專(zhuān)利名稱(chēng)：基于可變圖像方格的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法，是基于可變圖像方格的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(簡(jiǎn)稱(chēng)EE-Moving)。屬于數(shù)字圖像處理及數(shù)字圖像壓縮領(lǐng)域。本發(fā)明可用于無(wú)線環(huán)境(衛(wèi)星、CDMA、GPRS等)下的數(shù)碼動(dòng)態(tài)圖像的壓縮、傳送、及解壓。
背景技術(shù)：
隨著技術(shù)的發(fā)達(dá)，已出現(xiàn)了各種通信手段。其中，最近倍受歡迎是移動(dòng)通信環(huán)境中利用衛(wèi)星、手機(jī)等的數(shù)據(jù)通信方法。
通信的對(duì)象也從原來(lái)的語(yǔ)音、文本擴(kuò)張到動(dòng)態(tài)圖像。與有線數(shù)據(jù)通信相比，在其用途性格上，移動(dòng)通信環(huán)境的終端機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境更加惡劣。因此，在無(wú)線環(huán)境下使用的動(dòng)態(tài)圖像壓縮編碼器，不僅要考慮其質(zhì)量問(wèn)題，還需考慮到文件的大小、機(jī)器的計(jì)算能力、電源消耗量等。
原有移動(dòng)通信環(huán)境中的動(dòng)態(tài)圖像傳送與存儲(chǔ)，都使用以固定圖像方格為基礎(chǔ)的動(dòng)態(tài)圖像解碼器。但是，以固定圖像方格為基礎(chǔ)的解碼器以過(guò)去使用在CD-ROM等光學(xué)存儲(chǔ)媒體上的運(yùn)算方法為基礎(chǔ)圖像壓縮比不夠高，因此，不太適用于移動(dòng)通信中。
在移動(dòng)通信環(huán)境中，有效傳送動(dòng)態(tài)圖像的技術(shù)具備的功能如下在通信的觀點(diǎn)上，不僅需要解碼，還需要在移動(dòng)通信環(huán)境中的終端機(jī)上編碼，因此，必須縮小容量與演算的規(guī)模。為此，需要具備如下條件。
第一，傳送數(shù)據(jù)的大小應(yīng)在限定的最大值條件下，傳送最小的數(shù)據(jù)。其理由是，有線通信以時(shí)間或帶寬為準(zhǔn)收費(fèi)，但在大部分國(guó)家移動(dòng)通信是以傳送數(shù)據(jù)的總量為準(zhǔn)收費(fèi)，并且經(jīng)營(yíng)者業(yè)務(wù)中的數(shù)據(jù)總量與經(jīng)營(yíng)費(fèi)用密切相關(guān)。
第二，數(shù)字演算要簡(jiǎn)單。移動(dòng)通信環(huán)境中的終端比有線通信環(huán)境中的終端要小，因此，中央處理設(shè)備的演算能力不如有線通信環(huán)境中的終端。而且，不可能連續(xù)供電，因此使用便攜式供電設(shè)備。但是復(fù)雜的演算需要大量電源，因此，移動(dòng)通信終端的使用時(shí)間受到很多限制。
第三，解碼、傳送、編碼的時(shí)間要短。在移動(dòng)通信環(huán)境的雙向傳送業(yè)務(wù)中，最具代表性的為可視電話。如果可視電話的解碼、傳送、編碼時(shí)間較長(zhǎng)，則無(wú)法保障有效的業(yè)務(wù)質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于可變圖像方格的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法，該方法可以實(shí)現(xiàn)上述要求。在本發(fā)明中將動(dòng)態(tài)圖像的基本-圖像方格設(shè)計(jì)成可變型，并提示無(wú)其他復(fù)雜修飾的動(dòng)態(tài)圖像運(yùn)算法則。此方法與基于固定圖像方格的MPEG系列或H.26X系列解碼器在如下方面具有不同點(diǎn)。
一、運(yùn)算方法，二、形成處理動(dòng)態(tài)圖像的基本單位-圖像方格的方法，三、結(jié)構(gòu)化處理動(dòng)態(tài)圖像的基本單位-圖像方格的方法，四、根據(jù)圖像方格的形態(tài)，取不同的屬性而進(jìn)行處理的方法，五、壓縮畫(huà)面內(nèi)畫(huà)像的方法，六、表現(xiàn)畫(huà)面間移動(dòng)的方法，下面結(jié)合附圖以具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為EE-Moving的工作原理示意圖；
圖2為說(shuō)明圖1EE-Moving動(dòng)態(tài)圖像壓縮流程圖；圖3A-圖3C是解釋圖像方格化的示意圖；圖4為實(shí)例畫(huà)面。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的EE-Moving的工作原理示意。包括將畫(huà)面的RGB信息變換為YUV420信息的裝置；分別存儲(chǔ)第一幀圖像與第二幀圖像的第一存儲(chǔ)器緩沖器1與第二存儲(chǔ)器緩沖器2；圖象方格編碼器；比較器和結(jié)構(gòu)化器；以及存儲(chǔ)已經(jīng)方格化編碼的數(shù)據(jù)的第三存儲(chǔ)緩沖器和第四存儲(chǔ)緩沖器。
下面參照?qǐng)D2說(shuō)明本發(fā)明的動(dòng)態(tài)數(shù)字圖像壓縮(EE-Moving)方法。
第1階段圖像信息的轉(zhuǎn)換將畫(huà)面的RGB信息變換為YUV420信息。YUV420信息可比RGB信息快速進(jìn)行圖像相似性比較。
第2階段幀圖像緩存器存貯將第一幀圖像與第二幀圖像各自存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器緩沖器1與第二存儲(chǔ)器緩沖器2中。
此時(shí)，1階段與2階段同時(shí)執(zhí)行。
第3階段幀圖像比較比較兩個(gè)緩存器中的圖像信息，以前一幀圖像作為后一幀圖形的基準(zhǔn)，找出在允許值內(nèi)的后一幀圖像與前一幀圖像的相同的區(qū)域(顏色和位置為變化的區(qū)域)、相似區(qū)域(顏色未變但位置變化的區(qū)域)和變化區(qū)域。
以實(shí)施例為準(zhǔn)，就出現(xiàn)如下現(xiàn)象。
1、在允許值內(nèi)的相同的區(qū)域(固定顏色信息的圖像)；2、相似的區(qū)域(位置信息的圖像)；3、不屬于上述兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的變化區(qū)域(顏色變化的圖像)；
第4階段 圖像方格結(jié)構(gòu)化形成可表示在第3階段按其屬性區(qū)分的區(qū)域的可變性圖像方格，并使它成為包含最少量正方形的圖像方格集合。下面進(jìn)行舉例說(shuō)明1.參見(jiàn)圖3A，在前一幀與后一幀內(nèi)按其屬性區(qū)分的區(qū)域分別進(jìn)行圖像方格結(jié)構(gòu)化(1)選取2×2圖像方格的圖案根據(jù)在Z、X方向上的傾斜在δx、Y方向上的傾斜δy等3個(gè)信息，在最能代表4種象素的平面上取近似值，稱(chēng)為圖像方格的描述值。
(2)參見(jiàn)圖3B。在同樣的位置上取4×4圖像方格，如果此圖像方格的描述值與2×2圖像方格的描述值都在設(shè)定范圍內(nèi)，則選取該4×4圖像方格。
(3)再參見(jiàn)圖3B，按同樣的原則將圖像選取為8×8，16×16等進(jìn)行圖像方格描述值的計(jì)算并與較小的圖像方格的描述值進(jìn)行比較后，如果兩個(gè)描述值在設(shè)定范圍內(nèi)，則盡量選擇較大的圖像方格。(目前，32×32為最大圖像平面)但是，在人物臉部的眼睛、眉毛等需要細(xì)微線條的部分應(yīng)適用較小的圖像方格，背景不太均勻的墻壁等應(yīng)適用較大的圖像方格。從而維持高壓縮率的同時(shí)，再現(xiàn)細(xì)微紋理。
2.參見(jiàn)圖3C，在圖像方格化后的前一幀與后一幀圖像進(jìn)行比較如圖3C所示，出現(xiàn)變化時(shí)，編碼器只選擇有變化的圖像方格(胳膊與其背景)。
第5階段，指定各個(gè)圖像方格的屬性。
允許值下相同的區(qū)域＝>固定顏色信息型，程序標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)相似的區(qū)域＝>位置信息型，沒(méi)有包含在兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的變更區(qū)域＝>變更顏色信息型，固定顏色信息型只在最初傳送到客戶機(jī)后不再傳送。
位置信息型在最初將顏色信息傳送到客戶機(jī)后，以后只傳送位置信息。
每次變更顏色信息將顏色信息傳送到客戶機(jī)，或傳送圖像方格的顏色表面公式。
第6階段將需要傳輸?shù)膱D像方格按其類(lèi)型形成屬性信息編碼。
當(dāng)在圖像中最大的具有固定顏色信息的圖像方格為8×8象素時(shí)其圖像方格符號(hào)化編碼舉例如下 以此類(lèi)推，在最大的圖像中最大的具有固定顏色信息的圖像方格為16×16、32×32，也可以用類(lèi)似的編碼表示。
第7階段把圖像信息分解為需要傳輸?shù)膱D像信息及以可變圖像方格的編碼的形式描述的圖像編碼存儲(chǔ)在緩存器內(nèi)并進(jìn)行傳輸達(dá)到了圖像壓縮的目的。
參見(jiàn)圖4，圖4的畫(huà)面為有助于理解本發(fā)明的方法。背景為大面積從右側(cè)上端到左側(cè)下端呈現(xiàn)梯度效果的綠色(表現(xiàn)為灰度變化)。
前景為紅色圓圈(顯示為深色)，此圓圈通過(guò)5個(gè)畫(huà)面，從右側(cè)上端移動(dòng)到左側(cè)下端，并假設(shè)其速度不同。
因梯度效果，背景沒(méi)有相同的區(qū)域。即，接近紅色(深色)圓圈的背景，通過(guò)各個(gè)畫(huà)面連續(xù)變化，而且因?yàn)榧俑邎A圈的速度不都不同，不存在任何與連續(xù)性有關(guān)的公式。
此時(shí)，可看到的最少圖像方格數(shù)有6個(gè)。
第一圖像方格 背景第二圖像方格 圓圈的中心-紅(深)色四方型第三、四、五、六圖像方格圓圈與背景相混合的領(lǐng)域，即，圍著圓圈中心四方型的上端、下端、右側(cè)、左側(cè)領(lǐng)域。以曲線為準(zhǔn)，里邊為紅色，外邊為持續(xù)變化的梯度效果的綠色。
第一圖像方格只傳送一次顏色信息后，不再傳送任何顏色信息。
(固定顏色信息型)第二圖像方格傳送一次顏色信息后，只傳送位置變更信息。
(位置信息型)第三、四、五、六圖像方格持續(xù)傳送新顏色信息。(變更顏色信息型)
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)態(tài)數(shù)字圖像壓縮(EE-Moving)方法，包括以下步驟對(duì)圖像信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將輸入圖像信息轉(zhuǎn)換成便于進(jìn)行圖像相似性比較的圖像信號(hào)；將變換后的一幀圖像與后一幀圖像分別存儲(chǔ)到兩個(gè)緩存器中；比較兩個(gè)緩存器中存儲(chǔ)的圖像信息，分出允許值下的相同區(qū)域、相似區(qū)域、以及變化區(qū)域；進(jìn)行圖像方格結(jié)構(gòu)化處理，將圖像分割為表示其改變區(qū)域的可變圖像方格，使圖像成為含有最少量正方形單位的圖像方格集合；對(duì)圖像方格進(jìn)行編碼；對(duì)編碼后的幀圖像進(jìn)行壓縮。
2.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于所述圖像信息的轉(zhuǎn)換是將圖像的RGB(紅綠藍(lán))信號(hào)轉(zhuǎn)換為YUV420信號(hào)。
3.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于所述幀圖像緩存器存貯是將第一幀圖像與第二幀圖像的圖像各自存儲(chǔ)在第一圖像緩存器(1)與第二圖像緩存器(2)中。
4.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于所述幀圖像比較是用來(lái)比較兩個(gè)圖像緩存器中的信息，在允許值下區(qū)分出相同的區(qū)域、相似的區(qū)域、改變的區(qū)域。
5.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于所述圖像方格結(jié)構(gòu)化是將圖像分割為表示其改變區(qū)域的可變圖像方格，使圖像成為含有最少量正方形單位的圖像方格集合。
6.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于采用了圖像方格分類(lèi)來(lái)指定各個(gè)圖像方格的屬性固定顏色信息型、位置信息型、變更顏色信息型。
7.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于所述圖像方格編碼按圖像方格類(lèi)型生成屬性信息，即固定顏色信息型、位置信息型、變更顏色信息型進(jìn)行編碼。
8.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(EE-Moving)，其特征在于所述幀圖像壓縮是將圖像信息分解成可變圖像方格的各個(gè)幀畫(huà)面存儲(chǔ)在圖像緩存器中，用編碼的方式表示實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖像信息的壓縮。
全文摘要
原有的mpeg或H.26X系列動(dòng)態(tài)圖像壓縮編碼器，是基于固定的圖像方格來(lái)提取及處理有關(guān)顏色、形狀、變動(dòng)的信息。與此不同的是，本發(fā)明提出一種動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法(簡(jiǎn)稱(chēng)為EE－Moving)該動(dòng)態(tài)圖像壓縮方法隨著畫(huà)面顏色的變化，隨機(jī)地形成可變圖像方格從而高速、有效地壓縮動(dòng)態(tài)圖像。本發(fā)明可用于無(wú)線環(huán)境(衛(wèi)生、CDMA、等)下的數(shù)字動(dòng)態(tài)圖像的壓縮、傳送、及解壓。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1516461SQ03100410
公開(kāi)日2004年7月28日 申請(qǐng)日期2003年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月10日
發(fā)明者孫順姬 申請(qǐng)人:孫順姬