依据像素数据执行位平面扫描编码的图像编码方法与装置以及相关的图像解码方法与装置的制造方法
【专利说明】依据像素数据执行位平面扫描编码的图像编码方法与装置 从及相关的图像解码方法与装置
[0001] 香叉引用
[0002] 本发明请求美国临时案申请号61/774, 811 (申请日2013年3月8日）的优先权， 并请求美国申请号14/183, 537 (申请日2014年2月19日）的优先权，且上述申请案的所 有内容W引用方式纳入。
技术领域
[0003] 本申请所掲露的实施例与图像编码W及解码相关，更具体来说，设及依据像素数 据执行位平面扫描编码的图像编码方法与装置W及相关的图像解码方法与装置。
【背景技术】
[0004] 第一忍片与第二忍片之间设置一个显示接口来从第一忍片至第二忍片传递显示 数据。举例来说，第一忍片可W是一个主机应用处理器化OStapplicationprocessor), 并且第二忍片是一个驱动集成忍片（化iverintegratedcircuit，IC)。显示数据包括 图像数据（imagedata)、视频数据、图形数据（graphicdata)、W及/或者屏幕显示数据 0SD(on-screendisplay)。此外，显示数据可W是用于2维（2D)播放的单一视角数据或者 用于3维（3D)播放的多视角数据。当一个显示平板支持较高的显示分辨率时，可W实现 2D/3D较高分辨率的播放。因此通过显示接口传输的显示数据具有较大的数据尺寸/数据 速率，运将不可避免地增加显示接口的能量消耗。如果主机应用处理器与驱动IC都位于一 个由电池供电的可携带设备（例如一个智能手机），由于显示接口增加的能量消耗，电池的 寿命将被缩短。 阳0化]相似地，相机模组与后端处理忍片之间也设置一个相机接口，用来将相机数据从 相机模组传输至后端处理忍片，W完成进一步的处理。举例来说，后端处理忍片是一个主机 应用处理器。当相机模组支持较高图像分辨率时，通过相机接口传输的相机数据将具有一 个较大的数据尺寸/数据速率，其将不可避免地增加相机接口的功率消耗。如果相机模组 与主机应用处理器都位于一个由电池供电的可携带设备（例如一个智能手机），由于相机 接口增加的能量消耗，电池的寿命将被缩短。
[0006] 因此，需要一种能够降低显示接口 /相机接口的功率消耗的新设计。
【发明内容】
[0007] 依据本申请的实施方式，提出一种依据像素数据执行位平面扫描编码的图像编码 方法与装置，W及相关的图像解码方法与装置。
[0008] 依据本发明的第一实施例，掲露了一种示例性的图像编码方法。包含：接收一帖内 的多个目标像素，其中每一目标像素的像素数据具有对应至少一颜色通道的至少一颜色通 道数据；决定该多个目标像素的一比特预算；并且针对多个选择的像素依据该比特预算W 及一扫描顺序执行位平面扫描编码，并据此产生该多个选择的像素的已编码的像素数据， 作为该多个目标像素的编码数据，其中该多个选择的像素是从该多个目标像素中选择的； 并且该位平面扫描编码提取每一选择的像素的像素数据的部分位作为该选择的像素的已 编码的像素数据。
[0009] 依据本发明的第一实施例，掲露了一种示例性的图像解码方法，包括：接收一个 输入比特流，该输入比特流对应多个选择的像素；决定一帖内的多个目标像素的一个比特 预算，其中该多个选择的像素是来自该多个目标像素；并且依据该比特预算W及一扫描顺 序针对该多个选择的像素执行位平面扫描解码，并据此依据该多个选择的像素的已解码的 像素数据产生该多个目标像素的已解码的像素数据，其中每一目标像素的已解码的像素数 据具有对应至少一个颜色通道的至少一个颜色通道数据，并且该位平面扫描解码至少W该 选择的像素的已编码的像素数据填充每一选择的像素的已解码像素数据的部分位。
[0010] 依据本发明的第=实施例，掲露了一种示例性的图像编码装置。该图像编码装置 包括一个输入端口W及一个编码器。该输入端口配置为接收一帖内的多个目标像素，其中 每一目标像素的像素数据具有对应至少一颜色通道的至少一颜色通道数据。编码器配置为 决定该多个目标像素的一比特预算，并且针对多个选择的像素依据该比特预算W及一扫描 顺序执行位平面扫描编码，并据此产生该多个选择的像素的已编码的像素数据，作为该多 个目标像素的编码数据，其中该多个选择的像素是从该多个目标像素中获得的，并且该位 平面扫描编码提取每一选择的像素的像素数据的部分位作为该选择的像素的已编码的像 素数据。
[0011] 依据本发明的第四实施例，掲露了一种示例性的图像解码装置。该图像解码装置 包括一个输入端口W及一个解码器。输入端口配置为接收一个输入比特流，该输入比特流 对应多个选择的像素，其中该多个选择的像素是来自一帖内的多个目标像素。解码器配置 为决定一帖内的多个目标像素的一个比特预算，并且依据该比特预算W及一扫描顺序针对 该多个选择的像素执行位平面扫描解码，并据此依据该多个选择的像素的已解码的像素数 据产生该多个目标像素的已解码的像素数据，其中每一目标像素的已解码的像素数据具有 对应至少一个颜色通道的至少一个颜色通道数据，并且该位平面扫描解码至少W该选择的 像素的已编码的像素数据填充每一选择的像素的已解码像素数据的部分位。
[0012] 本领域技术人员在阅读了在多个附图所示的W下实施例的进一步细节之后，将了 解本发明的上述W及其他目的与效果。
【附图说明】
[0013] 图1是依据本发明的一个实施例的数据处理系统的举例说明。
[0014] 图2是使用所提出的数据处理系统的第一应用的示意图。
[0015] 图3是使用所提出的数据处理系统的第二应用的示意图。
[0016] 图4是使用所提出的数据处理系统的第S应用的示意图。
[0017] 图5是一个原始图像内的存取单元与编码单元的关系的示意图。
[0018] 图6是依据第一情景针对选择的像素执行位平面扫描编码的示意图。
[0019] 图7是由图1所示的编码器执行的示例性像素重新排序操作的示意图。
[0020] 图8是依据第二情景针对选择的像素执行位平面扫描编码的示意图。
[0021] 图9是由图1所示的编码器执行的示例性颜色通道重新排序操作的示意图。
[0022] 图10是依据第=情景针对选择的像素执行位平面扫描编码的示意图。
[0023] 图11由图1所示的编码器执行的示例性像素丢弃/省略操作的示意图。
[0024] 图12是依据第四情景针对选择的像素执行位平面扫描编码的示意图。
[0025] 图13是依据第五情景针对选择的像素执行位平面扫描编码的示意图。
[00%] 图14是依据第一情景针对选择的像素执行位平面扫描解码的示意图。
[0027] 图15是依据第二情景针对选择的像素执行位平面扫描解码的示意图。
[0028] 图16是依据第=情景针对选择的像素执行位平面扫描解码的示意图。
[0029] 图17是依据第四情景针对选择的像素执行位平面扫描解码的示意图。
[0030] 图18是依据第五情景针对选择的像素执行位平面扫描解码的示意图。
[0031] 图19是由图1所示的编码器执行的图像编码W及封包操作的示意图。
[0032] 图20是依据本发明一实施例具有固定长度的颜色通道比特流片段的交错的比特 流的示意图。
[0033] 图21是图1所示的解码器所执行的图像解码W及解封操作的示意图。
[0034] 图22是依据本发明的一实施例的图像编码方法的流程图。
[0035] 图23是依据本发明的一实施例的图像解码方法的流程图。
【具体实施方式】
[0036] 在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中技术 人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求 书并不W名称的差异来作为区分组件的方式，而是W组件在功能上的差异来作为区分的准 贝1J。在通篇说明书及权利要求书中所提及的"包含"是一个开放式的用语，故应解释成"包 含但不限定于"。此外禪接"一词在此是包含任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文 中描述第一装置禪接于第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或者 透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。
[0037] 图1是依据本发明一个实施例的数据处理系统的图示。数据处理系统100包括图 像编码装置102W及图像解码装置104,其中图像编码装置102是位于发射端TX，并且图像 解码装置104是位于接收端RX。数据处理系统100内的每一个功能模块的操作将在W下部 分中详细描述。一些举例说明中使用所提出的图2-4中的数据处理系统100来进行举例说 明。
[0038] 图2是使用所提出的数据处理系统的第一应用的举例说明。应用处理器202包 括图像编码装置102W及其他电路203。驱动集成忍片（IC) 204包括图像解码装置104W 及其他电路205。应用处理器202中的其他电路203产生原始图像IMGkaw至图像编码装 置102。其他电路203在输出原始图像IMGkm之前，应用像素处理至原始图像IMGKAW。图 像编码装置102禪接至其他电路203,并且依据原始图像IMGkaw执行有损/无损图像补偿 /编码，W产生编码图像IMG_P，其中编码图像IMG_P经过其他电路203传递至显示接口 206。在本发明的一个优选实施例中，编码图像IMG_P经由一个交错的比特流（interleaved bit-stream)传输。此外，当一种传统的图像压缩方法不能使得一个编码单元的压缩数据 的尺寸小于或者等于该编码单元的设计的比特预算化itbudget)时，图像编码装置102激 活所提出的位平面扫描编码化it-planescanningecoding)方法来产生编码单元的编码 数据。应用处理器202经由显示接口 206传输编码图像至驱动IC204。举例来说，显示接 口 206 是一个符合移动工业处理器接口（MobileIndustiTProcessorInte;rface，MIPI) 标准的显示序列接口（displayserialinte计ace,DSI)，或者是一个符合视频电子协会 标准（videoElectronicsStandardsAssociation,VESA)的嵌入式显示端口（embedded displ曰yport，eDP)O
[0039] 图像解码装置104从显示接口 206接收编码图像，并且通过其他电路205传输该 编码图像IMG_P至图像解码装置104。图像解码装置104依据编码图像IMG_P执行有损/ 无损解压缩/解码W恢复原始图像IMGka/，并且传输原始图像IMGka/至其他电路205W进 行进一步的处理。如果图像编码装置102使用无损压缩/编码算法，自相对应的无损解压缩 /解码算法产生的原始图像IMGka/将等同于原始图像IMGkm。然而，如果图像编码装置102 使用了有损的压缩/编码算法，自相对应的有损解压缩/解码产生的原始图像IMGka/将无 法等同于原始图像IMGkaw。此外，当图像编码装置102使用所提出的位平面扫描编码方法， W产生编码单元的编码数据时，图像解码装置104使用相对应的位平面扫描解码方法来获 得编码单元的解码数据。 W40] 与通过显不接口 206直接传输原始图像IMGkm相比较,通过显不接口 206传输编 码图像IMG_P具有更小的数据尺寸/更低的数据速率。因此显示接口 206的功率消耗可W降低。此外，图像编码装置102被设置来产生具有交错的比特流结构的输出比特流。因此， 驱动IC204所需的缓存（即解码端所需的缓存）将会缩减，并且获得一个像素的解码数据 的处理延迟也将由于缩减的缓存而减小。此外，应用处理器202所需的缓存空间和处理延 迟也将缩减。
[0041] 图3举例说明了依据本申请第二实施例的数据处理系统。相机模组302包括图像 编码装置102W及其他电路303。应用处理器304具有图像解码装置104W及其他电路305。 相机模组302的其他电路303禪接至图像编码装置102,并且产生原始图像IMGkaw至图像编 码装置102。其他电路303在输出原始图像IMGkaw之前，应用像素处理至原始图像IMGuAw。 图像编码装置102依据原始图像加6>^执行有损/无损图像补偿/编码，W产生编码图像 IMG_P，其中编码图像IMG_P经由其他电路303传输至相机接口 306。在本发明的一个优选 实施例中，编码图像IMG_P经由一个交错的比特流传输。此外，当一种传统的图像压缩方法 不能使得一个编码单元的压缩数据的尺寸小于或者等于该编码单元的设计的比特预算时， 图像编码装置102激活所提出的位平面扫描编码方法来产生编码单元的编码数据。相机模 组302经由相机接口 306传输编码图像IMG_P至应用处理器304。举例来说，相机接口 306 是一个符合移动工业处理器接口（MobileIn化S付yProcessorInte计ace,MIPI)标准的 相机序列接口（cameraserialinte;rface，CSI)。
[0042] 应用处理器304从相机接口 306接收编码图像IMG_P，并且通过其他电路305传输 编码图像IMG_P至图像解码装置104。图像解码装置104依据编码图像IMG_P执行有损/ 无损解压缩/解码W恢复原始图像IMG>?'，并且传输原始图像IMG>?'至其他电路305W进 行进一步的处理。如果图像编码装置102使用无损压缩/编码算法，自相对应的无损解压缩 /解码算法产生的原始图像IMGka/将等同于原始图像IMGkm。然而，如果图像编码装置102 使用了有损的压缩/编码算法，自相对应的有损解压缩/解码产生的原始图像IMGka/将无 法等同于原始图像IMGkm。此外，当图像编码装置102使用所提出的位平面扫描编码方法， W产生编码单元的编码数据时，图像解码装置104使用相对应的位平面扫描解码方法来获 得编