專利名稱：數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，是關(guān)于一種可節(jié)省內(nèi)存空間的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法。
背景技術(shù)：
目前數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，例如靜止數(shù)字圖像(digital still image)或是數(shù)字圖像幀(digital video frames)皆具有一些傳統(tǒng)的缺陷，其一稱為區(qū)塊缺陷(blocking artefact)，另一稱之為環(huán)狀缺陷(ringing artefact)。區(qū)塊缺陷的成因是因其壓縮方式是以區(qū)塊結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的壓縮方式；例如離散余弦轉(zhuǎn)換(DCT)，這是在壓縮過程中由于鄰近區(qū)塊邊緣的不連續(xù)造成的。而環(huán)狀缺陷則是在對(duì)象的邊緣有模糊的情形發(fā)生，其是因?yàn)樵趬嚎s時(shí)舍棄高頻率系數(shù)所造成的缺陷。
上述這兩種缺陷會(huì)降低畫面的品質(zhì)，并使觀賞畫面的使用者有不良的視覺印象，因此，為了增進(jìn)畫面品質(zhì)，可利用解區(qū)塊程序(deblockingprocess)及解環(huán)狀程序(deringing process)去解決區(qū)塊缺陷以及環(huán)狀缺陷的問題。
傳統(tǒng)的解區(qū)塊流程及解環(huán)狀流程如圖1所示，首先在步驟10中輸入一圖像后執(zhí)行一解區(qū)塊程序，此解區(qū)塊程序包括在步驟11中過濾垂直邊緣，以及在步驟12中過濾水平邊緣。然后執(zhí)行解環(huán)狀程序，解環(huán)狀程序包括了在步驟13中產(chǎn)生一參考影像，以及在步驟14中執(zhí)行空間低通濾波(Spatiallow-pass filtering)；最后在步驟15輸出圖像，完成解區(qū)塊流程及解環(huán)狀流程的處理。
圖2a所示為圖1中解區(qū)塊程序的概念示意圖，是將一圖像2切割成多個(gè)區(qū)塊20，區(qū)塊20與區(qū)塊20之間定義為區(qū)塊邊緣(Block Boundary)200；圖2b為圖2a中虛線部分的部分放大示意圖，每一區(qū)塊20中含有多個(gè)像素21，在解區(qū)塊過程中可沿著每一區(qū)塊20的邊緣對(duì)每一列像素22或每一行像素23執(zhí)行垂直或水平的低通濾波程序，如此可使得每一區(qū)塊邊緣200的不連續(xù)部分變得較平滑。
圖3a為圖1中解環(huán)狀程序的概念示意圖，是在一圖像3上通過一空間濾波罩30(Spatial filtering mask)執(zhí)行一空間低通濾波(Spatiallow-pass filtering)程序以使環(huán)狀缺陷平滑化，但使用空間低通濾波也會(huì)使對(duì)象邊緣300變模糊，為防止這種問題，亦可如圖3b所示使用一二元參考圖像3’(binary reference map)使其在對(duì)象邊緣300’不使用空間低通濾波；若圖像中的值在一窗口框中都相同(例如第一窗口框31’(mask window 1)及第二窗口框32’(mask window 2))，則可使用空間低通濾波；若圖像中的值在一窗口框中并不相同(例如第三窗口框33(mask window 3))，則不使用空間低通濾波；由于此種做法為現(xiàn)有技術(shù)且并非本發(fā)明的重點(diǎn)，在此不再贅述。
圖4為圖1中使用解區(qū)塊流程及解環(huán)狀流程的系統(tǒng)架構(gòu)圖，包括一第一內(nèi)存40、一連接至第一內(nèi)存40的解區(qū)塊模塊41、一連接至解區(qū)塊模塊41的解環(huán)狀模塊42及一連接至解環(huán)狀模塊42的第二內(nèi)存43；其中第一內(nèi)存40可供輸入一整張的圖像數(shù)據(jù)；解區(qū)塊模塊41包括一濾波處理器410及一緩存器411，用以提供濾波功能及暫存數(shù)據(jù)；解環(huán)狀模塊42包括一參考圖像產(chǎn)生器420、一空間濾波處理器421及一參考圖像緩存器422，參考圖像產(chǎn)生器420用以產(chǎn)生一參考圖像送至參考圖像緩存器422中，然后傳至空間濾波處理器421進(jìn)行空間濾波程序，最后輸出至第二內(nèi)存43中。
然而傳統(tǒng)的解區(qū)塊及解環(huán)狀程序在數(shù)據(jù)處理上較耗費(fèi)時(shí)間，這是因?yàn)槊恳惶幚聿襟E都需要處理一整張畫面的數(shù)據(jù)；因此進(jìn)行每一處理步驟時(shí)都需等待前一步驟將一整張畫面數(shù)據(jù)處理完。
更進(jìn)一步的是，因?yàn)樘幚頃r(shí)是以整張畫面數(shù)據(jù)為單位處理，因此需較大的內(nèi)存容量來儲(chǔ)存暫存的數(shù)據(jù)；以現(xiàn)有技術(shù)的做法而言，其需要的內(nèi)存容量至少為畫面數(shù)據(jù)的兩倍，一為畫面數(shù)據(jù)，另一為參考圖像數(shù)據(jù)(reference map data)；換言之，如果一畫面具有M列掃描線，且每列掃描線上有N個(gè)像素時(shí)，那么內(nèi)存需2×M×N位的總記憶空間以用來儲(chǔ)存輸入的圖像數(shù)據(jù)(source data)及輸出圖像數(shù)據(jù)(destination data)，另需M×N/8位用來儲(chǔ)存參考位圖像(reference binary map)。因此，若在圖4中輸入的畫面數(shù)據(jù)具有M×N位，那內(nèi)存的總記憶空間則需2.125×M×N位甚至更多。
因此，傳統(tǒng)的解區(qū)塊及解環(huán)狀程序需要較大的內(nèi)存空間，且處理過程也較費(fèi)時(shí)，實(shí)時(shí)性較差。
為解決上述傳統(tǒng)解區(qū)塊及解環(huán)狀程序所遇到的問題，本發(fā)明提出一種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法使其更有效率且節(jié)省內(nèi)存空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為一種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，其主要是將一輸入的圖像數(shù)據(jù)切割成多個(gè)區(qū)塊，然后分別對(duì)每一區(qū)塊做解區(qū)塊程序及解環(huán)狀程序，如此可減少內(nèi)存空間，以達(dá)到數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性的目的。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法是先將一欲輸入的圖像分割成多個(gè)區(qū)塊，且每一區(qū)塊的位置與鄰近區(qū)塊邊緣部分重疊；接著再依次對(duì)每一區(qū)塊進(jìn)行解區(qū)塊程序及解環(huán)狀程序，最后將處理完畢的區(qū)塊重組后輸出，完成解區(qū)塊流程及解環(huán)狀流程。
有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)內(nèi)容及技術(shù)，現(xiàn)配合


如下

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的解區(qū)塊流程及解環(huán)狀流程示意圖；圖2a所示為圖1中解區(qū)塊程序的概念示意圖；圖2b為圖2a中虛線部分的放大示意圖；圖3a為圖1中解環(huán)狀程序的概念示意圖；圖3b為使用二元參考圖像的平面示意圖；圖4為圖1中使用解區(qū)塊流程及解環(huán)狀流程的系統(tǒng)架構(gòu)圖；圖5為本發(fā)明的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法一優(yōu)選實(shí)施例的流程示意圖；圖6為在本優(yōu)選實(shí)施例中將一圖像分割成多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊的平面示意圖；圖7為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中解區(qū)塊程序的示意圖；及圖8為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖。
符號(hào)說明2..........................................圖象；20.........................................區(qū)塊；
200........................................區(qū)塊邊緣；21.........................................像素；22.........................................列像素；23.........................................行像素；3..........................................圖象；30.........................................空間濾波罩；300........................................對(duì)象邊緣；3’........................................二元參考圖像；300’......................................對(duì)象邊緣；31’.......................................第一窗口框；32’.......................................第二窗口框；33.........................................第三窗口框；40、40’...................................第一內(nèi)存；41、41’...................................解區(qū)塊模塊；42、42’...................................解環(huán)狀模塊；43、43’...................................第二內(nèi)存；410........................................濾波處理器；411........................................緩存器；
42...........................................解環(huán)狀模塊；420..........................................參考圖像產(chǎn)生器；421..........................................空間濾波處理器；422..........................................參考圖像緩存器；6............................................圖象；60...........................................離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊；61、62、63...................................數(shù)據(jù)區(qū)塊；600..........................................交點(diǎn)；70...........................................垂直區(qū)塊邊緣；及71...........................................水平區(qū)塊邊緣。
具體實(shí)施例方式
圖5為本發(fā)明的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法一優(yōu)選實(shí)施例的流程示意圖，包括下列步驟首先，進(jìn)行步驟50，輸入一圖像(picture)數(shù)據(jù)，此圖像數(shù)據(jù)為離散余弦轉(zhuǎn)換(DCT)的壓縮方式，其具有多個(gè)離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊，離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊與離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊之間形成有區(qū)塊邊緣，接著在步驟51中將此圖像再分割為多個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)，每一區(qū)塊數(shù)據(jù)與鄰近相接的區(qū)塊數(shù)據(jù)邊緣重疊；接著在步驟52中輸入其中一區(qū)塊數(shù)據(jù)至第一內(nèi)存中。
進(jìn)行解區(qū)塊程序，首先在步驟53中于輸入?yún)^(qū)塊數(shù)據(jù)中沿著離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊(DCT區(qū)塊)的垂直邊緣進(jìn)行低通濾波；步驟54中再沿著離散余旋轉(zhuǎn)換區(qū)塊(DCT區(qū)塊)的垂直邊緣部分進(jìn)行低通濾波。
進(jìn)行解環(huán)狀程序，進(jìn)行步驟55產(chǎn)生一二元參考圖像(Binary referencemap)以表示出對(duì)象的邊緣；然后在步驟56中執(zhí)行空間低通濾波以去除環(huán)狀缺陷(ringing artifacts)；步驟57則將該區(qū)塊數(shù)據(jù)輸出至內(nèi)存中；并在步驟58中判斷是否為最后一區(qū)塊；若是則進(jìn)入步驟59輸出圖像；若否則返回步驟52輸入下一區(qū)塊數(shù)據(jù)。
圖6為在本優(yōu)選實(shí)施例中將一圖像分割成多個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)塊的平面示意圖，其圖像6由數(shù)個(gè)離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊(DCT)60組成，數(shù)據(jù)區(qū)塊61與鄰近相接的數(shù)據(jù)區(qū)塊62、63邊緣形成部分重疊區(qū)域610，重疊區(qū)域610的數(shù)據(jù)僅供參考；未重疊部分的數(shù)據(jù)區(qū)塊611則為欲處理的數(shù)據(jù)，例如在本優(yōu)選實(shí)施例中每一數(shù)據(jù)區(qū)塊61為10×10個(gè)像素，但僅有8×8個(gè)像素的數(shù)據(jù)將被處理。
圖7為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中解區(qū)塊程序的示意圖，其中v0至v9為每一行垂直像素70或每一列水平像素71的系數(shù)，在圖中沿著每一水平區(qū)塊邊緣71掃描像素或沿著每一垂直區(qū)塊邊緣70掃描像素，并將掃描到的行(或列)像素帶入一已知的運(yùn)算公式算出平滑系數(shù)值(smoothness)，并通過其判斷此離散余旋轉(zhuǎn)換區(qū)塊是處于平滑區(qū)域或非平滑區(qū)域，此運(yùn)算公式在本實(shí)施例中如下所示平滑系數(shù)值(smoothness)＝φ(v0-v1)+φ(v1-v2)+φ(v2-v3)+φ(v3-v4)+φ(v4-v5)+φ(v5-v6)+φ(v6-v7)+φ(v7-v8)+φ(v8-v9)若|γ|≤THR1則φ(γ)＝1，否則φ(γ)＝0；在本實(shí)施例中THR1＝2接下來即可根據(jù)平滑系數(shù)值決定要使用長濾波模式或是短濾波模式；若平滑系數(shù)值大于一第二臨界值(THR2)，則使用長濾波模式，若不大于第二臨界值(THR2)則使用短濾波模式，在本實(shí)施例中其第二臨界值為6。
若選擇長濾波模式，則濾波模式步驟如下所示max＝MAX(V1，v2，v3，v4，v5，V6，v7，v8)，min=MIN(V1，V2，V3，v4，v5，v6，v7，v8)，若 Σk=-44bk·pn+k,1≤n≤8]]> {bk-4≤k≤4)＝{1，1，2，2，4，2，2，1，1，}//16}否則將不會(huì)改變。
另一方面，若選擇的是短濾波模式，則進(jìn)行下列步驟V4′＝V4-d，V5′＝V5+d，以及d＝CLIP(5·(a3.0’-a3，0)//8，0(V4-V5/2) 其中a3.0’＝SIGN(a3.0)·MIN(|a3.0|，|a3.1|，|a3.2|)，a3.0＝ROUND(([2-55-2]·[V3V4V5V6]T)/8)，a3.1＝ROUND(([2-55-2]·[V1V2V3V4]T)/8)，a3.2＝ROUND(([2-55-2]·[V5V6V7V8]T)/8)，
由于上述處理步驟中的運(yùn)算公式為已知且為該領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉，在此不再贅述。
另外，在本優(yōu)選實(shí)施例中的解環(huán)狀程序是采用下列步驟，首先先找出二元參考圖像(binary reference map)，其包括下列步驟1.首先找出像素范圍以及臨界數(shù)值(Thr)Thr＝ROUND[(max+min)/2]，Range＝max-min其中max為像素值的最大值，min為像素值的最小值。
2.根據(jù)下列情況調(diào)整臨界值(Thr)若(Range＜activity th)則Thr＝0其中10＜activity th＜203.重建此二元參考圖像binmap(u，v)＝{1 if datasrc(u，v)≥Thr；0 otherwise其中u，v＝0，1...9 datasrc(u，v)為經(jīng)解區(qū)塊程序后的像素值。
接著通過二元參考圖像繼續(xù)執(zhí)行一空間低通濾波程序，以避免濾掉對(duì)象的邊緣，在本優(yōu)選實(shí)施例中包括下列步驟1.通過下列公式計(jì)算出在窗口框中的所有二元參考圖像counts(u,v)=Σi=-11Σj=-11binmap(u+iv+j),]]>其中u，v＝1，2...8.
2.依照下列情形定義所有在窗口框中的二元參考圖像值為“1”或“0”并相應(yīng)執(zhí)行空間濾波程序，若判斷值counts(u，v)＝0或判斷值counts(u，v)＝9datast(u,v)=Σi=-11Σj=-11datasrc(u+iv+j)·w(i,j),]]>其中u，v＝1，2...8.，datast(u，v)為輸出緩沖存儲(chǔ)器(destinationbuffer memory)，以及w(u，v)為空間濾波罩(spatial filtering mask)，在本實(shí)施例中空間濾波框的運(yùn)算公式如下所示w(i,j)=116121242121]]>由于上述處理步驟中的運(yùn)算公式為已知且為該領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，在此不再贅述。
圖8為本發(fā)明數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法的系統(tǒng)架構(gòu)圖，還包括一第一內(nèi)存40’、一連接至第一內(nèi)存40’的解區(qū)塊模塊41’、一連接至解區(qū)塊模塊41’的解環(huán)狀模塊42’及一連接至解環(huán)狀模塊42’的第二內(nèi)存43’；其與圖4主要不同的是第一內(nèi)存40’、緩存器411及第二內(nèi)存43’僅需提供輸入一數(shù)據(jù)區(qū)塊的數(shù)據(jù)即可，在本實(shí)施例約為10×10位，所需內(nèi)存空間大大減少。
以上為本發(fā)明的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法實(shí)施例的詳細(xì)說明，其主要是將一輸入的圖像數(shù)據(jù)切割成多個(gè)區(qū)塊，然后分別對(duì)每一區(qū)塊做解區(qū)塊程序及解環(huán)狀程序，如此可減少內(nèi)存的空間，以達(dá)到數(shù)據(jù)處理實(shí)時(shí)性的目的。
綜上所述，本發(fā)明的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法在目的及功能上均富有先進(jìn)性，極具產(chǎn)業(yè)開發(fā)的價(jià)值，且為目前市面上前所未見之新發(fā)明。
以上所述者，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)不能以之限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。即凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括將一欲輸入的圖像數(shù)據(jù)切割成多個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)；輸入其中一區(qū)塊數(shù)據(jù)；進(jìn)行解區(qū)塊程序；進(jìn)行解環(huán)狀程序；將該區(qū)塊數(shù)據(jù)輸出至內(nèi)存中；當(dāng)處理完最后一區(qū)塊后輸出至一第二內(nèi)存中；及完成圖像數(shù)據(jù)處理流程。
2.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于，該圖像數(shù)據(jù)具有多個(gè)離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊，離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊與離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊之間形成有區(qū)塊邊緣；該每一區(qū)塊數(shù)據(jù)與原先的離散余旋轉(zhuǎn)換區(qū)塊有部分的重疊。
3.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，在解區(qū)塊程序中，進(jìn)一步包括在輸入的區(qū)塊數(shù)據(jù)中沿著離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊的垂直邊緣進(jìn)行低通濾波；及沿著離散余旋轉(zhuǎn)換區(qū)塊的垂直邊緣部分進(jìn)行低通濾波。
4.如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，在解區(qū)塊程序中，進(jìn)一步包括產(chǎn)生一可以表示出對(duì)象邊緣的二元參考圖像；及執(zhí)行空間低通濾波。
5.一種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，其中該圖像數(shù)據(jù)具有多個(gè)離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊，離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊與鄰近的離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊之間形成有區(qū)塊邊緣，其處理方法包括將一欲輸入的圖像數(shù)據(jù)切割成多個(gè)區(qū)塊數(shù)據(jù)，各該區(qū)塊數(shù)據(jù)部分重疊于多個(gè)離散余旋轉(zhuǎn)換區(qū)塊上；輸入其中一區(qū)塊數(shù)據(jù)至一第一內(nèi)存中；進(jìn)行解區(qū)塊程序；進(jìn)行解環(huán)狀程序；將該區(qū)塊數(shù)據(jù)輸出至內(nèi)存中；當(dāng)處理完最后一區(qū)塊后輸出至一第二內(nèi)存中；及完成圖像數(shù)據(jù)處理流程。
6.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，在解區(qū)塊程序中，進(jìn)一步包括在輸入的區(qū)塊數(shù)據(jù)中沿著離散余弦轉(zhuǎn)換區(qū)塊的垂直邊緣進(jìn)行低通濾波；及沿著離散余旋轉(zhuǎn)換區(qū)塊的垂直邊緣部分進(jìn)行低通濾波。
7.如權(quán)利要求5所述的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，在解區(qū)塊程序中，進(jìn)一步包括產(chǎn)生一可以表示出對(duì)象邊緣的二元參考圖像；及執(zhí)行空間低通濾波。
全文摘要
本發(fā)明為一種數(shù)字圖像數(shù)據(jù)處理方法，其主要是將一輸入的圖像數(shù)據(jù)切割成多個(gè)區(qū)塊，然后分別對(duì)每一區(qū)塊做解區(qū)塊程序及解環(huán)狀程序，因此可減少內(nèi)存的空間，以達(dá)到數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性的目的。
文檔編號(hào)G06T5/50GK1570971SQ0314648
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2003年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月16日
發(fā)明者林文國 申請(qǐng)人:矽統(tǒng)科技股份有限公司