采用多重分辨率分解的多通道kvm服务器系统的制作方法

专利名称：采用多重分辨率分解的多通道kvm服务器系统的制作方法
技术领域：
本发明有关于图像与影像信号的传输，特别是有关于一种以可调整分辨率传送图 像与影像信号，以及运用多重分辨率分解技术提供一电视墙模式的方法。
背景技术：
离散小波转换(discrete wavelet transform)是一种常用于影像分析的技术。 如许多文献所阐述，离散小波转换的原理是将一个输入信号分层地分解成一系列较低分 辨率的平滑信号，及其相关的细部信号。此分解过程可在不同的层级中重复进行；在每 个层级中，该平滑信号被分解成一平滑信号(容纳该层级图像大部分的能量)及下一层 级的一笔细部信号(其通常容纳相对较少的能量)。在每个层级当中，该平滑信号以及 该笔细部信号整体上包含可完整重建位于上一解析层级的平滑信号所需的信息。例如参 见 A. Grossmann and J. Morlet 所着"Decomposition of Hardy functioninto square integrable wavelets of constant shape，，于 SIAM J. Math. Anal. 1984 年第 15 卷 723 736 页；I. Daubechies 所 着"Orthonormal bases of compactly supportedwavelets" 于 Commun. Pure App 1. Math. 1988 年第 41 卷 909 996 页；S. Mallat 所着 “A theory for multiresolution signal decomposition :The wavelet representation,，，于 IEEE Trans. Patt Anal. Machine Intell. 1989 年第 7 卷 674 693 页；以及 G. Τ. STRANG 所着 "Wavelets and dilation equations :A brief introduction,，，于 SIAM Rev. 1989 年第 31 卷614 627页。这个技术也被称作是多重分辨率分解(multiresolutiondecomposition)。 不同的多重分辨率分解执行方式可由不同型态的小波滤波器组合所实现，例如9-7小波滤 波器组合、D4小波滤波器组合、Haar小波滤波器组合、三角网络为基础的图像小波滤波器 组合等等。不同滤波器组合的型态取决于其所运用的纯量函数与小波函数。例如，参阅 M. AntoniniλM. Barlaud、P. Mathieu、I. Daubechies 发表于 IEEE Trans. Image Processing 1992 年第 1 卷 No. 2 的 “Imagecoding using wavelet transform，，，；I. Daubechies 发 表于 Commun. Pure App 1. Math. 1988 年第 41 卷 909 996 页的 “Orthonormal bases of compactly supported wavelets" ；M.G.Albanesi 禾口 I.Delotto 发表于 Signal Processing 1992 年第 3 卷 No. 3 第 265 274 页的“ Image compression by the wavelet decomposition，” ；以及 Wenshun Li 禾口 JieguLi 发表于 Acta Automatica Sinica 1992 年 25(05)第613 619页的“Image CompressingUsing Multiresolution Decomposition of Triangular Mesh Model，，。图1概略地显示如何运用一个三层级的多重分辨率分解的一范例，其将一个图像 分解成为数个分辨率较低的信号。运用低通滤波器及高通滤波器将原始图像10分解成为 四个第一解析层级的信号11，其标示为LLl、LHl、HLl、HHl。将低通滤波器运用于该原始信 号的水平与垂直方向可以产生平滑信号LLl ；将低通滤波器运用于该原始信号的水平方向 且将高通滤波器运用于该原始信号的垂直方可以产生细部信号LHl ；将高通滤波器运用于 该原始信号的水平方向且将低通滤波器运用于该原始信号的垂直方向可以产生细部信号HLl ；将高通滤波器运用于该原始信号的水平及垂直方向可以产生细部信号HH1。第一层级 的平滑信号LLl具有较低的空间分辨率，亦即其比该原始信号具有更少的像素。由这四个 第一解析层级信号LL1、LHUHLU HHl能够完整地重建原始图像10。第一解析层级的平滑 信号LLl被依序分解成为四个第二解析层级的信号12，其标示为平滑信号LL2以及细部信 号LH2、HL2、HH2。由这四个第二解析层级信号LL2、LH2、HL2、HH2可完整地重建第一解析 层级的平滑信号LLl。第二解析层级的平滑信号LL2被进一步分解成为四个第三解析层级 的信号13。可以类似地发展出更多层级的分解。图2显示一个二维图像信号21以及其经过一层级分解后所产生的四个较低解析 层级的信号22A-D，其包含一平滑信号22A、一水平信号22B、一垂直信号22C以及一对角方 向信号22D。本范例中需要注意的是，所述的三个细部信号22B-D事实上是负像或倒影(也 就是具有黑色背景的白色图像)，但为了图标的目的，它们以正像显示于图2。当多重分辨率分解程序结束时，所产生的信号包括一个最低解析层级(亦即第η 层)的平滑信号以及所有解析层级的细部信号。由此观点需要强调的是，虽然图1有显示 较高解析层级的平滑信号LLl与LL2，事实上它们并不在多重分辨率分解的最终产出信号 里面出现。重建原始图像时，首先利用最低解析层级的平滑信号(例如本例中的LL3)以及 最低解析层级的细部信号(例如本例中的LH3、HL3、HH3)来重建上一解析层级的平滑信号 (例如本例中的LL2)，其所重建的平滑信号(例如本例中的LL2)以及相同解析层级的细部 信号(例如本例中的LH2、HL2、HH2)被用于重建上一解析层级的平滑信号(例如本例中的 LLl)，持续下去，直到该原始图像被完全重建。

发明内容
本发明关于于一种以可调整色彩品质和图像品质来传送图像和影像信号的方法 与相关设备。本发明的一目的在于提供这样的图像或影像信号传送方法，如此免去了分别产生 多重图像数据(其各有特别的色彩品质和图像品质)传送至不同用户的需要。本发明另外的特征及优点将于以下叙述之中作介绍，由文中可明确得知其部分， 或透过实施本发明而了解。由说明书及申请专利范围的书面内容以及附图可得知本发明的 目的及其它优点。为实现符合本发明目的的上述与其它优点，本发明提出一种服务器，其将来自多 个影像来源的影像信号提供给多个用户。此服务器包含多个影像处理电路；一影像切换 器，其耦接于该等多个影像来源以及该等多个影像处理电路，该影像切换器可将所述的各 影像处理电路连接至一或多个该等影像来源，其中所述的各影像处理电路可用于运用一多 重分辨率分解法处理来自所其连接的该等影像来源的影像信号，以针对所连接的各影像来 源产生多个分解成分，其包含一或多个解析层级的一平滑信号成分与一或多个细部信号成 分；以及一传输电路，用以依据该等用户的要求而选择性地传送由该等影像处理电路所产 生的该等分解成分至该等用户，其中至少在某些时间，该传输电路传送由二或多个连接于 二或多个影像来源的影像处理电路的分解成分至该等用户其中之一。依据另一观点，本发明提出，在一服务器系统内，其包含一服务器、连接于该服务 器的多个影像来源、和连接于该服务器的多个用户。该服务器包含多个影像处理电路、连接于该等影像来源与该等影像处理电路的一影像切换器、与耦接于该等用户的一传输电路。 一种由该服务器执行以将来自该等影像来源的影像信号提供给该等用户的方法，包含下 列步骤(a)该影像切换器将至少某些该等影像处理电路的每一个连接至一或多个影像来 源；(b)每一该等影像处理电路运用一多重分辨率分解法处理来自所连接的该等影像来源 的影像信号，为各连接的影像来源产生多个分解成分，其包含一或多个解析层级的一平滑 信号成分与一或多个细部信号成分；以及(C)该传输电路依据该等用户的要求而传送由至 少某些影像处理电路所产生的至少某些分解成分到至少某些用户，其中至少在某些时间， 该传输电路传送由二或多个连接于二或多个影像来源的影像处理电路的分解成分至该等 用户其中之一。再依据另一观点，本发明提出一种由一服务器传送图像信号给多个用户的方法， 其包含下列步骤(a)由多个影像处理电路运用多重分辨率分解处理来自多个影像来源的 影像信号，以产生多个分解成分，对来自各影像来源的该影像信号而言，其包含位于一或多 个解析层级的一平滑信号成分与一或多个细部信号成分；(b)为各用户决定一传输需求， 其包含一分辨率与显示一些影像来源的一模式；以及(C)依据该传输需求，将该多个分解 成分传送给各用户。以上所述的概要以及以下的详细内容为范例与解说，并且旨在提供本发明权利要 求的进一步说明。


图1 显示如何运用三层级的多重解析分解，将一个图像分解成为分辨率较低的 信号的一个案例。图2 显示一个二维图像信号。图3 本发明所提供一种可调整分辨率的图像信号传输过程的一实施例示意图。图4 显示位于图3该过程不同阶段的各种数据。图5A/5B 本发明所提供的处理的第一实施例示意图。图6A 显示一种多重来源(电视墙)模式的KVM切换器图6B 本发明所提供一种多重来源(电视墙)模式的KVM影像的一实施例示意图。图7 显示图6B实施例的一种可调整分辨率的图像信号传输过程。图8 显示位于图7该过程不同阶段的各种数据。主要成分符号说明11第一层级分解成分55、60、60A KVM切换器12第二层级分解成分56A、56B使用者控制台13第三层级分解成分57A、57B、57C计算机41原始图像数据59A、59B远程使用者控制台42经分解后图像数据61、61A影像切换器43经分解、编码、重组后图62、62A影像处理器像数据 63、63A KVM主处理器44A、44B、44C译码后图像68影像来源数据 69远程/近端控制台(用户)
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45A低品质重建图像数据45B中品质重建图像数据45C高品质重建图像数据51服务器511 输入 / 输出(I/O)512中央处理单元(CPU)513存储器52 用户53通讯链路
81-1经编码及重新安排的分解成 分(来源1)
81-2经编码及重新安排的分解成 分(来源2)
81-3经编码及重新安排的分解成 分(来源3、4)
82-1经传送的分解成分(用户1) 82-2经传送的分解成分(用户2) 82-3经传送的分解成分(用户3)
具体实施例方式依照规定，本发明的详细实施例揭示如下，然而，依照本发明的技术、系统与操作 结构，可以广泛的各式各样的型式和模式被实施，其中某些可能会与所揭示的实施例不相 同。因此，在此所揭示的特定结构和功能细节仅作为代表，而在这情况下，它们被视为以揭 露为目的而提供最佳实施例，并提供于此定义本发明的范围的权利要求的基础。以下提出 本发明的较佳实施例(也有一些替代实施例)的详细说明。本发明诸实施例运用多重分辨率分解技术于一个可调分辨率的影像图像传输方 法，及支持电视墙模式(亦称为分割画面模式)的一个多通道KVM(键盘、影像、鼠标)服务 器中。YCbCr色彩系统被广泛用于呈现彩色图像与影像，以及用于图像与影像的压缩。在 此色彩系统中，成分Y代表辉度(亮度)信息，而成分Cb和Cr代表色度(色彩)信息。当 压缩一图像或影像时，有许多不同方法可用来压缩这三种成分。有时候需要传送压缩图像 或影像给拥有不同通讯频宽的用户，现有的一些方法是按照可用的频宽而调整将传送给用 户的色度信息数量。对于宽频宽用户，传送全部CbCr色彩信息；对于窄频宽用户，只传送Y 成分(形成灰阶图像)或是传送减量的CbCr色彩信息(造成色彩降低的图像)。在KVM切 换器的知识领域中，通常是采用降低色彩深度来进行色彩调整，也就是降低色彩的颜色数 目至16色或256色。本发明诸实施例使用多重分辨率分解以提供一个图像和影像传输方法，用以传送 图像和影像信号，其分辨率考量接收设备的频宽。典型上适用此一信号传输方法的环境是 服务器/用户环境，其中该服务器传送将于用户的显示设备(显示器)所显示的影像数据。 如图5A所示，服务器51与用户52由一通讯链接53所连结。此通讯链接53可以为一条 电缆，或是一网络，例如局域网络(LAN)、广域网络(WAN)、网际网络、企业内网络、以太网络 等等。用户可用的频宽可受到通讯链接53频宽影响，例如，若服务器51与用户52由一网 络连结，用户频宽将受限于连接用户52到该网络的区域链路。因此，不同的用户52通常 拥有不同的频宽。如第5A图所示，服务器51包含一输入/输出部分511、一中央处理单元 (CPU) 512、以及存储器513。依据本发明实施例的图像信号传输方法由CPTO12执行存于存 储器513中的软件或固件程序所实现；或是由服务器51的硬件所实现。请参阅图5B，服务器/用户系统的一个例子是KVM切换器系统，其中多台计算机 57 (57A、57B、57C等等)以及一个或更多的用户控制台56 (56A、56B、56C等等)被连接到KVM切换器55。KVM切换器55内的切换组件让一用户控制台56的用户选择性地联络与操控其 中任何一台计算机57。KVM切换器55传送用于显示的影像信号给用户控制台56，此影像 信号包括来自被控计算机57的影像信号以及KVM切换器55自行产生的影像信号。在某些 KVM系统里面，一或多个远程用户控制台59(56A、56B等等)可经由一网络53，例如局域网 络(LAN)、广域网络(WAN)、网际网络、企业内网络、以太网络等等，连接到KVM切换器55。除 了键盘、鼠标、显示器之外，远程用户控制台59更包含一个客户端计算机，其安装有能够经 由网络53与KVM切换器55建立连接的软件(基于网际网络通讯协议)。其中，所有的键 盘、鼠标、影像信号皆以网络封包的形式传送。依据本发明实施例的图像信号传输方法，其 各种图像处理步骤不是由KVM切换器55所执行，就是由KVM切换器55与计算机57共同执 行。更一般地来说，本方法适用于由一传送装置至一接收装置的图像信号传输。以下 的叙述以一服务器与用户的环境为例，该服务器传送一图像或影像信号给该用户。下述内 容的用语『图像』应被扩大解读为包括静止图像与影像。依据本发明的一实施例，图3显示一种可调整分辨率的图像信号传输过程。图4显 示位于该过程中不同阶段的各种数据。首先，该服务器对代表将被传送的原始二维图像的 图像数据(步骤31)执行多重分辨率分解(multiresolution decomposition)。如前开所 述，多重分辨率分解过程包含将原始图像分解成位于一第一解析层级的一个平滑信号及一 些细部信号，并且一层又一层地重复该分解到一预定的层级数量。于每个解析层级(除最 后一层之外)中，在每个层级里，该平滑信号被分解成多个下一个层级的信号，其包含一平 滑信号和一笔细部信号。如图4所示，该多重分辨率分解过程的产出数据(经分解的图像数 据42)包含最低解析层级的一个平滑信号(图中以Ln代表)以及位于各解析阶层的多个 细部信号(图中分别以H1、H2、. . . Hn代表第一、第二、...第η解析层级的细部信号)，本发 明中这些平滑信号与细部信号被称之为分解成分。在一较佳实施例中，分解层级的总数为 4，且每一层级的细部信号总数为3，其包含一水平信号、一垂直信号、一对角方向信号，如同 图2所示。本例中必须注意的是，这三个细部信号事实上是负像或倒影(也就是具有黑色 背景的白色图像)，但为了图标的目的，它们以正像显示。因此，最低解析层级图像的每一
边尺寸是原始图像的十六分之一(也就是说，其二维的尺寸是原始图像的二百五十六分之一)。在执行该多重分辨率分解的过程中可用任何适当的分解技术(包括前开引述的 参考文件所载)。在一特定的实施例中，此多重分辨率分解是由一基于三角网状的图像滤 波器组合所实现，其细节记载于Wenshun Li和Jiegu Li所着，发表于ActaAutomatica Sinica 1992 年 25 (05)第 613 619 页的 “ Image Compressing UsingMultiresolution Decomposition of Triangular Mesh Model，，。被分解后的图像数据经安排而使得较低解析层级的分解成分出现于较高解析层 级的分解成分之前(步骤S32)，例如，若该经分解的图像数据存于一文件之内，则较低解析 层级的分解成分先被储存于较高解析层级的分解成分之前。压缩与编码可选择性地运用于 该等分解成分(步骤S33)，例如，可以运用变动长度编码(rim-length coding)与霍夫曼编 码(Huffman coding) 0图4中，第43项概要地表示经编码后并经由上述方式安排的分解成 分，此数据存于该服务器之内。请注意执行安排的步骤S32是选择性的，并且，若执行该步骤，则分解成分的安排并不局限于一个从较低到较高解析层级的顺序，可采用任何便于取 得传输用数据的安排。如前所述，图像的重建是由较低解析层级到较高解析层级。为完整重建原始图像， 使用最低解析层级的平滑信号与所有层级的全部细部信号。为构建一个较低解析层级的图 像，则使用最低解析层级的平滑信号，并且不用或只用一些(而非全部的)细部信号。如 图1所示的例子，若该原始信号被分解成三个层级，而重建图像为LL2时，其相较于原始图 像的层级为低，所以只需使用最低解析层级(第三层)的平滑信号(LL3)与最低解析层级 的细部信号LH3、HL3、HH3。一低解析层级图像的重建亦可省略(令其为零)某些或全部的 特定层级的细部信号，例如，一个图像可使用LL3与LH3而省略HL3与HH3来重建(亦即， 使用某些但非全部的第三层级的细部信号)，或者，使用LL3与LH2、HL2、HH2而来重建(亦 即，省略第三层级全部的细部信号而采用第二层级全部的细部信号)。因此，依使用哪些细 部信号可决定不同分辨率的图像的重建。典型上，一较低解析层级的数据量(包括细部信号与平滑信号)为上一解析层级 数据量的四分之一至二分之一，所以，该服务器可选择层级数和各层级的细部信号数量，以 使得传送给用户的数据量符合该用户的频宽。请再参阅图3，于图像传输至用户期间，该服务器会判断该用户可用的频宽(步骤 S34)。用户的频宽可以由服务器自动检测，例如，一 KVM切换器典型上可以知道其自身与用 户连结之间所具有的频宽。或者是，用户可以将其频宽通知该服务器，例如，如果用户经由 网际网络连接至该服务器且该网际网络存取连接为一频宽限定因素，则用户可将其频宽限 制通知该服务器。另一种方式是，在客户端的使用者个人可以指定一个频宽并且由用户将 其指定的频宽通知该服务器。典型上，在通讯阶段该服务器只需对用户频宽确定一次。之 后，当该服务器有一个图像要传送给该用户时(该图像已经由该多重解析分解步骤S31以 及选择性的安排步骤S32和压缩与编码步骤S33所处理)，该服务器依据该用户的频宽选择 该图像的分解成分(步骤S35)。举例来说，若该用户拥有相对来说较窄的频宽，则该服务器可传送最低解析层级 的平滑信号(Ln)，并且不用或只用少数的细部信号(图4的第44A项)。另一方面，若该用 户拥有较宽的频宽，则该服务器可传送最低解析层级的平滑信号(Ln)与全部细部信号(图 4的第44C项)。若该用户拥有中等的频宽，则该服务器可传送最低解析层级的平滑信号 (Ln)以及中等数量的细部信号(图4第44B项)。在客户端，经过适当的译码与解压缩之后，该用户以所接收的分解成分来重建该 图像(步骤S36)。所产出经重建的图像数据其分辨率是由所用来重建的分解成分的数目所 决定(图4第44A、44B、44C项)。无论所接受自该服务器的图像数据之内的细部信号的多 寡，不同的用户可以用相同的图像重建法与软件来重建图像。运用上述方法，当该服务器与不同的用户通讯时，其依据不同用户的频宽来传送 不同数量的分解成分。该服务器不需要产生代表不同分辨率的图像的数据给不同的用户； 相反地，相同的经分解图像数据可用于需要不同分辨率的用户，该服务器只需选择性地传 送不同的分解成分给不同的用户。换言之，该服务器对各图像只执行步骤S31至S33各一 次，再对各用户执行步骤S34和S35 (需要时可同步执行)。再者，按低解析层级到高解析层 级安排与储存经分解的图像数据(步骤S32)提供传输于不同用户的经分解图像数据的快速存取，因为较常用的信息(平滑信号与较低解析层级的细部信号)会被先存于文件之内。 此信号传输方法优于传统方法，譬如JPEG (联合图像专家组)压缩技术，其需要产生多重且 分别压缩的图像数据以达到不同图像分辨率或品质。传统方法中，举例而言，低解析/品质 经压缩数据、中解析/品质经压缩数据、高解析/品质经压缩数据必须各别产生与储存，且 其中之一被选用于传送给一特定用户。上述的多重分辨率分解过程可以独立应用于一彩色图像的三种成分，称之为Y成 分、Cb成分、Cr成分。此方法允许独立调整图像的色彩品质与分辨率品质，其中图像的色彩 品质通常是由图像数据里的色度信息(Cb、Cr)数量所决定，且图像的分辨率品质(通常简 称为『影像品质』)通常是由图像数据里的辉度信息(Y)数量所决定。若色度与辉度成分都 取决于该多重解析分解过程，则色彩品质与分辨率品质亦可被一并调整。为达成色彩品质的调整与控制，运用多重分辨率分解来分解图像的色度成分(Cb、 Cr)。然后，或多或少经分解的Cb与Cr数据的细部信号被传送到用户，以调整重建后图像 的色彩品质。图像的辉度(Y)成分可全部传送给用户。可见本色彩品质调整的方法不同于 传统方法，其运用降低颜色数目来调整色彩品质。为达成影像品质(分辨率)的调整与控制，运用多重分辨率分解来分解图像的辉 度信息(Y)。或多或少经分解的Y数据的细部信号被传送到用户，以调整重建后图像的画 质。若色度成分(Cb、Cr)亦运用多重解析分解而分解，则色彩品质与影像品质皆可调整成 所需要的程度。如前所述，可调分辨率传输方法的一实际应用是如图5B所示的一 KVM切换器系 统，其允许KVM切换器55控制与调整传送于拥有不同频宽的远程使用者控制台59影像信 号的色彩品质及/或影像品质。多重解析分解法的另一实际应用在于影像/图像数据的储存。低品质(或低色 质)经压缩的图像数据可以直接由高品质(或高色质)经压缩的图像数据取出；只储存一 份数据却可以重建不同品质的图像。可调分辨率传输方法的另一实际应用是如图5B所示的一KVM切换器统，其供应一 多重来源模式(一般称为『电视墙』模式)，多部计算机57A、57B等等的桌面影像同时于一 用户56或59的显示器上缩减尺寸并显示。图6A以图标说明一传统支持多重来源模式的KVM切换器的结构。多重影像来源 68(68-1,68-2. ..68-N)相当于图5B所示的多台计算机57A、57B等等。远程或近端用户 69 (69-1、69-2. . . 69-N)相当于图5B所示的用户56或59。如图6A所示，KVM切换器60A包 含一影像切换器61A、一影像处理器62A、一 KVM主处理器63A。影像切换器61A选择性地连 接影像处理器62A到影像来源68的其中之一。影像处理器62A将来自所连接影像来源的 影像信号取样、处理、压缩。KVM主处理器63A传送经处理的影像数据给用户69。KVM主处 理器63A并执行KVM切换器60A的其它功能，例如与用户沟通、控制KVM切换器60A的其 它部分等等。当用户69于一正常(单一来源)模式下，影像切换器61A会被切换至影像来源68 的其中之一(亦即，所选定的计算机)，而来自所选定影像来源的影像信号会由影像处理器 62A处理并传送至用户69。当用户69于一多重来源模式时，影像切换器61A会依序被切换 至多重影像来源68，而影像处理器会依序处理来自该多重影像来源的影像数据，包括缩小
10图像尺寸。KVM主处理器63A传送经多重处理的数据，从多重影像来源到用户69。该用户 于其显示器的适当位置显示该多重图像，以形成一电视墙。例如，该用户可由四台计算机， 其各自填入显示器的四分之一，以显示四个桌面图像。图6B以图标说明依据本发明的一实施例，一支持多重来源模式的KVM切换器。多 重影像来源68(68-1、68-2...68-Ν)相当于图5B所示的多部计算机57A、57B等等。多个远 程或近端用户69 (69-1、69-2. .. 69-N)相当于图5B所示的用户56或59。如图6B所示，KVM 切换器60包含一矩阵影像切换器61、多个影像处理器62 (62-1、62-2. . . 62-M)、一 KVM主处 理器63。影像切换器61选择性地连接各影像处理器62到影像来源68其中之一，容后详 述。各影像处理器62将来自所连接影像来源的影像信号进行取样、处理、压缩。KVM主处理 器63A传送经处理的影像数据，由适当的影像处理器62到适当的用户69。有了多个影像处 理器62，KVM切换器60便能供应多个用户；这种KVM切换器有时称的为多通道KVM切换器 (也就是，一个具有多重影像通道的KVM切换器)。在图6A、6B的架构中，各影像影处理器62A/62可包含一模拟/数字转换器(ADC) 和一视讯缓冲器(未显示)，以暂存处理中的影像信号。在图6B的架构中，多个影像处理器 62可被整合成为一具有多个影像处理电路的影像处理器，使得来自不同影像来源的多个影 像信号可被独立且同时地处理。换句话说，该单一影像处理器可同时提供多个影像处理通 道。影像切换器61A/61可以是交叉点切换器(cross-point switch)或矩阵切换器，其选 择性地将影像处理器62A/62连接到一或多个影像来源68。KVM切换器60A/60可又包含一网络界面电路(未显示)，使得KVM主处理器63A/63 可经由网络53 (参阅第5B图，该网络未显示于第6A、6B图)传送经处理的切换器数据到远 程用户69。另外，虽然第6A、6B图中显示KVM主处理器63A/63连接于影像处理器62A/62 和网络之间，但是实际上硬件配置是可以作变化的。例如，影像处理器62A/62、KVM主处理 器63A/63、网络界面电路可由一局部总线相互连接彼此。或者，另外的电路可执行由该影像 处理器传送经处理的数据到该网络的功能。更常见的，执行传送经处理的影像数据(包括 多重分辨率分解成分)到用户的功能的硬件电路组合可视为一传输电路。下述内容中，该 传输电路以KVM主处理器63A/63为例。KVM主处理器63亦执行KVM切换器60的其它功能，例如与用户沟通、控制KVM切 换器60A的其它部分等等。特别是，该KVM主处理器从用户接收连接要求，其指出用户欲连 接的影像来源及连接模式(正常或多重来源)。有些传统的KVM切换器系统已经大致上具有与图6B所示相同的整体架构。然而 在传统的系统里，每个处理器供应一用户；当一影像处理器供应于多重来源模式下的一用 户，该影像处理器必须依序地连接到多个影像来源，并依序处理来自这些影像来源的影像 数据。还有，当该影像处理器连接到不同的影像来源时，它必需执行一自动同步过程以调整 ADC锁相回路、相位、影像补偿。所以，依序地切换至多个影像来源耗时且会造成延迟。本发明的一实施例运用多重分辨率分解法于一多重来源模式，以简化影像处理并 降低一影像处理器被依序切换至多个影像来源的次数。本实施例参阅第6B、7、8图一并描 述。下述内容以一示范情境为例进行说明，其中一第一用户与一第二用户在一正常(单一 来源)模式下以分别显示来自一第一来源与一第二来源的图像，而一第三用户于一多重来 源模式下以同时显示来自来自第一、第二、第三、第四来源的图像。其它实施例可以类似方式理解。首先，对于提供给处于正常模式用户69的每个影像来源68，KVM主处理器63会指 派一影像处理器62给该影像来源。KVM主处理器63控制影像切换器61，将这些影像处理 器62连接到相对应的影像来源68(步骤71)。为方便起见，这些影像处理器总称为第一群 影像处理器，而这些影像处理器所处理的该等影像来源总称为第一群影像来源。于该示范 情境中，该KVM主处理器控制该影像切换器，以将第一影像处理器与第二影像处理器分别 连接至第一影像来源与第二影像来源。该第一群影像处理器各自处理来自各别影像来源的 影像信号(步骤72)。该处理包含影像信号取样、多重解析分解(相似于图3步骤S31与 S32)、压缩与编码(相似于图3步骤S33)等等，以产生预定数量的经编码的分解成分。在图8中，数据81-1概略地表示来自该第一影像来源经该第一影像处理器编 码后的分解成分，其包含一最低解析层级(Ln-I)的平滑信号与一些于每一解析层级
(Hn-1.....H2-UH1-1)的细部信号。数据81_1类似于图4所示的数据43。相似地，图8
中的数据81-2概略地表示来自该第二影像来源经该第二影像处理器编码后的分解成分。KVM主处理器63将该第一群影像处理器所产生的影像数据(经编码后的分解成 分形式)传送至对应的用户，其处于正常模式(步骤73)下。KVM主处理器63可依据不 同用户的频宽，将不同数量的分解成分按照前述的方法传送给该用户(参阅图3、4)。图8 中，数据82-1概略地表示经压缩后传送至该第一用户的图像数据，其包括分解成分Ln-I、
Hn-I.....Hl-I。相似地，数据82-2概略表示经压缩而传送至该第二用户的图像数据。本
例中，所有于高解析层级的分解成分都被传送到该第一用户与该第二用户，使得高解析图 像可由这些用户形成。当然，该KVM主处理器可传送少于全部的H信号至该第一用户或该 第二用户。例如，所传送H信号的数量可依据该用户要求或是该KVM切换器所决定的一分 辨率。为供应处于多重来源模式下的一用户，KVM主处理器63会需要将由该多重来源模 式所要求的多个影像来源传送经过处理的图像数据(例如，该示范情境中的第一到第四影 像来源)，其各自于一低分辨率(例如，该示范情境中正常模式一半的分辨率)。然而，某些 该等所要求的影像来源已经被该第一群影像处理器所处理，所以该经处理的数据可作为该 多重来源数据的一部份。因此，该KVM主处理器决定该等所要求的影像来源有哪些准备好 由该第一群影像处理器处理(例如，哪些是属于该第一群影像来源)。(步骤S74)随后该KVM主处理器会指派一或多个影像处理器(统称为一第二群影像处理器) 以处理未经由第一群影像处理器处理的其余所要求的影像来源。若可用的影像处理器足 够，该KVM主处理器可指派一影像处理器给每个其余所要求的影像来源。在此情况中，各影 像处理器将只处理一个影像来源，而没有任何影像处理器会需要被依序切换到两个以上的 影像来源。否则，该KVM主处理器可指派该第二群影像处理器给其余所要求的影像来源，使 得该第二群的某些影像处理器仍需要被依序切换到两个或更多的影像来源，但切换的数目 相较于传统方式为低。该KVM主处理器控制该影像切换器，将该第二群影像处理器各自连 接到所指派的影像来源(步骤S75)。该第二群影像处理器各自处理来自所连接影像来源的影像信号，运用多重分辨率 分解来产生经编码的分解成分(步骤S76)。对各影像来源的处理相同于该第一群影像处理 器处理。由于该影像数据是为了供应一多重来源用户，由多重解析分解产生的高解析成分的数量可少于一正常模式的数量。于图8所示的示范情境中，来自该第一与第二影像来源的图像已经被第一与第二 影像处理器所处理。该KVM主处理器指派该第三影像处理器以处理该第三与第四影像来 源，于此情况下，该第三与第四影像来源之间的切换是必要的。由该第三影像处理器产生的 分解成分如如图8数据81-3所示，其包含源自于该第三影像来源的成分Ln-3、Hn-3等等， 以及源自于该第四影像来源的成分Ln-4、Hn-4等等。为该第三与第四影像来源产生的分解 成分其数量可少于正常模式的数量。之后，KVM主处理器63为多重来源用户所要求的该等影像来源取得经处理的数 据，并传送该等数据至该多重来源用户(步骤S77)。有些经处理的影像数据得自于该第一 群影像处理器，而其它的经处理影像数据得自于该第二群影像处理器。由于这些经处理的 数据是用于多重来源模式，其为各桌面图像所要求的一较低的分辨率，所以由各影像来源 被传送的分解成分会较少。在此示范情境中，如图8数据82-3所示，传送到多重来源模式的该第三用户的数 据包括分解成分Ln-I、Hn-I、Ln-2、Hn-2、Ln-3、Hn-3、Ln-4、Hn-4等、最低解析层级的平滑信 号(Ln)、各第一到第四影像来源的最低解析层级的一细部信号(Hn)。分解成分Ln-l、Hn-l、 Ln-2、Hn-2取自该第一与第二影像处理器(亦即由数据81_1与81_2)，而分解成分Ln_3、 Hn-3、Ln-4、Hn-4取自该第三影像处理器(亦即由数据81-3)。于上述方式，KVM主处理器63从多个影像处理器取得多重解析分解成分以形成多 重来源数据，其包含来自多个被要求的影像来源，KVM主处理器63并传送该多重来源数据 至该多重来源用户。因为KVM主处理器63知道哪些影像处理器正在处理来自哪些影像来 源而为了正常模式用户的数据，KVM主处理器63可以有效的使用已经产生的数据以产生多 重来源数据。在图6B、7、8的实施例中，该KVM切换器通常是一服务器，其供应来自多个影像来 源的影像信号给多个用户。依据本实施例的产生多重来源数据的方法具有许多优点。首先，多重解析分解可 被再利用于供应一个一般模式用户与一个多重模式用户，这样就避免了重复处理影像信 号，并且不会增加数据储存。传统的方法中，供应一个多重模式用户的一个影像处理器将会 处理来自全部所要求的影像来源的影像信号，即使其中的某些影像来源也正在被供应其它 用户的其它影像处理器所处理中。传统的方法无法再利用已经处理过的影像数据以作为多 重来源数据的一部份，因为该影像数据被运用MPEG、JPEG等方法特别压缩。这些压缩方法 不允许一部份经压缩的高解析图像数据有备于分离且用作低解析数据。运用本发明的诸实 施例而当二个或更多用户要求显示来自同一影像数据的影像图像时，该影像来源只需要被 切换到一个影像处理器并由该影像处理器处理。该KVM主处理器将使用该影像处理器所产 生的经压缩数据以供应该等用户。该等用户可能都在正常(单一来源)模式，或者一或多 个用户在正常模式而一或多个用户在多重来源模式。其次，使用本实施例的方法，一影像处理器不需要被依序连接到全部多重来源下 的所要求的影像来源，影像来源的切换次数可以显著降低或去除，这样就随着切换影像来 源次数的降低而减少处理时间。图3、4、5B所示的系统与方法和图6B、7、8的系统与方法具有一些共同特征。其中一项是该服务器可检测不同用户的不同要求，并按照其要求，选择性的传送不同经编码的 多重解析分解成分给不同的用户。于图3、4、5B所示的系统与方法之中，不同的用户因其频 宽限制而要求不同解析层级的图像数据。于图6B、7、8所示的系统与方法之中，不同的用户 要求不同的模式，比如说一个正常模式只包含一个影像来源，而一个多重来源模式包含多 个影像来源。于两种方法之中，该服务器以传送适当的多重解析分解成分给用户，而符合不 同用户的要求。图3、4、5B所示的系统与方法和图6B、7、8的系统与方法的另一个共同特征是该服 务器所产生的分解成分的再利用。于图3、4、5B所示的系统与方法之中，于KVM切换器55 产生的不同分解成分的分组被传送到不同的用户，以满足其分辨率要求。于图6B、7、8所示 的系统与方法之中，某些影像处理器(例如，该示范情境中的第一与第二影像处理器)所产 生的分解成分被传送到二或更多个用户(例如，一个正常模式用户和一个多重来源用户)。虽然本发明已以数个较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习 此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的权利 要求当以所附的权利要求所界定者为准。
权利要求
一种服务器，将来自多个影像来源的影像信号提供给多个用户，该服务器至少包含多个影像处理电路；一影像切换器，耦接于该等多个影像来源以及该等多个影像处理电路，该影像切换器可将所述的各影像处理电路连接至一或多个该等影像来源，其中所述的各影像处理电路可运用一多重分辨率分解法处理来自所连接的该等影像来源的影像信号，以将所连接的各影像来源产生多个分解成分，该分解成分包含一或多个解析层级的一平滑信号成分与一或多个细部信号成分；以及一传输电路，用以依据该等用户的要求而选择性地传送由该等影像处理电路所产生的该等分解成分至该等用户，其中至少在某些时间，该传输电路传送由二或多个连接于二或多个影像来源的影像处理电路所产生的分解成分至该等用户其中之一。
2.如权利要求1所述的服务器，其特征在于，至少在某些时间，该传输电路同时传送由 该等影像处理电路其中之一所产生的某些分解成分至二或多个用户。
3.如权利要求1所述的服务器，其特征在于，对于该至少一影像处理电路而言，其所产 生的一第一笔分解成分被传送至操作于一单一来源模式的一第一用户，其所产生的一第二笔分解成分被传送至操作于一多重来源模式的一第二用户，该第二笔数目低于该第一笔数 目。
4.如权利要求1所述的服务器，其特征在于，该影像切换器连接一第一群影像处理电 路的各个电路至一第一群影像来源其中的一对应影像来源，其中该第一群影像处理电路的各个电路运用该多重分辨率分解法处理来自该对应影 像来源的影像信号，以为该对应影像来源产生多个分解成分，其中该传输电路传送至少某些由该第一群影像处理电路的各个电路所产生的该等分 解成分至操作于一单一来源模式的一第一群用户的一对应用户，其中该影像切换器将一第二群影像处理电路连接至一第二群影像来源， 其中该第二群影像处理电路的各个电路运用该多重分辨率分解法处理来自所连接的 影像来源的影像信号，以为其所连接的各个影像来源产生多个分解成分，以及其中该传输电路传送至少某些由该第一群影像处理电路的至少其中之一所产生的分 解成分以及至少某些由该第二群影像处理电路的各个电路所产生的分解成分，至操作于一 多重来源模式的一第二用户，从而使该第二用户接收到产生自多个影像来源的分解成分。
5.如权利要求4所述的服务器，其特征在于，该第二群影像处理电路的各个电路被连 接至该第二群影像来源中的一对应影像来源。
6.如权利要求4所述的服务器，其特征在于，该第二群影像处理电路至少其中的一依 序连接于二或多个该第二群影像来源。
7.如权利要求1所述的服务器，其特征在于，对于各影像来源而言，该多重解析分解法 至少包含下列步骤(a)将来自该影像来源的影像信号分解成一第一解析层级平滑信号与一预设数量的第 一解析层级细部信号；(b)将来自该第一解析层级平滑信号分解成一第二解析层级平滑信号与该预设数量的 第二解析层级细部信号；以及(C)重复(b)的分解步骤，直到产生具有一预设解析层级的一平滑信号与该预设数量 的细部信号。
8.如权利要求7所述的服务器，其特征在于，该多重分辨率分解法更至少包含安排该 等分解成分而使得该平滑信号与较低解析层级的细部信号成分出现于较高解析层级的细 部信号成分之前。
9.在一服务器系统内，该服务器系统包含一服务器、连接于该服务器的多个影像来源、 及连接于该服务器的多个用户，该服务器包含多个影像处理电路、连接于该等影像来源与 该等影像处理电路的一影像切换器、与耦接于该等用户的一传输电路，一种由该服务器执 行用以提供来自该等影像来源的影像信号给该等用户的方法，至少包含下列步骤(a)该影像切换器将至少某些该等影像处理电路的每一个连接至一或多个影像来源；(b)该等至少某些该等影像处理电路的每一个电路以一多重分辨率分解法处理来自所 连接的该等影像来源的影像信号，为各连接的影像来源产生多个分解成分，该分解成分包 含一或多个解析层级的一平滑信号成分与一或多个细部信号成分；以及(c)该传输电路依据该等用户的要求而传送由至少某些影像处理电路所产生的至少某 些分解成分到至少某些用户，其中至少在某些时间，该传输电路传送由二或多个连接于二 或多个影像来源的影像处理电路的分解成分至该等用户其中之一。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，至少在某些时间，该传输电路传送由该等 影像处理电路其中之一所产生的某些分解成分至二或多个用户。
全文摘要
本发明揭露一种多通道KVM服务器，用以供应多个影像数据给多个用户。此KVM服务器包括多个影像处理器，以及一将所述的各影像处理器连接至一或多个影像来源的切换器。各影像处理器运用一多重分辨率分解法处理数据，而产生具有不同解析层级的多个分解成分。此KVM服务器的一主处理器依据用户要求传送产生于不同的影像处理器的分解成分给不同的用户。当某些用户处于一种多重来源模式(“电视墙”)而有些用户处于单一来源模式时，该主处理器使用产生于某些影像处理器的分解成分以同时提供给处于单一来源模式的该等用户及处于多重来源模式的该等用户以作为一部份的电视墙数据。
文档编号G06F3/023GK101895747SQ20101018945
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月19日 优先权日2009年5月20日
发明者李文舜 申请人:宏正自动科技股份有限公司