專利名稱：一種兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種圖像壓縮方法的系統(tǒng)及方法，特別涉及一種兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
目前常用的視頻壓縮格式是MJPEG(Motion Joint Photographic ExpertGroup；移動式連續(xù)圖像專家組)和MPEG2(Moving Pictures Experts Group；動態(tài)圖象專家組)I幀壓縮。Motion-JPEG(簡稱M-JPEG)，它是針對活動圖像而優(yōu)化的JPEG壓縮而稱。而JPEG是針對一幀圖像DCT變換來對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，通過對視頻數(shù)字信號(4:2:2數(shù)據(jù))的每一幀進(jìn)行JPEG壓縮，以減少視頻數(shù)字信號數(shù)據(jù)量，因此壓縮的好處是顯而易見的。由于數(shù)據(jù)量成倍減少，降低了存儲成本，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，減少了對計(jì)算機(jī)總線和網(wǎng)絡(luò)帶寬的傳輸壓力。
而MPEG2I幀壓縮方式既能保證最佳的視頻圖像質(zhì)量，又能大幅地提高壓縮比，以便更好地減少數(shù)據(jù)量，使得MPEG2I幀無疑是用于廣播級視頻壓縮的最佳壓縮方式。所謂MPEG壓縮是根據(jù)運(yùn)動圖像相鄰幀之間有一定的相似性原則，通過運(yùn)動預(yù)測，參考前一幀圖像與這一幀圖像的相似情況，去掉與前一幀相似的冗余數(shù)據(jù)，而只記錄這一幀與上一幀不同的數(shù)據(jù)，從而大大提高了視頻數(shù)據(jù)的壓縮效率，這種壓縮方法也稱為幀相關(guān)壓縮。MPEG壓縮是以圖像組(GOP)為一個(gè)單元的，由I幀、B幀、P幀構(gòu)成。一般情況下一個(gè)圖像組(GOP)由15幀組成，第一幀為一個(gè)I幀，依次為1個(gè)P幀、2個(gè)B幀，由此構(gòu)成I PBB PBBPBB.......結(jié)構(gòu)。I幀稱為參考幀，所謂參考幀是其它幀都參考的起始幀，因而I幀是一個(gè)能夠完全記載這一幀全部圖像數(shù)據(jù)的幀，亦稱作全幀；P幀是前向預(yù)測幀，是根據(jù)與前一幀圖像的比較，去掉與前幀相似的數(shù)據(jù)而構(gòu)成的幀；B幀是雙向預(yù)測幀，是根據(jù)與前后一幀圖像的比較而得到的幀，P幀、B幀是一個(gè)不完全幀，它需要依靠I幀而成立。
圖1是現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)MJPEG與MPEG2 I幀壓縮的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置示意圖，如圖所示，主要包括控制模塊101、核心編碼模塊102、頭生成模塊103，以及外部的SRAM(Static Random Access Memory；靜態(tài)存儲器)存儲器104、SRAM控制器105、輸入數(shù)據(jù)緩存模塊106和數(shù)據(jù)輸出接口107、存儲模塊108等器件。圖像壓縮的流程是從輸入數(shù)據(jù)緩存模塊內(nèi)讀出數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過頭生成模塊對數(shù)據(jù)封裝后生成頭，通過核心編碼模塊進(jìn)行編碼，然后把數(shù)據(jù)輸出。在編碼過程中，控制模塊根據(jù)核心編碼模塊的要求控制相應(yīng)數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)寫入到SRAM存儲器內(nèi)，或者從SRAM存儲器讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在圖像壓縮過程中所需的壓縮方法則是從存儲模塊中讀取的，通常存儲模塊中只儲存了一種壓縮方法。
圖2是圖像壓縮裝置中核心編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括預(yù)處理子模塊(preprocess)、離散余弦變換子模塊(discrete cosine transformation；DCT)、量化子模塊(quantization)、之形掃描子模塊(zigzag)和變長編碼子模塊(variantlength code；VLC)。根據(jù)數(shù)據(jù)流的流向，壓縮的大致過程是從頭生成模塊出來的待編碼數(shù)據(jù)依次經(jīng)過預(yù)處理、離散余弦變換、量化、之形掃描、變長編碼后輸出。
我們可以看出這兩種壓縮方式是有共同點(diǎn)并存在類似性的，但目前，一是實(shí)現(xiàn)視頻壓縮格式一般仍為單一的壓縮方式，而單一的壓縮方式只能實(shí)現(xiàn)一種圖像壓縮方法，用途單一不靈活；二是也有一些能同時(shí)兼容MPEG2 I幀和MJPEG壓縮標(biāo)準(zhǔn)的方案，但它們的不足是都沒有利用到這兩種壓縮方式的共同點(diǎn)和相似性，因而通常都需要較大的硬件實(shí)現(xiàn)為代價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供了一種兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)及方法，用以利用這兩種壓縮方式的共同點(diǎn)與相似性，在低成本下能實(shí)現(xiàn)同時(shí)兼容多種圖像壓縮方法。
本發(fā)明系統(tǒng)包括可配置控制寄存器模塊，用于控制所述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置進(jìn)行工作的圖像壓縮方法；所述存儲模塊，用于儲存多種圖像壓縮方法；所述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，進(jìn)一步用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法將輸入的圖像數(shù)據(jù)壓縮后輸出。
本發(fā)明方法，運(yùn)用于所述兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)，包括如下步驟a、在圖像壓縮裝置中存儲多種圖像壓縮方法；b、根據(jù)需要選擇進(jìn)行工作的圖像壓縮方法；c、圖像壓縮裝置根據(jù)選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，將輸入的圖像數(shù)據(jù)壓縮后輸出。
使用本發(fā)明，利用了多種壓縮方式的共同點(diǎn)與相似性，在共同的硬件中設(shè)置多種壓縮方法，使得硬件實(shí)現(xiàn)過程中，沒有增加過多的RAM(Random AccessMemory)和過多的邏輯，實(shí)現(xiàn)了在低成本下同時(shí)兼容多種圖像壓縮方法。


圖1是現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)MJPEG與MPEG2I幀壓縮的圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置示意圖；圖2是圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置中核心編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例中所述兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中所述核心編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例中所述兼容多種圖像壓縮方法的方法流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合說明書附圖來說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
基于MJPEG和MPEG2I幀圖像壓縮方法的類似性，本發(fā)明提出了一種低成本的兼容解決系統(tǒng)與方法。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，系統(tǒng)主要包括控制模塊301、核心編碼模塊302、頭生成模塊303和可配置控制寄存器模塊304幾部分，以及外部的SRAM存儲器305、SRAM控制器306、輸入數(shù)據(jù)緩存模塊307和數(shù)據(jù)輸出接口308、存儲模塊309。
實(shí)施例中各模塊的工作是，從輸入數(shù)據(jù)緩存模塊內(nèi)讀出數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過頭生成模塊生成頭，通過核心編碼模塊進(jìn)行編碼，然后把數(shù)據(jù)輸出，在編碼過程中，控制模塊根據(jù)核心編碼模塊的要求控制數(shù)據(jù)流相應(yīng)的數(shù)據(jù)寫入到SRAM存儲器內(nèi)，或者從SRAM存儲器讀出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。在進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)壓縮的過程中，MJPEG和MPEG2 I幀壓縮硬件實(shí)現(xiàn)上的不同主要是在核心編碼模塊、頭生成模塊和輸入數(shù)據(jù)緩存模塊中，它們在圖像壓縮過程中所需的壓縮方法是從存儲模塊中讀取的。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中所述核心編碼模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)數(shù)據(jù)流的流向主要包括預(yù)處理子模塊401、離散余弦變換子模塊402、量化子模塊403、之形掃描子模塊404和變長編碼子模塊405、存儲模塊309。預(yù)處理模塊對頭生成模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，在離散余弦變換模塊進(jìn)行離散余弦變換；量化模塊對輸入的離散余弦變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理后，在之形掃描模塊進(jìn)行之形掃描；變長編碼模塊對輸入的之形掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行變長編碼后輸出。其中存在MJPEG和MPEG2 I幀壓縮不同的主要是預(yù)處理模塊、量化模塊和變長編碼模塊，它們在圖像壓縮過程中所需的壓縮方法是從存儲模塊中讀取的。
從中我們可以看到，本發(fā)明實(shí)施例在硬件的實(shí)現(xiàn)過程中，就可以通過圖3中可配置控制寄存器模塊來控制這些MJPEG和MPEG2 I幀壓縮不同的模塊，也就是通過可配置控制寄存器模塊來確定選擇這些模塊在工作中來使用MJPEG方式，或者選擇MPEG2 I幀壓縮方式。由于這些模塊中雖然與單一的方法實(shí)現(xiàn)是沒有技術(shù)區(qū)別所在的，圖像壓縮方法也是儲存在已經(jīng)存在的存儲模塊中的，但由于在本發(fā)明中在存儲模塊里預(yù)設(shè)了多種方法，因此通過可配置控制寄存器模塊配置來調(diào)控所需的壓縮方法，從而充分利用了這兩種方法中硬件存在的共同點(diǎn)與相似性，使得能在低成本下實(shí)現(xiàn)了同時(shí)兼容多種圖像壓縮方法。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例中所述兼容多種圖像壓縮方法的方法流程示意圖。如圖所示，本方法實(shí)施中包括步驟501、在存儲模塊中儲存多種圖像壓縮方法，供下面步驟中所需讀取使用；步驟502、選擇輸入數(shù)據(jù)緩存模塊、頭生成模塊、核心編碼模塊進(jìn)行工作的圖像壓縮方法；步驟503、輸入數(shù)據(jù)緩存模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法將數(shù)據(jù)輸送至頭生成模塊；步驟504、頭生成模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法將輸入數(shù)據(jù)緩存模塊輸入的數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)頭后，傳送至核心編碼模塊；步驟505、核心編碼模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法對頭生成模塊傳送至的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，將數(shù)據(jù)輸出。
實(shí)施例中，由于在實(shí)現(xiàn)過程中，在運(yùn)算量較大、硬件實(shí)現(xiàn)代價(jià)較高的離散余弦變換模塊、量化模塊以及數(shù)據(jù)處理與編碼過程中使用的RAM都可以公用，所以同時(shí)在MJPEG和MPEG2 I幀兩種壓縮方式的硬件實(shí)現(xiàn)過程中，沒有增加過多的RAM和過多的邏輯，硬件實(shí)現(xiàn)代價(jià)較低，使得本發(fā)明非常有效且成本低。利用了這兩種壓縮方式的共同點(diǎn)與相似性，實(shí)現(xiàn)了在低成本下實(shí)現(xiàn)同時(shí)兼容多種圖像壓縮方法。
權(quán)利要求
1.一種兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)，包括圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置、存儲模塊，其特征在于，還包括所述存儲模塊，用于儲存多種圖像壓縮方法；可配置控制寄存器模塊，用于控制所述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置進(jìn)行工作的圖像壓縮方法；所述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置，進(jìn)一步用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法將輸入的圖像數(shù)據(jù)壓縮后輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置包括輸入數(shù)據(jù)緩存模塊，用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法，將數(shù)據(jù)輸送至所述頭生成模塊；頭生成模塊，用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法，將所述輸入數(shù)據(jù)緩存模塊輸入的數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)頭后，傳送至核心編碼模塊；核心編碼模塊，用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法，對所述頭生成模塊傳送至的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后，將數(shù)據(jù)輸出。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述核心編碼模塊包括預(yù)處理子模塊，用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法，對所述頭生成模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，進(jìn)行離散余弦變換；量化子模塊，用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法，對輸入的離散余弦變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理后，進(jìn)行之形掃描；變長編碼子模塊，用于根據(jù)所述可配置控制寄存器模塊的選擇，從所述存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法，對輸入的經(jīng)之形掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行變長編碼后輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲模塊，是存儲了MJPEG和MPEG2I幀圖像壓縮方法的存儲模塊。
5.一種兼容多種圖像壓縮方法的方法，運(yùn)用于如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，包括如下步驟a、在圖像壓縮裝置中存儲多種圖像壓縮方法；b、根據(jù)需要選擇進(jìn)行工作的圖像壓縮方法；c、圖像壓縮裝置根據(jù)選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，將輸入的圖像數(shù)據(jù)壓縮后輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圖像壓縮裝置包括輸入數(shù)據(jù)緩存模塊、頭生成模塊、核心編碼模塊，所述步驟c包括如下步驟c1、所述輸入數(shù)據(jù)緩存模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，將數(shù)據(jù)輸送至所述頭生成模塊；c2、所述頭生成模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，將所述輸入數(shù)據(jù)緩存模塊輸入的數(shù)據(jù)封裝數(shù)據(jù)頭后，傳送至核心編碼模塊；c3、所述核心編碼模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼后將數(shù)據(jù)輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述核心編碼模塊包括預(yù)處理子模塊、量化子模塊、變長編碼子模塊，所述步驟c3包括如下步驟預(yù)處理子模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，對所述頭生成模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，進(jìn)行離散余弦變換；量化子模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，對輸入的離散余弦變換后的數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理后，進(jìn)行之形掃描；變長編碼子模塊根據(jù)所選擇的圖像壓縮方法，從存儲的圖像壓縮方法中讀取相應(yīng)的壓縮方法，對輸入的經(jīng)之形掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行變長編碼后輸出。
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圖像壓縮方法是MJPEG和MPEG2I幀圖像壓縮方法。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種兼容多種圖像壓縮方法的系統(tǒng)及方法，包括首先在存儲模塊中儲存多種圖像壓縮方法；使用可配置控制寄存器模塊控制圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置進(jìn)行工作的圖像壓縮方法；圖像數(shù)據(jù)壓縮裝置再根據(jù)可配置控制寄存器模塊的選擇，從存儲模塊中讀取相應(yīng)的圖像壓縮方法將輸入的圖像數(shù)據(jù)壓縮后輸出。本發(fā)明中利用了多種壓縮方式的共同點(diǎn)與相似性，在共同的硬件中設(shè)置多種壓縮方法，使得硬件實(shí)現(xiàn)過程中，沒有增加過多的RAM和過多的邏輯，實(shí)現(xiàn)了在低成本下同時(shí)兼容多種圖像壓縮方法。
文檔編號H04N7/26GK1852437SQ20061008131
公開日2006年10月25日 申請日期2006年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月16日
發(fā)明者張倩, 陳志華 申請人:北京中星微電子有限公司