專利名稱：影像處理裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像處理，特別是有關(guān)于一種適用于動(dòng)畫專家群(MovingPicture Experts Group；以下簡(jiǎn)稱MPEG)的編/譯碼(coding/decoding；codec)的影像處理裝置及方法。
背景技術(shù)：
MPEG-4為一種影像壓縮標(biāo)準(zhǔn)，用以傳輸及控制多媒體的視訊數(shù)據(jù)。目前許多新興的產(chǎn)品均有支持MPEG格式的數(shù)據(jù)，例如數(shù)字電視機(jī)上盒(digitaltelevision set-top box)、數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)(Digital Satellite System；DSS)、高分辨率電視、譯碼器、多樣化數(shù)字光驅(qū)(Digital Versatile Disk player；DVD player)、視訊會(huì)議(video conferencing)、網(wǎng)絡(luò)影像(internet video)…等。由于上述產(chǎn)品是利用MPEG技術(shù)來(lái)進(jìn)行影像壓縮，故只需較小的儲(chǔ)存空間便可儲(chǔ)存影像。此外，亦僅需較小的頻寬即可傳輸影像。
圖1為公知影像壓縮裝置。其包括離散余弦轉(zhuǎn)換處理器(Discrete CosineTransform Operator；以下簡(jiǎn)稱DCT處理器)13以及量化器(quantizer)14。DCT處理器13用以執(zhí)行離散余弦轉(zhuǎn)換(Discrete Cosine Transform；以下簡(jiǎn)稱DCT)。量化器14用以量化DCT系數(shù)。公知影像壓縮裝置也提供一回授路徑。該回授路徑是由反向量化器15、反向DCT處理器16、加法器17、切換式邏輯單元12、19，以及減法器11所構(gòu)成。公知影像壓縮裝置具有影像內(nèi)存18，用以擷取(extract)移動(dòng)向量(motion vector)V。另外，公知影像壓縮裝置更包括編碼控制器10，用以控制量化器14，以及切換式邏輯單元12、19。
DCT處理器13可處理影像尺寸為N×N的影像輸入數(shù)據(jù)。公知影像壓縮裝置的DCT處理程序是利用行列分解(row-column decomposition)的方式處理及轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)，如圖2所示。行列分解(row-column decomposition)方法利用DCT核(kernel)的特性以降低乘法運(yùn)算的次數(shù)。經(jīng)過(guò)行列分解處理之后，DCT處理器13將轉(zhuǎn)換后的N×N數(shù)據(jù)方塊輸出至量化器14。
在行列分解時(shí)，先提供N×N影像數(shù)據(jù)中的列方向影像數(shù)據(jù)至第一方向DCT處理器131。第一方向DCT處理器131會(huì)將處理后的列方向影像數(shù)據(jù)暫存在換位內(nèi)存(transposition memory)132。然后再以行方向讀取第一方向DCT處理器131處理過(guò)的影像數(shù)據(jù)，并提供至第二方向DCT處理器133，使其處理行方向的影像數(shù)據(jù)。由于DCT處理器使用許多快速的算法來(lái)提高整體效能，因而降低DCT運(yùn)算中的乘法器數(shù)量。
圖3為公知影像壓縮方法的時(shí)序圖。以8×8影像區(qū)塊為例。在公知DCT運(yùn)算的行列分解中，當(dāng)DCT處理器對(duì)8×8的影像區(qū)塊執(zhí)行完第一及第二方向的DCT運(yùn)算后，量化器才會(huì)開(kāi)始量化DCT系數(shù)。另外，當(dāng)8×8的影像區(qū)塊量化完后，逆量化器(dequantizer)才會(huì)被致能。當(dāng)逆量化器輸出逆量化的結(jié)果后，反向DCT處理器開(kāi)始進(jìn)行反向(inverse)DCT運(yùn)算。如圖3所示，DCT處理器、量化器、逆量化器，以及反向DCT處理器是各自操作在不同的階段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種影像處理裝置，用以處理影像區(qū)塊。影像區(qū)塊系被分割多成個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段。該多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段是以一第一方向排列。本發(fā)明的影像處理裝置，包括一正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊，依序?qū)⒃摱鄠€(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成多個(gè)以一第二方向排列的第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序?qū)⒃摱嗟谝晦D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以該第二方向排列的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，最后依序輸出上述該多第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
本發(fā)明另提供一種影像處理裝置，用以處理影像區(qū)塊。影像區(qū)塊是被分割成多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段。該多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段是以第一方向排列。本發(fā)明的影像處理裝置，包括正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊、量化器、逆量化器，以及反向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊。正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊依序?qū)⒃摱鄠€(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成多個(gè)以一第二方向排列的第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序?qū)⒃摱鄠€(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以該第二方向排列的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，最后依序輸出該多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。量化器個(gè)別地量化該多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，并依序產(chǎn)生多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段。逆量化器個(gè)別地逆量化該多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段，并依序地產(chǎn)生多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段。反向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊依序地將該多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成多個(gè)以第一方向排列的第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序地將該多個(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成以第一方向排列的多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，再依序地輸出該多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
本發(fā)明另提供一種影像處理方法，包括，提供一影像區(qū)塊，該影像區(qū)塊是被分割成多個(gè)以一第一方向排列的第一數(shù)據(jù)區(qū)段；依序離散余弦轉(zhuǎn)換該多第一數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，其中該第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊是被分割成多個(gè)一第二方向排列的第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；依序離散余弦轉(zhuǎn)換該多個(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)以該第二方向排列的第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，并依序輸出該多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；個(gè)別地量化該多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段；個(gè)別地逆量化該多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段；依序反向離散余弦轉(zhuǎn)換該多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生一第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，其中該第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段是被分割成多個(gè)以該第一方向排列的第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；依序反向離散余弦轉(zhuǎn)換該多個(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)以該第一方向排列的第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；以及依序地輸出該多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
本發(fā)明另提供一種影像處理裝置，包括，一用以提供一影像區(qū)塊的裝置，影像區(qū)塊是被分割成多個(gè)以第一方向排列的第一數(shù)據(jù)區(qū)段；一用以離散余弦轉(zhuǎn)換的裝置，根據(jù)該多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段產(chǎn)生多個(gè)以第二方向排列的第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，該用以離散余弦轉(zhuǎn)換的裝置也將該多個(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成以第二方向排列的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；一用以依序地輸出的裝置，用來(lái)輸出該多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；一用以個(gè)別地量化的裝置，用來(lái)量化該多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以依序地產(chǎn)生多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段；一依序地逆量化的裝置，用來(lái)逆量化該多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以依序地產(chǎn)生多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段；一依序地反向離散余弦轉(zhuǎn)換的裝置，用以根據(jù)該多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段產(chǎn)生多個(gè)以第一方向排列的第三數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第二數(shù)據(jù)區(qū)塊，該依序地反向離散余弦轉(zhuǎn)換的裝置是根據(jù)該多個(gè)第三數(shù)據(jù)區(qū)產(chǎn)生多個(gè)以第一方向排列的第四數(shù)據(jù)區(qū)段；以及一輸出該多個(gè)第四數(shù)據(jù)區(qū)段的裝置。
本發(fā)明可以降低效能延遲(performance latency)。另外，在進(jìn)入FDCT模塊之前的數(shù)據(jù)傳輸系列數(shù)據(jù)區(qū)段的傳輸，而FDCT模塊與IDCT模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸則是行數(shù)據(jù)區(qū)段，然后，在IDCT處理器處理之后，則是列數(shù)據(jù)區(qū)段。因此，可以降低傳輸數(shù)據(jù)的大小，并且達(dá)到數(shù)據(jù)平行處理的目的，以改善影像處理的效能。


圖1為公知影像壓縮裝置的示意圖。
圖2為公知行列分解方法的DCT運(yùn)算的方塊圖。
圖3為公知影像壓縮方法的時(shí)序圖。
圖4為本發(fā)明的影像編碼裝置的一實(shí)施例。
圖5為本發(fā)明的影像編碼裝置的另一實(shí)施例。
圖6顯示一影像壓縮方法的流程圖。
圖7為本發(fā)明的影像壓縮方法的時(shí)序圖。
10編碼控制器11、273減法器12、19切換式邏輯單元13DCT處理器14、22、25量化器15反向量化器16反向DCT處理器 17、275加法器
18影像內(nèi)存 131第一方向DCT處理器132換位內(nèi)存 133第二方向DCT處理器20A、20B移動(dòng)估計(jì)處理器 21FDCT模塊23掃描裝置 24可變長(zhǎng)度編碼裝置26反向DCT模塊 271內(nèi)存201影像區(qū)段 203行數(shù)據(jù)區(qū)段204已量化數(shù)據(jù)區(qū)段 205已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊206已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段 208列數(shù)據(jù)區(qū)段V移動(dòng)向量 CD壓縮數(shù)據(jù)DI視訊數(shù)據(jù)具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供一種MPEG裝置及方法，用來(lái)對(duì)具有MPEG壓縮格式的視訊數(shù)據(jù)(video data)進(jìn)行編/譯碼。MPEG壓縮格式包括MPEG-1、MPEG-2以及MPEG-4等標(biāo)準(zhǔn)。
圖4為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例所述的影像編碼裝置。影像編碼裝置包括移動(dòng)估計(jì)處理器(motion estimation processor)20A、正向離散余弦轉(zhuǎn)換(forwarddiscrete cosine transform；以下簡(jiǎn)稱FDCT)模塊21、量化器22、掃描裝置23，以及可變長(zhǎng)度編碼(variable length coding；VLC)裝置24。
移動(dòng)估計(jì)處理器20A根據(jù)視訊數(shù)據(jù)DI產(chǎn)生一影像尺寸為N×N的影像區(qū)塊。移動(dòng)估計(jì)處理器20A可將N×N影像區(qū)塊直接地輸出至FDCT模塊21，或是將N×N影像區(qū)塊分割成多個(gè)影像區(qū)段201后，再輸出至FDCT模塊21。
FDCT模塊21對(duì)移動(dòng)估計(jì)處理器20A所輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行DCT運(yùn)算。DCT運(yùn)算類似離散傅立葉轉(zhuǎn)換(Fourier Transformation；FFT)，而影像數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)DCT運(yùn)算后，被轉(zhuǎn)換成DCT系數(shù)，因此得以使用頻率成分來(lái)表示影像。在一些實(shí)施例中，F(xiàn)DCT模塊21通過(guò)行列分解對(duì)移動(dòng)估計(jì)處理器20A所輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行DCT運(yùn)算。當(dāng)FDCT模塊21接收到N×N影像區(qū)塊時(shí)，會(huì)先利用第一方向DCT運(yùn)算對(duì)N×N影像區(qū)塊的列數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后，再以行方向讀取經(jīng)過(guò)第一方向DCT運(yùn)算的已轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換區(qū)塊，并利用第二方向DCT運(yùn)算對(duì)讀取出來(lái)的已轉(zhuǎn)換區(qū)塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)?shù)诙较駾CT運(yùn)算轉(zhuǎn)換完一個(gè)行數(shù)據(jù)區(qū)段時(shí)，F(xiàn)DCT模塊21會(huì)將轉(zhuǎn)換后的行數(shù)據(jù)區(qū)段203依序地輸出至量化器22。在一些實(shí)施例中，第一方向是垂直于第二方向，例如，第一方向?yàn)榱蟹较?，而第二方向?yàn)樾蟹较颉?br> 若FDCT模塊21所接收的數(shù)據(jù)為影像區(qū)段201時(shí)，則第一方向DCT運(yùn)算會(huì)對(duì)影像區(qū)段201進(jìn)行列轉(zhuǎn)換。當(dāng)N×N影像區(qū)塊中的所有影像區(qū)段201均被第一方向DCT運(yùn)算轉(zhuǎn)換完畢后，則以行方向讀取轉(zhuǎn)換后的影像區(qū)段201。接著再利用第二方向的DCT運(yùn)算對(duì)轉(zhuǎn)換后的影像區(qū)段201進(jìn)行行轉(zhuǎn)換。當(dāng)?shù)诙较駾CT運(yùn)算進(jìn)行完一個(gè)行數(shù)據(jù)區(qū)段的轉(zhuǎn)換時(shí)，F(xiàn)DCT模塊21會(huì)將轉(zhuǎn)換后的行數(shù)據(jù)區(qū)段203輸出至量化器22。在一些實(shí)施例中，F(xiàn)DCT模塊21將所接收到的影像區(qū)段先行整合成一N×N影像區(qū)塊，然后再執(zhí)行上述的第一及第二方向DCT運(yùn)算。
量化器22通過(guò)將某些范圍中的振幅強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成量化級(jí)距(quantizationlevel)集合中的某一級(jí)距，以減少代表行數(shù)據(jù)區(qū)段203的頻段(frequency bin)所需的總信息量。每一系數(shù)是采用不同的量化方式，而采用何種量化方式則是根據(jù)該系數(shù)所代表的影像區(qū)塊中的空間頻率(spatial frequency)來(lái)決定的。由于高頻噪聲較低頻噪聲不易被發(fā)覺(jué)，故于高頻系數(shù)中可以容忍較高的量化誤差。在一些實(shí)施例中，量化器22個(gè)別地量化數(shù)個(gè)轉(zhuǎn)換后的行數(shù)據(jù)區(qū)段203，并且利用該多個(gè)被量化后的數(shù)據(jù)區(qū)段產(chǎn)生一對(duì)應(yīng)的已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊205。
在量化后，掃描裝置23會(huì)根據(jù)一預(yù)設(shè)方向，掃描具有DCT系數(shù)的量化數(shù)據(jù)區(qū)塊205。舉例而言，利用斜向掃描(zigzag scanning)方式或其它方式，可以將已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊205由二維數(shù)組轉(zhuǎn)換成已量化系數(shù)序列。斜向掃描所產(chǎn)生的系數(shù)序列(serial strings)是通過(guò)計(jì)算在一個(gè)非零系數(shù)之前的零系數(shù)的數(shù)量來(lái)加以編碼，此編碼可以是行程編碼(run length coding)，以及霍夫曼編碼(Huffman coding)。利用可變長(zhǎng)度編碼裝置24來(lái)結(jié)合并編碼行程值(run-lengthvalue)與非零系數(shù)的值(其中零系數(shù)系位于此非零系數(shù)之前)，以產(chǎn)生壓縮數(shù)據(jù)CD?？勺冮L(zhǎng)度編碼裝置24是利用零項(xiàng)的短編碼長(zhǎng)度相較于長(zhǎng)編碼長(zhǎng)度更有可能出現(xiàn)，而小系數(shù)相較于大系數(shù)更有可能發(fā)生的事實(shí)來(lái)執(zhí)行編碼?？勺冮L(zhǎng)度編碼是根據(jù)每一零行程(zero-run-length)/非零系數(shù)值組合的預(yù)計(jì)出現(xiàn)頻率來(lái)分配具有不同長(zhǎng)度的碼。較常見(jiàn)的組合是使用短碼字符(short code words)，而較不常用的組合則是使用長(zhǎng)碼字符(long code words)。其它所有的組合則是通過(guò)結(jié)合一逸出碼(escape code)以及兩個(gè)固定長(zhǎng)度的碼來(lái)加以編碼，其中兩個(gè)固定長(zhǎng)度的碼分別是一個(gè)6位的字符以表示行程(run-length)，以及一個(gè)12位的字符以表示系數(shù)值。
圖5為影像編碼裝置的另一實(shí)施例。為簡(jiǎn)化說(shuō)明，圖4及圖5中，相同的組件是以相同符號(hào)表示。如圖所示，在移動(dòng)估計(jì)處理器20B與量化器22之間加入一回授路徑?；厥诼窂桨ǚ聪蛄炕?5，以及反向DCT模塊26。移動(dòng)估計(jì)處理器20B包括內(nèi)存271、減法器273，以及加法器275。內(nèi)存271用以儲(chǔ)存參考數(shù)據(jù)。減法器273用以決定輸入視訊數(shù)據(jù)DI與參考數(shù)據(jù)之間的差距。加法器275將參考數(shù)據(jù)與IDCT模塊26的輸出數(shù)據(jù)相加，并利用相加后的結(jié)果，更新內(nèi)存271中的參考數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，移動(dòng)估計(jì)處理器20B是根據(jù)視訊數(shù)據(jù)DI與參考數(shù)據(jù)之間的差距，決定視訊數(shù)據(jù)DI的壓縮模式。
量化器22個(gè)別地量化轉(zhuǎn)換后的多個(gè)行數(shù)據(jù)區(qū)段203，并利用多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段204來(lái)產(chǎn)生一已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊205。在一些實(shí)施例中，已量化數(shù)據(jù)區(qū)段204可為已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊205中的行數(shù)據(jù)。
反向量化器25個(gè)別地將已量化數(shù)據(jù)區(qū)段204逆量化，并將所產(chǎn)生的已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段206依序地輸出至IDCT模塊206。已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段206是構(gòu)成一已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)塊。在一些實(shí)施例中，已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段206可為已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)塊中的行數(shù)據(jù)。
IDCT模塊26依序地接收已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段206，并通過(guò)行列分解，來(lái)對(duì)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段206執(zhí)行反向DCT。通過(guò)第一方向反向DCT運(yùn)算，將已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段206(即已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)塊的行數(shù)據(jù)區(qū)段)，在行方向上做轉(zhuǎn)換，接著再以列方向來(lái)讀取已經(jīng)第一方向轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)區(qū)塊，然后，再利用第二方向反向DCT運(yùn)算來(lái)轉(zhuǎn)換所讀取到的列數(shù)據(jù)區(qū)段。當(dāng)通過(guò)第二方向反向DCT運(yùn)算對(duì)一個(gè)列數(shù)據(jù)區(qū)段完成轉(zhuǎn)換之后，IDCT模塊26便輸出轉(zhuǎn)換后的列數(shù)據(jù)區(qū)段208至移動(dòng)估計(jì)處理器20B。在一些實(shí)施例中，加法器275將轉(zhuǎn)換后的列數(shù)據(jù)區(qū)段208與參考數(shù)據(jù)相加，并根據(jù)相加結(jié)果，更新內(nèi)存271中的數(shù)據(jù)。
當(dāng)FDCT模塊21及IDCT模塊26執(zhí)行行列分解運(yùn)算時(shí)，F(xiàn)DCT模塊21是先執(zhí)行列方向運(yùn)算，然后再執(zhí)行行方向運(yùn)算，而IDCT模塊26則是先執(zhí)行行方向運(yùn)算，然后再執(zhí)行列方向運(yùn)算。因此，輸入至FDCT模塊21的數(shù)據(jù)區(qū)段為列數(shù)據(jù)區(qū)段，而從FDCT模塊21輸出的數(shù)據(jù)區(qū)段為行數(shù)據(jù)區(qū)段。另外，輸入至IDCT模塊26的數(shù)據(jù)區(qū)段為行數(shù)據(jù)區(qū)段，而從IDCT模塊26輸出的數(shù)據(jù)區(qū)段為列數(shù)據(jù)區(qū)段。因此，被FDCT模塊21處理過(guò)的數(shù)據(jù)為行數(shù)據(jù)區(qū)段，而被IDCT模塊26處理過(guò)的數(shù)據(jù)為列數(shù)據(jù)區(qū)段。因此，管線單元(pipeline units)變成來(lái)自8×8數(shù)據(jù)區(qū)塊的八個(gè)元素(elements)，而每一功能方塊輸出8個(gè)已執(zhí)行的單元至下一步驟，而不需等到8×8個(gè)單元都處理過(guò)后才輸出，因而減少數(shù)據(jù)處理時(shí)間。
如圖5所示，移動(dòng)估計(jì)處理器20B與FDCT模塊21之間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)區(qū)段201為列數(shù)據(jù)區(qū)段，而在IDCT模塊26與移動(dòng)估計(jì)處理器20B之間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)區(qū)段208亦為列數(shù)據(jù)區(qū)段，在FDCT模塊21與量化器22之間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)區(qū)段203為行數(shù)據(jù)區(qū)段，而在量化器22與反向量化器25之間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)區(qū)段204亦為行數(shù)據(jù)區(qū)段，在反向量化器25與IDCT模塊26之間所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)區(qū)段206亦為行數(shù)據(jù)區(qū)段。另外，IDCT模塊26所輸出的數(shù)據(jù)區(qū)段208與視訊數(shù)據(jù)DI是同時(shí)輸入至移動(dòng)估計(jì)處理器20B。
圖6顯示一影像壓縮方法的流程圖。首先，根據(jù)輸入視訊數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)產(chǎn)生一影像區(qū)塊(S1)。然后，使用行列分解的方式，對(duì)影像區(qū)塊進(jìn)行第一方向的DCT運(yùn)算(S2)，而成為一DCT數(shù)據(jù)區(qū)塊。DCT數(shù)據(jù)區(qū)塊是被分割成數(shù)個(gè)行數(shù)據(jù)區(qū)段。利用第一方向的DCT運(yùn)算來(lái)轉(zhuǎn)換影像區(qū)塊中的列數(shù)據(jù)，并且以行方向來(lái)讀取轉(zhuǎn)換后的區(qū)塊，然后利用第二方向的DCT運(yùn)算轉(zhuǎn)換所讀取的行數(shù)據(jù)區(qū)段。當(dāng)?shù)诙较虻腄CT運(yùn)算轉(zhuǎn)換完一個(gè)行數(shù)據(jù)區(qū)段后，則將其依序輸出(S3)。接著，個(gè)別地量化該多個(gè)被轉(zhuǎn)換后的行數(shù)據(jù)區(qū)段(S4)。被量化后的數(shù)據(jù)區(qū)塊是形成一量化數(shù)據(jù)區(qū)塊。然后，掃描并轉(zhuǎn)換已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊，以形成序列數(shù)據(jù)串(serialstring data)(S5)。接著，利用可變長(zhǎng)度編碼方式將序列數(shù)據(jù)串轉(zhuǎn)換成壓縮數(shù)據(jù)(S6)。
另外，在步驟S4與S1之間具有一回授路徑。在步驟S4所產(chǎn)生的已量化數(shù)據(jù)區(qū)段會(huì)個(gè)別地被逆量化成已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段(S41)。已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段會(huì)形成一已逆量化區(qū)塊。接著，利用反向DCT來(lái)將已逆量化區(qū)塊轉(zhuǎn)換成一反向DCT數(shù)據(jù)區(qū)塊，其是分割成多個(gè)列數(shù)據(jù)區(qū)段(S42)。首先，利用第一方向的反向DCT運(yùn)算來(lái)在行方向上轉(zhuǎn)換已逆量化區(qū)塊，接著再以列方向讀取轉(zhuǎn)換后的區(qū)塊，并利用第二方向的反向DCT運(yùn)算來(lái)轉(zhuǎn)換所讀取的列數(shù)據(jù)區(qū)段。當(dāng)利用第二方向的反向DCT運(yùn)算對(duì)一個(gè)列數(shù)據(jù)區(qū)段完成轉(zhuǎn)換之后，轉(zhuǎn)換后的列數(shù)據(jù)區(qū)段會(huì)被依序輸出(S43)，以作為步驟S1中的參考數(shù)據(jù)。
圖7為本發(fā)明的影像壓縮方法的時(shí)序圖。以8×8的影像區(qū)塊為例，當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)段經(jīng)過(guò)DCT處理器的第二方向的DCT運(yùn)算之后，量化器便會(huì)量化經(jīng)過(guò)第二方向的DCT運(yùn)算后的數(shù)據(jù)區(qū)段的DCT系數(shù)，而不需等到整個(gè)8×8的影像區(qū)塊都經(jīng)過(guò)第二方向的DCT運(yùn)算之后，才開(kāi)始進(jìn)行量化。另外，當(dāng)量化器量化完一個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)段的DCT系數(shù)之后，逆量化器便開(kāi)始對(duì)量化過(guò)的數(shù)據(jù)區(qū)段進(jìn)行逆量化。當(dāng)逆量化器輸出逆量化的結(jié)果之后，IDCT模塊便開(kāi)始進(jìn)行反向DCT運(yùn)算。如圖所示，DCT模塊、量化器、逆量化器，以及IDCT模塊可以同時(shí)運(yùn)作，減少了影像處理所需的時(shí)間。
以DCT運(yùn)算為主的影像處理裝置的組件會(huì)同時(shí)處理部分的數(shù)據(jù)區(qū)塊(block)，而不需等待最后階段的處理結(jié)果。以8×8的影像區(qū)塊為例，F(xiàn)DCT模塊輸出一已轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段(其具有8個(gè)數(shù)據(jù)單元)至量化器。相較于公知的FDCT模塊，其會(huì)等到所有的8×8的數(shù)據(jù)單元都轉(zhuǎn)換完畢之后，才會(huì)將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)單元輸出，本發(fā)明FDCT模塊則是每當(dāng)完成一數(shù)據(jù)區(qū)段的轉(zhuǎn)換之后，就會(huì)將其輸出至量化器，以進(jìn)行量化。因此，本發(fā)明可以降低效能延遲(performance latency)。另外，在進(jìn)入FDCT模塊之前的數(shù)據(jù)傳輸系列數(shù)據(jù)區(qū)段的傳輸，而FDCT模塊與IDCT模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸則是行數(shù)據(jù)區(qū)段，然后，在IDCT處理器處理之后，則是列數(shù)據(jù)區(qū)段。因此，可以降低傳輸數(shù)據(jù)的大小，并且達(dá)到數(shù)據(jù)平行處理的目的，以改善影像處理的效能。
上述
具體實(shí)施例方式
僅用以說(shuō)明本發(fā)明，而非限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種影像處理裝置，用以處理一影像區(qū)塊，該影像區(qū)塊被分割成多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段，該多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段是以一第一方向排列，其特征在于，該影像處理裝置包括一正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊，依序?qū)⑺龆鄠€(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以一第二方向排列的多個(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序?qū)⑺龆鄠€(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以所述第二方向排列的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，最后依序輸出所述的第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
2.如權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，更包括一反向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊，依序接收所述的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，依序?qū)⑺龆鄠€(gè)第二數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成以所述第一方向排列的多個(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序?qū)⑺龆鄠€(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成以所述第一方向排列的多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，最后依序輸出所述的第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
3.如權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，所述正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊是利用所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段以產(chǎn)生一離散余弦轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊。
4.如權(quán)利要求2所述的影像處理裝置，其特征在于，所述反向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊是利用所述多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段以產(chǎn)生一反向離散余弦轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊。
5.如權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第一方向是垂直于所述第二方向。
6.如權(quán)利要求1或2所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第一方向?yàn)橐涣蟹较颉?br> 7.如權(quán)利要求6所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第二方向?yàn)橐恍蟹较颉?br> 8.如權(quán)利要求1或2所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第一方向?yàn)橐恍蟹较颉?br> 9.如權(quán)利要求8所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第二方向?yàn)橐涣蟹较颉?br> 10.如權(quán)利要求2所述的影像處理裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段、多個(gè)第三及第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段均為列數(shù)據(jù)區(qū)段。
11.如權(quán)利要求1所述的影像處理裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一及第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段均為行數(shù)據(jù)區(qū)段。
12.一種影像處理裝置，用以處理一影像區(qū)塊，該影像區(qū)塊被分割成多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段，所述多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段是以一第一方向排列，其特征在于，該影像處理裝置，包括一正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊，依序?qū)⑺龆鄠€(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以一第二方向排列的多個(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序?qū)⑺龆鄠€(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以所述第二方向排列的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，最后依序輸出所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；一量化器，用以個(gè)別地量化所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，并依序產(chǎn)生多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段；一逆量化器，用以個(gè)別地逆量化所述多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段，并依序地產(chǎn)生多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段；以及一反向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊，依序地將所述多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成以所述第一方向排列的多個(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序地將所述多個(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段轉(zhuǎn)換成以所述第一方向排列的多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，再依序地輸出所述多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
13.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述量化器是利用所述多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段以產(chǎn)生一已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊。
14.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊是利用所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段以產(chǎn)生一離散余弦轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊。
15.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述反向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊是利用所述多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段以產(chǎn)生一反向離散余弦轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊。
16.如權(quán)利要求13所述的影像處理裝置，其特征在于，更包括一掃描裝置，用以掃描所述已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊，并將該已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊轉(zhuǎn)換成一序列數(shù)據(jù)串；以及一可變長(zhǎng)度編碼裝置，用以編碼所述序列數(shù)據(jù)串，以產(chǎn)生一壓縮數(shù)據(jù)。
17.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第一方向是垂直于所述第二方向。
18.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第一方向?yàn)橐涣蟹较颉?br> 19.如權(quán)利要求18所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第二方向?yàn)橐恍蟹较颉?br> 20.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第一方向?yàn)橐恍蟹较颉?br> 21.如權(quán)利要求20所述的影像處理裝置，其特征在于，所述第二方向?yàn)橐涣蟹较颉?br> 22.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段、多個(gè)第三及第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段均為列數(shù)據(jù)區(qū)段。
23.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，所述多個(gè)第一及第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段、量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以及所述逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段均為行數(shù)據(jù)區(qū)段。
24.如權(quán)利要求12所述的影像處理裝置，其特征在于，更包括一移動(dòng)估計(jì)處理器，用以根據(jù)一視訊數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生所述影像區(qū)塊。
25.如權(quán)利要求24所述的影像處理裝置，其特征在于，所述移動(dòng)估計(jì)處理器，包括一內(nèi)存，用以儲(chǔ)存一參考數(shù)據(jù)；一減法器，用以取得所述視訊數(shù)據(jù)與所述參考數(shù)據(jù)的差距；以及一加法器，相加所述參考數(shù)據(jù)及所述第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，并更新所述內(nèi)存中的參考數(shù)據(jù)。
26.一種影像處理方法，其特征在于，包括提供一影像區(qū)塊，該影像區(qū)塊是被分割成多個(gè)以一第一方向排列的第一數(shù)據(jù)區(qū)段；依序離散余弦轉(zhuǎn)換所述多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，其中該第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊是被分割成多個(gè)以一第二方向排列第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；以及依序離散余弦轉(zhuǎn)換所述多個(gè)第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)以所述第二方向排列的第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，并依序輸出所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
27.如權(quán)利要求26所述的影像處理方法，其特征在于，另包含個(gè)別地量化所述多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段；以及個(gè)別地逆量化所述多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段。
28.如權(quán)利要求27所述的影像處理方法，其特征在于，另包含依序反向離散余弦轉(zhuǎn)換所述多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生一第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，其中該第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊是被分割成多個(gè)以所述第一方向排列的第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；以及依序反向離散余弦轉(zhuǎn)換所述多個(gè)第三轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以產(chǎn)生多個(gè)以所述第一方向排列的第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段；以及依序地輸出所述多個(gè)第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
29.如權(quán)利要求27所述的影像處理方法，其特征在于，更包括掃描所述已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊，并將該已量化數(shù)據(jù)區(qū)塊轉(zhuǎn)換成一序列數(shù)據(jù)串；以及利用可變長(zhǎng)度編碼將所述序列數(shù)據(jù)串編碼成壓縮數(shù)據(jù)。
30.如權(quán)利要求26所述的影像處理方法，其特征在于，所述第一方向是垂直于所述第二方向。
31.如權(quán)利要求26所述的影像處理方法，其特征在于，所述第一方向是為一列方向。
32.如權(quán)利要求31所述的影像處理方法，其特征在于，所述第二方向是為一行方向。
33.如權(quán)利要求28所述的影像處理方法，其特征在于，所述多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段、多個(gè)第三及第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段均為列數(shù)據(jù)區(qū)段。
34.如權(quán)利要求27所述的影像處理方法，其特征在于，所述多個(gè)第一及第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段、所述多個(gè)已量化數(shù)據(jù)區(qū)段，以及所述多個(gè)已逆量化數(shù)據(jù)區(qū)段均為行數(shù)據(jù)區(qū)段。
35.如權(quán)利要求26所述的影像處理方法，其特征在于，所述影像區(qū)塊是根據(jù)一視訊數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生的，該方法更包括儲(chǔ)存一參考數(shù)據(jù)；定義所述視訊數(shù)據(jù)及所述參考數(shù)據(jù)之間的差距；以及根據(jù)所述參考數(shù)據(jù)與所述第四轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段的總和來(lái)更新所述參考數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種影像處理裝置，用以處理影像區(qū)塊。影像區(qū)塊被分割成多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段。該多個(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段是以一第一方向排列。本發(fā)明的影像處理裝置，包括一正向離散余弦轉(zhuǎn)換模塊，依序?qū)⒃摱鄠€(gè)第一數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成多個(gè)以一第二方向排列的第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，以形成一第一轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)塊，并依序?qū)⒃摱嗟谝晦D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段離散余弦轉(zhuǎn)換成以該第二方向排列的多個(gè)第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段，最后依序輸出上述該多第二轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)區(qū)段。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1777286SQ200510115829
公開(kāi)日2006年5月24日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者鄧淑文 申請(qǐng)人:聯(lián)發(fā)科技股份有限公司