图像压缩系统与方法技术方案

本发明专利技术提供一种图像压缩系统与方法。图像压缩系统包括一运算单元与一比较单元。运算单元的运作包括：对一子画面进行一方向误差估算以求出多个方向误差；将这些方向误差送入该比较单元以找出最小与最大的方向误差；根据上述最小与最大的方向误差进行一方向性评估以找出多个高可能性编码型式；以及对这些高可能性编码型式与至少一个常设编码型式进行一编码型式评估以便从其中选出最佳编码型式于实际编码压缩该子画面时参照使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像压缩技术，特别涉及进阶视频编码(advanced video coding, AVC)技术。
技术介绍
进阶视频编码(AVC)包括H. 264等标准，通常以宏块(16x16像素，Macro-block， MB)为处理单位，在内部预测(Intra Prediction)中对各宏块采用I4MB、I8MB、或I16MB编码。除了 I16MB编码是对整个宏块16x16像素进行编码，其他I4MB与I8MB编码必须 更把一宏块分为更小区块(以下说明书称之为子画面，sub-image)，并提供多种编码型式 (encoding types)供各个子画面选择使用。图1A、图IB分别图解I4MB、I8MB编码对一宏 块的子画面分割。如图IA所示，I4MB编码将一宏块分为16个子画面，各子画面包括虹4 像素。实际压缩前，各个4x4像素子画面需对I4MB技术所提供的所有编码型式进行评估， 以分别自其中选出自身所适合的编码型式。另外参考图1B，其中I8MB编码将一宏块分为4 个子画面，各子画面包括8x8像素。同样地，实际压缩前，各个8x8像素子画面需对I8MB技 术所提供的所有编码型式进行评估，以分别自其中选出自身所适合的编码型式。编码型式的选择通常与子画面中像素数据的方向性有关。图2图解I4MB编码的9 种编码型式，标号为0... 8，分别为垂直方向(90度方向)编码型式、水平方向(0度方向) 编码型式、均值(mean)编码型式、45度方向编码型式、135度方向编码型式、112. 5度方向编 码型式、157. 5度方向编码型式、67. 5度方向编码型式、与22. 5度方向编码型式。I8MB也具 有同样9种方向的编码型式。多样化的编码型式虽然可以提升画面压缩品质及压缩效率， 避免画面失真，却相当浪费运算资源。因为，在传统技术中，通常需将所有编码型式都模拟 一次，再选择效果最好的编码型式实际编码。如何减轻上述编码型式模拟所耗费的时间与 资源，为本
一项重要课题。
技术实现思路
本专利技术提供一种图像压缩系统与图像压缩方法。本专利技术的图像压缩系统包括一运算单元与一比较单元。运算单元的运作包括对 一子画面进行一方向误差估算以求出多个方向误差；将这些方向误差送入该比较单元以找 出最小与最大的方向误差；根据该比较单元所提供的上述最小与最大的方向误差进行一方 向性评估以找出多个高可能性编码型式；以及对这些高可能性编码型式与至少一个常设编 码型式(default mode)进行一编码型式评估以自其中选出最佳编码型式于实际编码压缩 该子画面时参照使用。此外，本专利技术的图像压缩方法包括对一子画面进行一方向误差估算以求出多个 方向误差；比较这些方向误差以找出最小与最大的方向误差；根据上述最小与最大的方向 误差进行一方向性评估以找出多个高可能性编码型式；对这些高可能性编码型式与至少一个常设编码型式进行一编码型式评估以自其中选出最佳编码型式；以及参照该最佳编码型 式以实际编码压缩该子画面。本专利技术尚有许多实施方式。以下举例说明。附图说明图1A、图IB分别图解I4MB、18MB编码对一宏块的子画面分割；图2图解I4MB编码的9种编码型式；图3图解本申请的图像压缩技术；图4以方块解该芯片；图5、图6分别用来辅助说明I4MB与I8MB编码技术；图7图解本申请比较单元的一种实施方式；图8A、图8B图解比较器700于第一、第二轮比较动作下信号的状况；图9A、图9B与图10A、图IOB举例说明方向性评估306 —种实施方式的评估结果； 以及图11以一表格列举上述方向性评估306 —种实施方式的结果。主要元件符号说明302 方向误差估算；304 方向误差比较；306 方向性评估；308 编码型式评估；400 AVC 芯片；402 运算单元；404 比较单元；700 比较单元；702、704 比较器；706. . . 720 多工器；722. · · 728 暂存器；730、732 反相器；D&、DE1,腿3与Effi4 第一...第四方向误差；Max(方向误差) 方向误差估算302所得到的方向误差中最大值；Max(DE0, DE1) 第一、第二方向误差中较大值；Max(DE3,DE4) 第三、第四方向误差中较大值；^Max(DE0, DE1, DE3, DE4) 第一 · · ·第四方向误差中最大值；min(方向误差) 方向误差估算302所得到的方向误差中最小值；min(DE0, DE1) 第一、第二方向误差中较小值；min(DE3, DE4) 第三、第四方向误差中较小值；min (DE0, DE1, DE3, DE4) 第一 · · ·第四方向误差中最小值；MDD 最大方向强度编码型式；LDD 最小方向强度编码型式；LDD ± 最小强度垂直方向编码型式；P(x，y) 像素I纹据，其中X与y为变数；P P Γ0· · · Γ4 第一 · ·第五参考数据；P (0,0) r0 ..P (0.0)Γ4-宏块内第一 4x4像素的第一...第五参考类女据P (1,0) r0 ..P (1.0)Γ4-宏块内第二 4x4像素的第一...第五参考类女据P (0,1) r0 ..P (0.1)Γ4-宏块内第三4x4像素的第一...第五参考类女据P (1,1) rO · ·P (I'D Γ4-宏块内第四4x4像素的第一...第五参考类女据Qq· · · Q4 第一 ·..第五中继数据； x、y 子画面的水平、垂直方向。具体实施方式图3图解本申请的图像压缩技术，可在实际压缩编码前以较高的效率选择出适合 的编码型式。以进阶视频编码(AVC)技术为例，图3所示之内容适用其I4MB编码、或I8MB 编码。在I4MB编码下，子画面包括4x4像素。在I8MB编码下，子画面包括8x8像素。如图所示，本图像压缩技术接收子画面(ηχη像素)的像素数据后，会对其进行一 方向误差估算302，以求出多个方向误差，其中，这些方向误差反应该子画面像素数据的方 向性。方向误差比较304负责找出这些方向误差的最小值min (方向误差)与最大值Max (方 向误差)。方向性评估306根据最小与最大的上述方向误差min(方向误差)与Max(方向 误差)找出多个高可能性编码型式。这些高可能性编码型式加上常设编码型式后，可统称 为候选编码型式，其中，常设编码型式可为均值编码型式(如图2标号2的编码型式)或其 它编码型式，可由使用者自由设定的以得到最佳的图像压缩品质。编码型式评估308负责 评估这些候选编码型式以自其中选出最佳编码型式，其中，评估方式包括模拟每一候选编 码型式的压缩程序，以其中效果最好者作为最佳编码型式，可被推荐用于实际压缩中。上述技术可以一芯片、或以一计算机系统实现。图4以方块解芯片实施方式的架构。进阶视频编码AVC芯片400包括一运算 单元402与一比较单元404。运算单元402具有多种功能，包括图3的方向误差估算302、 方向性评估306、编码型式评估308功能。这些功能可以硬件电路实现于AVC芯片400内； 或者，在SOC技术中，可以用软件及硬件共同处理方式，以软件方式实现上述部分功能，其 余交由AVC芯片400内的处理器执行。比较单元404则负责执行图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像压缩系统，包括：　　一运算单元，对一子画面进行一方向误差估算以求出多个方向误差，将这些方向误差送入一比较单元以找出最小与最大的方向误差，根据该比较单元所提供的上述最小与最大的方向误差进行一方向性评估以找出多个高可能性编码型式，以及对这些高可能性编码型式与至少一个常设编码型式进行一编码型式评估以从其中选出最佳编码型式于实际编码压缩该子画面时参照使用；以及　　上述比较单元。

【技术特征摘要】
1.一种图像压缩系统，包括一运算单元，对一子画面进行一方向误差估算以求出多个方向误差，将这些方向误差 送入一比较单元以找出最小与最大的方向误差，根据该比较单元所提供的上述最小与最大 的方向误差进行一方向性评估以找出多个高可能性编码型式，以及对这些高可能性编码型 式与至少一个常设编码型式进行一编码型式评估以从其中选出最佳编码型式于实际编码 压缩该子画面时参照使用；以及上述比较单元。2.如权利要求1所述的图像压缩系统，其中上述方向误差包括一第一方向误差、一第 二方向误差、一第三方向误差、以及一第四方向误差。3.如权利要求2所述的图像压缩器，其中，该比较单元包括一第一比较器与一第二比 较器，且以两轮比较动作找出上述方向误差中最小与最大值，其中在第一轮比较动作中，该第一比较器比较上述第一与第二方向误差，且该第二比较器 比较上述第三与第四方向误差，上述第一与第二方向误差中较小值为一第一数值、且较大 值为一第二数值，上述第三与第四方向误差中较小值为一第三数值、且较大值为一第四数 值；且在第二轮比较动作中，该第一比较器比较上述第一数值与第三数值以得到上述第一、 第二、第三与第四方向误差中最小值，且该第二比较器比较上述第二数值与第四数值以得 到上述第一、第二、第三与第四方向误差中最大值。4.如权利要求2所述的图像压缩系统，其中，上述第一方向误差与一垂直方向编码型 式有关，上述第二方向误差与一水平方向编码型式有关。5.如权利要求4所述的图像压缩系统，其中上述第三方向误差与一45度方向编码型式 有关，且上述第四方向误差与一 135度方向编码型式有关。6.如权利要求5所述的图像压缩系统，其中该运算单元还将上述第三与第四方向误差 进行权重调整后，将其输入该比较单元，以便与上述第一与第二方向误差进行比较。7.如权利要求1所述的图像压缩系统，其中该运算单元经上述方向性评估所得到的上 述高可能形编码型式包括一最大方向强度编码型式，该最大方向强度编码型式为与上述 方向误差中最小值相关的编码型式。8.如权利要求1所述的图像压缩系统，其中该运算单元经上述方向性评估所得到的上 述高可能性编码型式包括一最小强度垂直方向编码型式，该最小强度垂直方向编码型式 的编码方向垂直一最小方向强度编码型式的编码方向，且该最小方向强度编码型式为与上 述方向误差中最大值相关的编码型式。9.如权利要求1所述的图像压缩系统，其中该运算单元经上述方向性评估所得到的上 述高可能性编码包括编码方向位于一最大方向强度编码型式与一最小强度垂直方向编码 型式之间的至少一个编码型式，其中该最大方向强度编码型式为与上述方向误差中最小值相关的编码型式；且该最小强度垂直方向编码型式的编码方向垂直一最小方向强度编码型式的编码方向， 且该最小方向强度编码型式为与上述方向误差中最大值相关的编码型式。10.如权利要求1所述的图像压缩系统，其中该常设编码型式包括一均值编码型式。11.如权利要求5所述的图像压缩系统，其中该子画面包括一4x4像素。12.如权利要求11所述的图像压缩系统，其中，该运算单元于上述方向误差估算中以 该子画面中第一列第一行、第一列第二行以及第二列第一行的像素数据组成一第一参考数 据，以第一列第三行、第一列第四行以及第二列第四行的像素数据组成一第二参考数据，以 第三列第一行、第四列第一行以及第四列第二行的像素数据组成一第三参考数据，以第三 列第四行、第四列第三行以及第四列第四行的像素数据组成一第四参考数据，以第二列第 二行、第二列第三行、第三列第二行以及第三列第四行的像素数据组成一第五参考数据，并 且根据上述第一、第二、第三与第四参考数据组成上述第一与第二方向误差，根据上述第 二、第三与第五参考数据组成上述第三方向误差，且根据上述第一、第四与第五参考数据组 成上述第四方向误差。13.如权利要求12所述的图像压缩系统，其中，上述参考数据是由该子画面中的像素 值利用权重方式组合而成。14.如权利要求5所述的图像压缩系统，其中该子画面包括四个4x4像素所组成的一 8x8像素。15.如权利要求14所述的图像压缩系统，其中，该运算单元于上述方向误差估算中针 对上述各4x4像素，以其中第一列第一行、第一列第二行以及第二列第一行的像素数据组 成一第一参考数据，以第一列第三行、第一列第四行以及第二列第四行的像素数据组成一 第二参考数据，以第三列第一行、第四列第一行以及第四列第二行的像素数据组成一第三 参考数据，以第三列第四行、第四列第三行以及第四列第四行的像素数据组成一第四参考 数据，以第二列第二行、第二列第三行、第三列第二行以及第三列第四行的像素数据组成一 第五参考数据，并且根据该子画面中第一 4x4像素的上述第一、第二、第三与第五参考数据 组成一第一中继数据，根据该子画面中第二 4x4像素的上述第一、第二、第四与第五参考数 据组成一第二中继数据，根据该子画面中第三4x4像素的上述第一、第三、第四与第五参考 数据组成一第三中继数据，根据该子画面中第四4x4像素的上述第二、第三、第四与第五参 考数据组成一第四中继数据，并且根据上述第一 4x4像素的第四参考数据、上述第二 4x4 像素的第三参考数据、上述第三4x4像素的第二参考数据与上述第四4x4像素的第一参考 数据组成一第五中继数据，并且根据上述第一、第二、第三与第四中继数据组成上述第一与 第二方向误差，根据上述第二、第三与第五中继数据组成上述第三方向误差，且根据上述第 一、第四与第五中继数据组成上述第四方向误差。16.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志豪，周凡迪，傅秉忠，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]