會削弱作為該方法的目標的實時特性。
另一方面，甚至利用很少的電路資源，使用靜態(tài)表的方法就會帶來接近于使用動態(tài)表的方法中的效果。
因此，在本方法中采用了使用靜態(tài)可變編碼表格的可變長度編碼。
設(shè)置了靜態(tài)可變長度編碼表，以致能夠根據(jù)各種圖像統(tǒng)計信息有效地對具有平均復(fù)雜度的圖像進行壓縮。因此，在通過設(shè)置而具有最壞情況靜態(tài)分布的圖像中，與壓縮之前相比，數(shù)據(jù)量反而會增加。
在那種情況下，不執(zhí)行壓縮處理是有利的，因為數(shù)據(jù)量與使用靜態(tài)可變長度編碼來執(zhí)行壓縮處理相比變得更小。
在本方法中，壓縮前的高階位側(cè)上的數(shù)據(jù)由低階位側(cè)上的數(shù)值舍入并且被用作那種情況下壓縮之后的數(shù)據(jù)。
通過不是存儲而是降低低階位側(cè)上的數(shù)據(jù)，按照目標壓縮率或更小的壓縮率對數(shù)據(jù)容量進行壓縮。
接下來，將參照附圖對上面所解釋的本實施例中所應(yīng)用的頻帶確保壓縮方法進行解釋。
這里，目標壓縮率為66.7％(初始數(shù)據(jù)量的2/3)，這對應(yīng)于平均每一個像素將12位壓縮至8位的情況。
圖4是用于解釋本實施例中所應(yīng)用的頻帶確保壓縮方法的視圖，該視圖示出一狀態(tài)，其中12-位分辨率像素圖像數(shù)據(jù)(原始數(shù)據(jù))被分為兩部分高階側(cè)位和低階側(cè)位。
圖5是用于解釋本實施例中所應(yīng)用的頻帶確保壓縮方法的視圖，該視圖示出了將要在將像素數(shù)據(jù)分為兩部分之后所應(yīng)用的編碼算法實例。
需要注意的是，為了方便，圖4示出了一條像素陣列的線(水平線)，在垂直方向上對該線從左側(cè)到右側(cè)進行掃描。
在圖4中的實例中，12位原始數(shù)據(jù)被分成作為高階8位部分的分辨率確保部分301，以及作為低階4位部分的速率控制部分302，對這兩部分分別應(yīng)用不同的編碼算法。
在本實施例中，如圖4中所示，關(guān)于速率控制部分302的分辨率，涉及高階側(cè)8位，而低階側(cè)速率控制部分302的分辨率擇優(yōu)地從具有高亮度值的數(shù)據(jù)開始降低。具有低亮度值的數(shù)據(jù)盡可能地保持速率控制部分302的分辨率。
在圖4中的實例中，關(guān)于亮度值是高還是低，高階側(cè)分辨率確保部分301的8位被分為MSB側(cè)4位和LSB側(cè)4位，并且當(dāng)MSB側(cè)4位中的任何一個被設(shè)置為邏輯1時，亮度值就被確定為高；同時，當(dāng)MSB側(cè)4位中沒有任何一個被設(shè)置為1時，亮度值就被確定為低。
這就是一個例子，因此可變實施例能夠被采用。
為了解釋編碼的嘗試順序，如圖5中所示，分別對作為高階側(cè)8位部分的分辨率確保部分301以及作為低階側(cè)4位部分的速率控制部分302采用不同的編碼算法，并且連續(xù)應(yīng)用用于確保最壞情況下的頻帶的(1)無損壓縮、(2)第一有損壓縮以及(3)第二有損壓縮，直到滿足目標壓縮率。
首先，在無損壓縮處理步驟中，對作為高階側(cè)8位部分的分辨率確保部分301進行結(jié)合基于鄰近相關(guān)的差分PCM和哈夫曼編碼的無損壓縮，并且對作為低階側(cè)4位部分的速率控制部分302按照原樣應(yīng)用非壓縮數(shù)據(jù)(PCM)。
接著，在第一有損壓縮處理步驟中，應(yīng)用結(jié)合DPCM以及哈夫曼編碼的無損壓縮。當(dāng)編碼量小于最大可容許的編碼量并且并沒有達到目標壓縮率時，對作為高階側(cè)8位部分的分辨率確保部分301進行結(jié)合基于鄰近相關(guān)的差分PCM和哈夫曼編碼的有損壓縮，并且作為低階側(cè)4位部分的速率控制部分302根據(jù)速率按照原樣記錄具有降低后的分辨率的數(shù)據(jù)而不進行編碼。
在第二有損壓縮處理步驟中，應(yīng)用作為用于確保最壞情況下的頻帶的處理的、結(jié)合DPCM和哈夫曼編碼的無損壓縮，并且，當(dāng)編碼量大于最大可容許的編碼量并且并沒有達到目標壓縮率時，作為高階側(cè)8位部分的分辨率確保部分301中的8位原始數(shù)據(jù)(PCM)按照原樣被記錄，并且不是作為低階側(cè)4位部分的所有速率控制部分302都被記錄。
接著，將對本實施例中的高階側(cè)位分量(分辨率確保部分)的編碼方法的實例以及低階側(cè)位分量(速率控制部分)的編碼方法的實例進行解釋。
首先，將解釋高階側(cè)位分量(分辨率確保部分)的實例。
圖6是用于解釋本實施例中的高階側(cè)位分量(分辨率確保部分)的編碼方法的視圖。
作為基本壓縮方法，應(yīng)用了對當(dāng)前像素與前一像素之前的差執(zhí)行哈夫曼編碼的方法。
如圖6A中所示，首先，通過假設(shè)像素陣列(輸入圖像數(shù)據(jù))中的一行(一個水平行)為一塊，以塊為單位按照掃描的順序?qū)嚎s前的數(shù)據(jù)進行處理。
接著，如圖6B中所示，由減法器(subcractor)304得到被存儲在保持部分303中的前一像素(prev pxl)與當(dāng)前像素(cur pxl)的差。
如圖6C中所示，如在哈夫曼表305中所示的那樣，對所獲得的差進行編碼。該哈夫曼表通常為三角形，并且隨著該差變小，編碼長度也變短。
接下來，如圖6D中所示，為了估計高階側(cè)位分量的壓縮率變?yōu)槎嗌?，在累加?06中對編碼長度進行累加。
接著，如圖6E中所示，為每個塊估計高階側(cè)位分量的壓縮率。作為估計結(jié)果，當(dāng)高階側(cè)位分量的壓縮率是目標壓縮率或更低時，剩余的位被指定為低階側(cè)位分量。當(dāng)高階側(cè)位分量的壓縮率高于目標壓縮率時，沒有作為最壞情況執(zhí)行處理(前一像素差+哈夫曼編碼)并且只有高階位側(cè)分量由PCM存儲。
接下來，將對低階側(cè)位分量(速率控制部分)的編碼方法的實例進行解釋。
圖7A至7D是用于對本實施例的低階側(cè)位分量(速率控制部分)的編碼方法進行解釋的視圖。
如上所述，在本實施例中，確定亮度值并根據(jù)該亮度值執(zhí)行盡可能降低速率控制部分302的分辨率或維持分辨率的處理。
在本實施例中，當(dāng)計算亮度值時，根據(jù)該值的范圍可以把亮度信息分為多個范圍。
舉例來說，高階側(cè)8位數(shù)據(jù)可以被分為8個范圍，其分割邊界為2～0、2～1、2～2、...、2～8(“～”表示階乘)。該范圍被稱為“亮度等級”。在后面的步驟中，將根據(jù)該亮度等級來確定像素數(shù)據(jù)的分辨率降低度。
當(dāng)考慮有限的電路資源時，依照處理量將亮度值分為數(shù)十個范圍是有利的。不必提及而只要處理負載允許，就可以被作為亮度值來處理，即，作為亮度等級，而不需要劃分和輸入到連續(xù)函數(shù)(圖7B至圖7D)，用于轉(zhuǎn)換到降低度。將對圖7B至圖7D中的從亮度等級至降低度的轉(zhuǎn)換進行解釋。
在本實施例中，如圖7A中所示，準備了亮度等級與壓縮度的對應(yīng)表(或函數(shù))。通過輸入亮度等級查閱該表，就能夠得到表示低階側(cè)數(shù)據(jù)中應(yīng)該保留多少分辨率的“降低度”。
在圖7A中，表中虛線框中每行的數(shù)值序列被稱為“記錄”。每個記錄對應(yīng)于一個降低度。在圖7A中，上面的記錄具有較大的降低度，即，分辨率降低越多。基本地，從具有較小降低度的記錄開始連續(xù)地對壓縮進行檢查。一個記錄對應(yīng)于一個降低方案。
在每個記錄中，能夠根據(jù)如圖7B至圖7D中所示的亮度值來獲得降低之后的低階數(shù)據(jù)的位數(shù)。
這里，根據(jù)人的視覺特性，對該記錄進行調(diào)整，使得輸入數(shù)據(jù)的亮度越低，即數(shù)據(jù)越暗，則不是通過降低降低度來保持的分辨率就會越高。
圖7B至圖7D示出了不同于圖7A的類似圖像的連續(xù)函數(shù)。如果系統(tǒng)允許，可以執(zhí)行功能處理。降低度越高，則包括低亮度部分的整個降低位數(shù)就越大。
在任何情況下，劃分亮度等級的方法以及表中降低度的確定策略都在維持圖片質(zhì)量方面具有重要作用。
優(yōu)選地，將該表設(shè)置為可變的，并且通過需求系統(tǒng)的評估來良好地復(fù)查該設(shè)定值。
當(dāng)獲得降低度時，確定要被保留在像素的低階側(cè)中的位數(shù)。當(dāng)降低位時，通過從低階側(cè)數(shù)據(jù)的LSB側(cè)舍入來降低特定位的數(shù)量。
例如，當(dāng)根據(jù)某一降低度來選擇記錄并且獲得“3”作為基于當(dāng)前被處理的高階數(shù)據(jù)的亮度等級的降低之后的低階位的位數(shù)時，由于低階數(shù)據(jù)的初始分辨率在這里為4位，則壓縮之后的位數(shù)從4位變成3位。
通過舍入來降低LSB側(cè)上的一位。通過對塊中的所有像素重復(fù)該操作，能夠?qū)υ搲K中的壓縮之后的低階數(shù)據(jù)側(cè)的容量執(zhí)行試算。
這里，將參照圖8對必需進行被舍入低階位降低處理(有損壓縮)的原因進行解釋。
如上所述，當(dāng)分辨率確保部分301為8位時，無損壓縮的平均壓縮率就是8位部分變?yōu)?.33位的度(66.7％)左右。但是，取決于情況，壓縮率變得比這個還要低。
因此，在本實施例中，在速率控制部分302中執(zhí)行用于調(diào)整目標壓縮率的處理。在該例子中，在速率控制部分302中用于將平均4位壓縮為2.67位(66.7％)左右的有損壓縮(舍入低階位降低)是必需的。
圖9是上述本實施例的頻帶確保壓縮方法的處理的概述的視圖。
在本實施例的頻帶確保壓縮方法中，如圖9A中所示，一幅圖像被分為作為處理單元的塊，每個塊如圖9B中所示被壓縮，在每個塊中達到目標壓縮率α％，并且每個壓縮過的塊的編碼如圖9C中所示被排列在圖像存儲器17中。
如果為每個塊保證排列區(qū)域(容量α％)，則有可能從頂部像素開始以塊為單位對圖像存儲器17進行隨機存取。
在圖像存儲器17中，如圖9D中所示，每個塊的頂部地址被固定，并且總是能以塊為單位進行隨機存取。還有，壓縮效率很高并且，當(dāng)?shù)陀讦粒r，對于每個塊的所有區(qū)域都沒有被用光。此外，針對每個塊所保證的容量就是“初始塊容量”乘以α％，即壓縮之后的容量由α％來確保，以致該塊沒有與該區(qū)域脫離。
接下來，將對本實施例的數(shù)字信號處理單元15中的頻帶確保壓縮擴展單元200的具體配置實例以及操作進行解釋。
圖10為本實施例的頻帶壓縮擴展單元200的具體配置實例的框圖。
圖10中的頻帶確保壓縮擴展單元200是圖3中的傳輸側(cè)塊201中的具體實例并且主要包括處理單元(塊檢索單元)211、像素數(shù)據(jù)劃分單元212、像素間冗余度降低單元213、亮度值確定單元214、高階側(cè)試算單元215、低階側(cè)試算單元216、應(yīng)用壓縮度確定單元217、高階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元218、低階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元219、以及對準調(diào)整/頭部增加單元220。
該處理單元檢索單元211根據(jù)預(yù)先設(shè)置的處理單元比例設(shè)定值獲得像素數(shù)單元，并將該像素數(shù)單元輸出給像素數(shù)據(jù)劃分單元212。
該所獲得的單元被稱為塊，并且在每個塊中都達到所希望的壓縮率。優(yōu)選地，將塊數(shù)以及每個塊的形狀設(shè)置為可變的。
該像素數(shù)據(jù)劃分單元212將所獲得的塊圖像數(shù)據(jù)劃分為作為高階側(cè)8位的分辨率確保部分301以及作為低階側(cè)4位的速率控制部分302，該像素數(shù)據(jù)劃分單元212將該高階側(cè)位數(shù)據(jù)輸出給像素間冗余度降低單元213并將低階位數(shù)據(jù)輸出給低階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元219。
該像素間冗余度降低單元213通過查閱外圍像素數(shù)據(jù)來執(zhí)行只有該圖像才有的冗余度降低處理并將結(jié)果輸出給高階側(cè)試算單元215。
在該方法中，冗余度的降低處理方法和降低處理之后的數(shù)據(jù)格式是不規(guī)則的，但是作為例子，通過在緊緊相鄰的像素之間進行相減來降低冗余的DPCM方法可被提及。
這個方法可以被用作JPEG標準中的DCT系數(shù)DC分量的冗余度降低方式。還有，在彩色濾波器陣列數(shù)據(jù)的情況下，優(yōu)選的是在相同的色彩之間特別地利用冗余度的方法。
該亮度值確定單元214將來自像素數(shù)據(jù)劃分單元212的高階側(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為表示亮度的值并將該結(jié)果輸出給低階側(cè)試算單元216。
該高階側(cè)試算單元215查閱可變長度編碼表，以估計具有被降低冗余度的數(shù)據(jù)的編碼之后的容量，并將該結(jié)果輸出給壓縮度確定單元217。
該低階側(cè)試算單元216接收作為輸入的亮度等級，參閱亮度等級和壓縮度的對應(yīng)表(或函數(shù))，獲得表示低階側(cè)數(shù)據(jù)中應(yīng)該保留表示多少分辨率的“降低度”，并將該結(jié)果輸出給壓縮度確定單元217。
該壓縮度確定單元217逐漸地增加壓縮度，直到壓縮率達到目標率，在應(yīng)用程序成功地達到該目標時確定該壓縮度，并將確定結(jié)果輸出給高階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元218以及低階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元219。
該高階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元218接收壓縮度確定單元217的確定結(jié)果，并且實際上根據(jù)將要被應(yīng)用的壓縮度來對高階側(cè)數(shù)據(jù)執(zhí)行壓縮處理，以生成壓縮過的編碼數(shù)據(jù)。該高階側(cè)數(shù)據(jù)通過可變長度編碼受到無損壓縮。作為無損可變長度編碼，哈夫曼編碼可以被提及為典型的實例。
該低階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元219連續(xù)地根據(jù)亮度等級與壓縮度的對應(yīng)表減少每個像素中低階側(cè)數(shù)據(jù)的位數(shù)，以執(zhí)行有損壓縮，并通過簡單地連接因此被降低的數(shù)據(jù)來生成編碼。
該對準調(diào)整/頭部增加單元220將解碼所需的數(shù)據(jù)作為頭部增加到像素數(shù)據(jù)編碼，完成最終壓縮過的編碼，并通過總線25將該最終壓縮過的編碼傳輸?shù)綀D像存儲器17。
下面，將參照圖11中的流程圖對具有上述配置的頻帶確保壓縮擴展單元200的操作進行詳細地解釋。
需要注意的是，作為先決條件，每個色彩中的具有12位分辨率的濾色器陣列的圖像數(shù)據(jù)被假設(shè)為在每個色彩中被壓縮到8位。
首先，該塊(處理單元)檢索單元211檢索以預(yù)定數(shù)目的像素為單位的一定量的圖像數(shù)據(jù)(ST1)。每個塊都達到所希望的壓縮率。
在像素數(shù)據(jù)劃分單元212中，分別將被檢索塊數(shù)據(jù)中的像素分為高階位側(cè)和低階位側(cè)(ST2)。
這里，假設(shè)高階側(cè)為8位并且低階側(cè)為4位。該劃分方法可以簡單地在位的邊界劃分為兩部分，并且可以簡單地通過將高階側(cè)和低階側(cè)連接起來就能夠恢復(fù)其初始形式。該劃分邊界精密地涉及壓縮之后的容量的最大值以及最小圖像質(zhì)量。
即，壓縮之后的容量的最大值等于高階側(cè)位的容量，并且最小圖像質(zhì)量成為高階側(cè)的位數(shù)量中的分辨率。
在本實例中，每一個像素中等于8位的壓縮率和圖像質(zhì)量就是最終的目標，以致設(shè)置了這樣一個邊界。為了處理各種用途和對象，優(yōu)選地，可以隨意地設(shè)置該邊界位置。
在亮度值確定單元214中，由像素數(shù)據(jù)劃分單元212所檢索的高階側(cè)數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)換為表示亮度的值。
在這里所假設(shè)的濾色器陣列的情況下，高階側(cè)數(shù)據(jù)的值按照原樣被處理為亮度。為了更準確地計算亮度值，可以執(zhí)行包括外圍像素數(shù)據(jù)的計算。這里，亮度和色差表達(YC)的亮度分量等都是計算結(jié)果的好例子。
當(dāng)計算亮度值時，根據(jù)該值的范圍把亮度信息分為多個范圍。
例如，如上所述，高階側(cè)8位數(shù)據(jù)被劃分為八個范圍(亮度等級)，其分割邊界為2～0、2～1、2～2、...、2～8(“～”表示階乘)。在后面的步驟中，將根據(jù)該亮度等級來確定像素數(shù)據(jù)的分辨率降低度。
當(dāng)考慮有限的電路資源時，依照處理量將亮度值劃分為數(shù)十個范圍是有利的。不必提及但只要處理負載允許，就可以被處理為亮度值，即，作為亮度等級，而不需要劃分和輸入至連續(xù)函數(shù)(圖7B至圖7D)，用于轉(zhuǎn)換至降低度。
在亮度值確定單元214中所獲得的亮度等級被輸入到低階側(cè)試算單元216。這里，準備了如圖7A中所示的亮度等級和壓縮度的對應(yīng)表(或函數(shù))。通過輸入亮度等級查閱該表，能夠獲得表示低階側(cè)數(shù)據(jù)中應(yīng)該保留多少分辨率的“降低度”(ST3)。
圖7A中的表中虛線框中每行的數(shù)值序列被稱為“記錄”。每個記錄對應(yīng)于一個降低度。在圖7A中，上面的記錄具有更大的降低度，即，分辨率降低更多。基本地，從具有較小降低度的記錄開始連續(xù)地對壓縮進行檢查。一個記錄對應(yīng)于一個降低方案。
在每個記錄中，能夠根據(jù)如圖7B至圖7D中所示的亮度獲得降低之后的低階數(shù)據(jù)的位數(shù)。
這里，根據(jù)人的視覺特性，對該記錄進行調(diào)整，使得輸入數(shù)據(jù)的亮度越低，即數(shù)據(jù)越暗，則不是通過降低降低度保持的分辨率就會越高。
亮度等級的劃分方法以及此處表中降低度的確定策略都在維持圖片質(zhì)量方面具有重要作用。
優(yōu)選地，將該表設(shè)置為可變的，并且通過需求系統(tǒng)的估計來良好地復(fù)查該設(shè)定值。
當(dāng)獲得降低度時，確定要被保留在像素的低階側(cè)中的位數(shù)。當(dāng)降低位時，通過從低階側(cè)數(shù)據(jù)的LSB側(cè)舍入來降低特定位的數(shù)量。
例如，當(dāng)根據(jù)某一降低度來選擇記錄并且獲得“3”作為基于當(dāng)前被處理的高階數(shù)據(jù)的亮度等級的降低之后的低階位的位數(shù)時，由于低階數(shù)據(jù)的初始分辨率在這里為4位，所以壓縮之后的位數(shù)從4位變成3位。
通過舍入來降低LSB側(cè)上的一位。通過對塊中的所有像素重復(fù)該操作，能夠?qū)υ搲K中壓縮之后的低階數(shù)據(jù)側(cè)的容量執(zhí)行試算。
當(dāng)從算法的角度來考慮時，如圖11中的流程圖所示，根據(jù)具有較小降低度的方案連續(xù)地執(zhí)行壓縮之后的容量的試算，直到計算結(jié)果達到目標值。
但是，當(dāng)考慮安裝到集成電路上的專用電路的硬件時，如圖10中所示，每個降低方案，即對于表中的每個記錄數(shù)字，都可以并行地設(shè)置壓縮之后的容量的試算裝置。
在圖10中的實例中，并行地準備了n個試算裝置216-1至216-n。結(jié)果，能夠同時及時地獲得所有降低方案的結(jié)果，而被認為只執(zhí)行了一次試算，以致在速度性能方面是非常有利的。
需要注意的是，該處理單元被稱為“試算單元”，其可以預(yù)料到由專用電路進行的并行處理。這里，計算壓縮之后的數(shù)據(jù)容量，但不執(zhí)行用于獲得實際被壓縮數(shù)據(jù)的編碼處理。
只對應(yīng)用降低方案的數(shù)據(jù)執(zhí)行實際的編碼處理。因此，充分地將累加器(累加增加結(jié)果存儲裝置)并行地提供給試算單元，僅僅是用于在一個塊的量中增加像素的試算，并且能通過并行處理改進速度并且同時降低電路資源。
在本方法中，試算單元并不一定是并行的，但是，這是被強烈推薦的配置。
直到現(xiàn)在，才能夠獲得壓縮之后的低階側(cè)數(shù)據(jù)的容量。需要注意的是，迄今為止，不需要參閱該低階側(cè)數(shù)據(jù)。
接下來，將執(zhí)行對壓縮之后的高階側(cè)數(shù)據(jù)的容量的試算。
取決于低階側(cè)數(shù)據(jù)的編碼試算結(jié)果，可以確定低階側(cè)數(shù)據(jù)中的所有位都要被降低。
在那種情況下，如果簡單地省略所有低階側(cè)數(shù)據(jù)，則剩余的高階側(cè)數(shù)據(jù)就會變成一值，該值不是通過舍入而是通過簡單地省略低階側(cè)數(shù)據(jù)獲得的，這對圖像質(zhì)量產(chǎn)生影響。
因此，如流程圖中所指示的那樣，當(dāng)出現(xiàn)將要被完全省略掉的低階數(shù)據(jù)時，推薦參閱低階側(cè)數(shù)據(jù)的最高有效位，并使其受到舍入處理被舍入(round off)或者上舍入(round up)到高階側(cè)位。舍入處理所獲得的高階側(cè)位變成了要被編碼的數(shù)據(jù)(ST4和ST5)。
通過查閱低階側(cè)數(shù)據(jù)而受到舍入處理之后的高階數(shù)據(jù)被傳輸?shù)较袼亻g冗余度降低單元213。
在像素間冗余度降低單元213中，通過查閱外圍像素數(shù)據(jù)來執(zhí)行只有圖像才有的冗余度降低處理。在該方法中，冗余度的降低處理方法和降低處理之后的數(shù)據(jù)格式是不規(guī)則的，但是作為一個例子，通過在緊緊相鄰的像素之間進行相減來降低冗余度的DPCM方法可被提及。
在高階側(cè)試算單元215中的冗余度降低之后的數(shù)據(jù)上來估計編碼之后的容量。
這里，壓縮方法為無損壓縮。這里仍沒有執(zhí)行實際編碼并且只是執(zhí)行了對于可變長度編碼之后的數(shù)據(jù)容量的試算。
例如，在哈夫曼編碼的情況下，如果給出了哈夫曼表，就能夠獲得假設(shè)編碼的編碼長度而不會產(chǎn)生實際編碼。對于每個數(shù)據(jù)，因此所獲得的編碼長度被合計為一個塊的量，并且其結(jié)果就是該塊的高階側(cè)編碼試算結(jié)果。
這對于使得試算裝置成并行的也是很有效的，并且只需要設(shè)置累加器而不需要設(shè)置實際編碼處理單元就能夠獲得該試算結(jié)果。
從上述情況可以看出，針對高階側(cè)和低階側(cè)都計算壓縮過的編碼的數(shù)據(jù)容量。
在壓縮度確定單元217中對計算結(jié)果進行求和(ST9)。將該和與被確定為初始目標壓縮率的數(shù)據(jù)容量進行比較(ST10)。
當(dāng)作為計算結(jié)果的數(shù)據(jù)量小于(不大于)目標數(shù)據(jù)量時，也就是說，當(dāng)目的被實現(xiàn)時，則成功地確定和應(yīng)用壓縮計算中的降低度。
當(dāng)目的沒有被實現(xiàn)時，單步遞增降低度，以更高效地繼續(xù)壓縮方案。即，對于較小分辨率的壓縮方案，再一次對高階側(cè)和低階側(cè)執(zhí)行壓縮后的容量的試算。單步增加降低度的操作對應(yīng)于使用具有圖7A中的表格圖像中的單步更高降低度的記錄。
如上所述，在壓縮度確定單元217中，逐漸增加壓縮度，直到壓縮率達到目標值，并且達到目標值時的壓縮度被確定成功并且被應(yīng)用。當(dāng)實際上作為邏輯電路安裝時，如圖10中所示，并行地設(shè)置編碼量試算單元，用于計算各個壓縮方案中的結(jié)果。
結(jié)果，在壓縮度確定單元217中，能夠同時獲得各個壓縮方案的試算結(jié)果，并且同時確定壓縮方案的應(yīng)用。
降低度是最低的情況就是除了高階側(cè)上的無損壓縮以外，沒有一位低階側(cè)數(shù)據(jù)被降低的時候，并且這種情況在整體上是完全的無損編碼。
另一方面，即使壓縮度被增至所限定范圍的最大值，也會出現(xiàn)沒有達到目標壓縮率的情況。在這種情況下，放棄壓縮數(shù)據(jù)并且初始數(shù)據(jù)格式被處理為所編碼的數(shù)據(jù)。詳細內(nèi)容將在后面被說明。
當(dāng)確定了將要在壓縮度確定單元217中被應(yīng)用的壓縮方案時，實際上就對該實際數(shù)據(jù)進行壓縮處理，以根據(jù)高階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元218和低階側(cè)可變長度編碼執(zhí)行單元219中的方案的壓縮度生成壓縮過的編碼數(shù)據(jù)。
通過可變長度編碼使得高階側(cè)數(shù)據(jù)受到無損壓縮。作為無損可變長度編碼，可以提及哈夫曼編碼作為典型的實例(ST11)。
該低階側(cè)數(shù)據(jù)受到有損壓縮，通過該壓縮，根據(jù)圖7A中的表降低每個像素中的位數(shù)，接著，簡單地將被降低的數(shù)據(jù)連接，以生成編碼。這時，不是簡單地連接被降低的數(shù)據(jù)，而是通過執(zhí)行任何壓縮方式來生成編碼(ST12)。
雖然通常的數(shù)據(jù)壓縮步驟如上所述，但是也有一種處理用于以下情況壓縮度確定單元217中的所有壓縮方案都沒有達到目標值。
在這種情況下，高階側(cè)上的數(shù)據(jù)將按照原樣被寫到編碼中。在本實例中，數(shù)量為8位的高階側(cè)數(shù)據(jù)按照原樣被寫到該編碼中，但能夠滿足達到每一個像素8位的壓縮率的條件。
不僅可以通過從初始數(shù)據(jù)中省略掉數(shù)量為高階側(cè)位數(shù)的數(shù)據(jù)，而且也可以通過考慮低階側(cè)數(shù)據(jù)將初始數(shù)據(jù)上舍入到高階8位來獲得因此所寫入的高階側(cè)數(shù)據(jù)。
如上所述，當(dāng)完成對于像素數(shù)據(jù)的編碼時，解碼所需的數(shù)據(jù)等被作為頭部增加到對準調(diào)整/頭部增加單元220中的像素數(shù)據(jù)編碼，以便完成最終壓縮過的編碼。
根據(jù)將要被寫入的存儲裝置以及數(shù)據(jù)總線寬度在對準中調(diào)整壓縮過的編碼，以到達存儲器件并被寫入到存儲器件。對一幅圖像中的多個塊中的每個塊重復(fù)執(zhí)行上述步驟(ST10到ST19)。
所增加的數(shù)據(jù)的最小必需內(nèi)容就是用于解碼所需的信息。用于解碼所需的信息首先被大致地分為兩部分。一部分是整個圖像數(shù)據(jù)共同的信息，而另一部分是對于每個塊唯一的信息。
對于整個圖像數(shù)據(jù)的共同信息例如是關(guān)于被用于編碼的表格的信息。如果關(guān)于用于壓縮高階側(cè)和低階側(cè)的各個表格的信息沒有被記錄在編碼中，則當(dāng)解碼時將不可能進行擴展。
如果為了便于系統(tǒng)使用將所述表格用作固定的，只要是對編碼側(cè)和解碼側(cè)進行調(diào)整，就沒必要記錄關(guān)于編碼的表格信息。
除了這個，用于整個圖像數(shù)據(jù)的共同信息可以包括時間標記等，但這些都不是本質(zhì)信息并且可以根據(jù)系統(tǒng)或情況來增加。
作為每個塊的唯一信息，有兩個本質(zhì)項。首先，作為存儲格式，表示是否對壓縮過的數(shù)據(jù)進行編碼的標志或按照其原樣的原始數(shù)據(jù)被編碼，而不壓縮。第二項是一值，該值表示當(dāng)壓縮過的數(shù)據(jù)被寫入被表示為第一項的塊中時的壓縮的降低度。在解碼側(cè)，通過在壓縮時將該數(shù)值與表格進行匹配，就能夠進行低階側(cè)數(shù)據(jù)的擴展。
最后，當(dāng)將被編碼的數(shù)據(jù)寫入存儲器件中時，從為每個塊所確定的地址位置執(zhí)行寫(參看圖9A至9D)。被指定給存儲裝置中的每個塊的區(qū)域大小用于最壞壓縮效率情況下的多個被編碼數(shù)據(jù)，即，多個壓縮之后的目標容量。
結(jié)果，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，以塊為單位的尾接指令(cue)就變?yōu)榭赡懿⑶乙詨K為單位的隨機存取也變?yōu)榭赡堋Ｔ谧x取側(cè)，通過從頂部開始讀取包括目標像素的塊以及對該塊進行擴展，就能夠獲得該像素。
如上所述，根據(jù)本實施例，由于數(shù)據(jù)信號處理單元15在與圖像存儲器17的接口部分處設(shè)置頻帶確保壓縮擴展單元200，并且通過將圖像數(shù)據(jù)劃分為高階側(cè)位和低階側(cè)位并對每個被劃分的部分改變預(yù)定的壓縮方法來執(zhí)行壓縮處理；能夠執(zhí)行接近于單路徑處理的處理而不會使圖片質(zhì)量退化或者花費太多的處理時間，同時確保存儲器總線頻帶、壓縮率所需的容量、最壞情況下的頻帶和存儲，并且此外保證隨機存取特性。
因此，在本實施例中，能夠獲得以下效果。
用于存儲圖像的存儲區(qū)能夠被降低至被確保的某一量或更小。
用于傳輸圖像的總線頻帶能夠被降低至被確保的某一量或更小。
能夠維持對于圖像中的任何被對準的部分區(qū)域的隨機存取特性。
能夠確保圖像的最小質(zhì)量和分辨率。
通過根據(jù)像素的亮度來改變分辨率的降低度，能夠抑制圖像質(zhì)量在感覺上的退化。
由于分辨率是可變的，以根據(jù)由圖像復(fù)雜度所確定的壓縮的困難等級來進行改變，因此能夠達到目標壓縮率，同時維持圖像質(zhì)量。
利用很小的電路資源就能夠?qū)崟r地執(zhí)行上述的處理。
對于本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來說應(yīng)理解的是，就所附權(quán)利要求或其等價物的范圍內(nèi)來說，根據(jù)設(shè)計需求或其他因素可以出現(xiàn)各種修改、組合、子組合以及替換方案。
權(quán)利要求
1.一種圖像信號處理設(shè)備，其包括至少一個第一信號處理單元，第二信號處理單元，以及由該第一信號處理單元以及該第二信號處理單元進行存取的存儲單元；其由該第一信號處理單元在其與存儲單元的接口部分處包括頻帶壓縮擴展單元，該頻帶壓縮擴展單元具有如下功能根據(jù)預(yù)定的頻帶壓縮方法對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，將該輸入圖像數(shù)據(jù)寫入存儲單元中，以及對從存儲單元中所讀取的壓縮過的數(shù)據(jù)進行擴展。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元以預(yù)定數(shù)目的像素的塊為單位對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。
3.如權(quán)利要求1所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元為達到目標壓縮率而執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過根據(jù)無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)通過無損壓縮不滿足目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元根據(jù)有損壓縮方法執(zhí)行壓縮處理。
4.如權(quán)利要求2所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元為達到目標壓縮率而針對每個塊執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過根據(jù)無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)無損壓縮不滿足目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元才根據(jù)有損壓縮方法執(zhí)行壓縮處理。
5.如權(quán)利要求2所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元針對每個塊改變要根據(jù)圖像的復(fù)雜性改變的像素的位分辨率。
6.如權(quán)利要求4所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元針對每個塊改變要根據(jù)圖像的復(fù)雜性改變的像素的位分辨率。
7.如權(quán)利要求5所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，當(dāng)降低像素的位分辨率時，所述頻帶壓縮擴展單元通過像素值確定，并且所述頻帶壓縮擴展單元使得低像素值的位分辨率比高像素值的位分辨率更難被降低。
8.如權(quán)利要求6所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，當(dāng)降低像素的位分辨率時，所述頻帶壓縮擴展單元通過像素值確定，并且所述頻帶壓縮擴展單元使得低像素值的位分辨率比高像素值的位分辨率更難被降低。
9.如權(quán)利要求1所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元以多個降低方案來對編碼量執(zhí)行試算，接著使其中的一種適于滿足目的，并且隨后通過該降低方案來執(zhí)行實際編碼。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，當(dāng)所有的降低方案都不好時，所述頻帶壓縮擴展單元存儲預(yù)定位的原始數(shù)據(jù)。
11.如權(quán)利要求1所述的圖像信號處理設(shè)備，其中，所述頻帶壓縮擴展單元以有限數(shù)目的像素的塊為單位執(zhí)行壓縮，并且在存儲單元中為每個塊將該有限數(shù)目的像素存儲在預(yù)定存儲區(qū)中。
12.一種照相機系統(tǒng)，其包括圖像捕獲捕獲單元，用于獲取對象的圖像并輸出圖像數(shù)據(jù)；以及圖像信號處理設(shè)備，用于對該圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的處理其中該圖像信號處理設(shè)備具有至少一個第一信號處理單元、第二信號處理單元以及存儲單元其中該存儲單元能夠由該第一信號處理單元以及該第二信號處理單元來進行存??；以及該第一信號處理單元在其與存儲單元的接口部分處包括頻帶壓縮擴展單元，該頻帶壓縮擴展單元具有如下功能通過預(yù)定的頻帶壓縮方法對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，將該輸入圖像數(shù)據(jù)寫入存儲單元中，以及對從該存儲單元中所讀取的壓縮過的數(shù)據(jù)進行擴展。
13.如權(quán)利要求12所述的照相機系統(tǒng)，其中，所述頻帶壓縮擴展單元以預(yù)定數(shù)目的像素的塊為單位對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮。
14.如權(quán)利要求12所述的照相機系統(tǒng)，其中，所述頻帶壓縮擴展單元為達到目標壓縮率執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過根據(jù)無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)無損壓縮不滿足目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元才根據(jù)有損壓縮方法執(zhí)行壓縮處理。
15.如權(quán)利要求13所述的照相機系統(tǒng)，其中，所述頻帶壓縮擴展單元為達到目標壓縮率而針對每個塊執(zhí)行頻帶壓縮處理；當(dāng)通過無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元執(zhí)行無損壓縮；以及只有當(dāng)無損壓縮不滿足目標壓縮率時，所述頻帶壓縮擴展單元根據(jù)有損壓縮方法執(zhí)行壓縮處理。
16.一種圖像信號處理方法，用于對圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行預(yù)定的壓縮處理，該方法包括如下步驟為了達到目標壓縮率，對于每個具有預(yù)定數(shù)目的像素的塊，對輸入圖像數(shù)據(jù)執(zhí)行頻帶壓縮處理，當(dāng)通過根據(jù)無損壓縮方法的壓縮處理而達到目標壓縮率時，執(zhí)行無損壓縮，以及只有當(dāng)無損壓縮不滿足目標壓縮率時，才根據(jù)有損壓縮方法執(zhí)行壓縮處理。
全文摘要
提供了一種圖像信號處理設(shè)備、方法及照相機系統(tǒng)，通過其可以執(zhí)行非常有效的接近于單路徑處理的處理，而不會降低圖片質(zhì)量，或者該處理不會花費太多時間，能夠確保壓縮率所需的容量以及最壞情況下的頻帶和存儲器，并且壓縮圖像數(shù)據(jù)時隨機存取特性并沒有受到削弱其中該設(shè)備具有至少一個第一信號處理單元、第二信號處理單元以及由該第一信號處理單元以及該第二信號處理單元進行存取的存儲單元；其中，該第一信號處理單元在其與存儲單元的接口部分處包括頻帶壓縮擴展單元，該頻帶壓縮擴展單元具有如下功能根據(jù)預(yù)定的頻帶壓縮方法對輸入圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，將該輸入圖像數(shù)據(jù)寫入存儲單元中，以及對從存儲單元中所讀取的壓縮過的數(shù)據(jù)進行擴展。
文檔編號H04N1/41GK1874409SQ20061009287
公開日2006年12月6日 申請日期2006年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月18日
發(fā)明者齊藤正剛, 津村武男 申請人:索尼株式會社