专利名称：编码方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明是有关于数据压缩，特别是有关图像数据编码的装置和方法。
背景技术：
数字图像应用的快速发展，包括小规模出版业、多媒体、视频会议、及
高清晰度电视(HDTV)等，增加了对于有效率且标准化的图像压缩技术的需要。 若没有图像压缩，则图像的传输所耗用的频宽可能是许多应用无法支持的。 因此，压缩图像的方法已成为许多研究发表的主题。图像压缩方法将由2次 元像素阵列的图像转换为一序列的位，并通过传输联机传送之。每一个像素 表示该图像在特定位置的强度。该传输联机可以为一般的电话线。
考虑一图像，其包含照片的灰阶显示，分辨率为1000 x 1000线。每一个 像素通常包含8位，其是用以编码该照片上一个对应点的可能的256个强度 阶层。因此，若没有压缩，则该照片的传输必须要在通讯联机上传送8兆位。 一般的电话线每秒可以传送约9600位；因此上述照片的传送会耗费10分钟 以上。这样的传输时间是无法接受的。
因此，需要有图像压缩系统来减少传送时间。就本领域技术人员而言， 应该也可知图像压缩系统也可以应用图像储存系统中，以减少储存图像时需 要的存储器空间。
但是，在一个固定的压缩系统中，因为固定的压缩率，该图像数据的一 个区域可能会被扭曲。尤其是，因为不同的区域内容，在同一个图像数据中 的不同区域的实际压缩率是不同的。有均匀内容的区域的实际压缩率较高， 而另一方面，有复杂内容的区域的实际压缩率较低。为了达到最佳的压缩质 量，编码器可以在先处理的均匀区域保留一些位，并将这些保留的位用在稍 后的复杂区域的编码。虽是如此，为了一致及简单起见，通常采用一次性编 码(one-pass coding)进行编码处理。使用 一次性编码，则图像数据通过编码 器一次，且处理内容时是使用固定的压缩率。因此，当在复杂区域之前先处 理均匀区域时，就没有保留的位可以用于将该复杂区域编码，且该复杂区域编码将使用固定压缩率。因此，可能会造成该图像数据的该复杂区域的扭曲。
发明内容
本发明提供一种编码方法，其以预定压缩率一次处理编码图像数据，该 图像数据包含一系列区块。其中该区块被分为第一组及第二组，且该第一组 之后为该第二组。 一个目前区块为该区块中的一者，该-故编码的目前区块包 含目前位长度。在编码开始时，货出位长度及剩下位长度均为0。该编码方 法包括下列步骤。在可得位长度及预定货出位长度的总和内编码在该第 一组 的区块，其中该可得位长度是依据该预定压缩率及该剩下位长度计算。在该 可得位长度内编码在该第二组的区块。当该目前区块位于该第 一组中且该目 前位长度大于该可得位长度时，在编码该目前区块之后，依据该目前位长度 及该可得位长度，更新该货出位长度。当该目前区块为该第一组中且该目前 位长度不大于该可得位长度时，更新该剩下位长度。当该目前区块为该第二 组时，更新该剩下位长度。当该目前区块位于该第二组，该货出位长度为正 且该剩下位长度大于预定临界值时，在对该剩下位长度执行计算之后，依据 补偿位长度调整该剩下位长度，并依据该补偿位长度调整该货出位长度。
本发明还提供一种编码方法，其将包含一系列区块的图像数据编码。其 中该区块被分为第一组及第二组，且该第一组之后为该第二组。第一区块为 该第一组中的一者，且第二区块为该第二组中的一者。每个该区块包含依据
预定压缩率的可得编码位长度(k+left —len)，该编码方法包括下列步骤。决 定该第一区块的第一可允许位长度。其中该第一可允许位长度的最大位长度 较该可得编码位长度大第一预定位长度(k/8)。编码该第一区块，并通过从该 编码的第一区块的位长度减去该可得编码位长度，以记录货出位长度，或通 过从该可得编码位长度减去该编码的第一区块的位长度，以记录剩下位长度。 决定该第二区块的第二可允许位长度。其中该第二可允许位长度的最大位长 度等于该可得编码位长度(k+left-len)。当该货出位长度为正，且该剩下位 长度大于第二预定位长度(k/4)时，编码该第二区块，并更新该剩下位长度。 本发明亦提供一种编码系统，其将包含一系列区块的图像数据编码。其 中该区块被分为第一组及第二组，且该第一组之后为该第二组。第一区块为 该第一组中的一者，且第二区块为该第二组中的一者。每个该区块包含依据 预定压缩率的可得编码位长度(k+left-len),该编码系统包括输入单元、编码器及输出单元。该输入单元接收该区块。该编码器决定该第一区块的第一 可允许位长度，并编码该第一区块，并通过从该编码的第一区块的位长度减 去该可得编码位长度，以记录货出位长度，或通过从该可得编码位长度减去 该编码的第一区块的位长度，以记录剩下位长度，决定该第二区块的第二可
允许位长度，当该货出位长度为正，且该剩下位长度大于第二预定位长度(k/4)
时，编码该第二区块，并更新该剩下位长度，其中该第一可允许位长度的最
大位长度较该可得编码位长度大第一预定位长度(k/8)，且该第二可允许位长 度的最大位长度等于该可得编码位长度(k+left-len)。该输出单元输出该编 码结果为位串流。
为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举 出專交佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
图1显示依据本发明实施例的编码装置的示意图。
图2显示依据本发明实施例的编码方法的流程图。
编码装置-100;
输入单元~ 103;
编码器-105;
输出单元~107。
具体实施例方式
图1显示依据本发明实施例的编码装置的示意图。编码装置100包含输 入单元103、编码器105、输出单元107。编码装置100以预定压缩率一次处 理(one pass)编码图像数据IMG。图像数据IMG包含一系列区块。而编码装 置IOO依序接收这些区块。该区块被分为2组，亦即，第一组及第二组。依 据本实施例，该第一组的区块为该区块的四分之一，而该第二组中的区块为 该区块剩下的四分之三。
输入单元103接收这一系列区块。编码器105在可得位长度及预定货出 位长度的总和内编码该第 一 组的区块，其中该编码数据的最大长度是限制为 低于该可得位长度及该预定货出位长度的总和。该可得位长度是依据该预定压缩率及剩下位长度left-len计算。因为该剩下位长度在编码每一区块之后 被更新，所以该可得位长度是针对每一个区块而被调整。依据本实施例，该 可得位长度为该剩下位长度lefUlen及依据该预定压缩率计算的内定位长 度k的总和。依据本实施例，该预定货出位长度为k/8。在编码开始时，该 剩下位长度left-len及货出位长度lend—len均为0。编码器105在该可得 位长度left-len+k之内编码该第二组中的区块。
针对每一个区块，目前区块B为由编码装置IOO接收的该序列的区块中 的一者，而目前位长度cur — len为该编码的目前区块B的数据长度。在将目 前区块B编码之后，当该目前区块B位于该第一组中且该目前位长度大于该 可得位长度时，编码器1Q5依据该目前位长度cur —len及该可得位长度 left-len+k,更新该货出位长度lend-len。需注意，只有当目前区块B位于 该第一组，则该目前位长度才会比该可得位长度长。依据本实施例，货出位 长度lend_len的更新是依据目前位长度cur-len及该可得位长度 left-len+k的差，其为当目前区块B位于该第一组中，且 cur_len>left — len+k ， 则 货 出 4立 长 度 lend—len = lend—len+cur-len-(lef t一len+k)。否则，当该目前区块B为该第一组中且该 目前位长度cur —len不大于该可得位长度left —len+k时，编码器105更新该 剩下位长度left —len。依据本实施例，当该目前区块B为该第一组中，且 cur_len < left-len+k时，剩下位长度的更新是依据该可得位长度 left-len+k及该目前位长度cur—len的差。而且，当该目前区块B位于该第 二组时，编码器150更新该剩下位长度left-len。需注意该目前位长度必须 小于该可得位长度。依据本实施例，剩下位长度的更新是依据该可得位长度 left-len+k及该目前位长度cur —len的差，其为left —len = (lef t_len+k)-cur —len。
而且，当该目前区块位于该第二组时，当该货出位长度lend—len为正， 且该剩下位长度left_len大于第二预定临界值时，编码器150在更新该剩下 位长度之后，依据补偿位长度调整该剩下位长度。依据本实施例，该预定临 界值为k/4，且该剩下位长度的调整是通过减去该补偿位长度而为之。该补 偿位长度是依据该货出位长度计算。当该货出位长度lend_len大于预定数值 时，该补偿位长度决定为该预定数值。依据本实施例，该预定数值为k/8。 因此，依据本实施例，当lend—len〉k/8时，该剩下J立长度left —len改变为left-len = left —len-k/8。否则，当该货出位长度lend—len不大于该预定 数值时，该补偿位长度决定为该货出位长度lend_len。因此，依据本实施例， 当lend—len < k/8时，该剩下位长度left-len调整为left-len = left-len-lend-bit。继之，在调整剩下位长度之后，编码器150依据该补偿 位长度，调整该货出位长度lend_len。该货出位长度lend—bit的调整是通 过减去该补偿位长度而为之。因此，依据本实施例，当lend-len>k/8,该货 出位长度lend—len调整为lend_len = lend—len-k/8,并当lend—len《k/8 时，调整为lend-len = 0。需注意，该预定临界值大于该预定数值。最后， 输出单元107输出该编码结果为位串流。
图2显示依据本发明实施例的编码方法的流程图。由编码装置100接收 目前区块(S1)。在编码开始时，该剩下位长度及该货出位长度均为0。首先， 判断该目前区块为于该第一组中或该第二组中(S2)。当该目前区块位于该第 一组中，则由编码器105将该目前区块编码为k+left — len+k/8之内(S3)。在 将该第一组中的该目前区块编码之后，判断该目前位长度cur-len是否大于 该可得-位长度left — len+k(S4)。当cur — len > left_len+k时，则该货出^f立 长度更新为lend—len = lend—len+cur — len-(lef t — len+k) (S5)。否则，当 cur — len < left —len+k 时，该剩下位长度更新为 left — len = (lef t —len+k)-cur —len (S6)。
若该目前区块位于该第二组时，将该目前区块编码为k+left — len之内 (S7)。继之，因为当该目前区块位于该第二组时，该目前位长度不会大于该 可得位长度该剩下位长度更新为left —len= (left —len+k)-cur_len(S8)。继 之，判断该货出位长度lend-len是否为正，且该剩下位长度left-len是否 大于该预定临界值k/4(S9)。当lend-len〉0且left-len>k/4,判断该货出位 长度lend—len是否大于该预定数值k/8 (SIO)。当left —len〉k/8时，该补 偿位长度决定为该预定数值k/8，且该剩下位长度调整为left-len = left-len-k/8。该货出位长度随之被调整为lend-len = lend-len-k/8 (Sll)。 否则，该补偿位长度决定为该货出位长度，且该剩下位长度调整为 left — len=left —len-lend-len。该货出位长度并随之被调整为lend—len = 0 (S12)。当lend-len <0或left — len<k/4时，不更新也不调整位长度。在 该目前区块被编码且该位长度被更新之后，由编码装置IOO接收下一个区块， 并重复执行上述的编码程序直到该序列的区块都被编码为止(S13及S14)。因此，上述的编码装置及方法可以在编码不同区块时提供可调整的位长 度。当一开始就遇到复杂区域时，上述的编码装置及方法可以增加用以编码 该复杂区域的该位长度，并基于将后续的均匀区域编码的平均，以较短的位 长度减少该位率。因此而避免了在该复杂区域发生扭曲。
本发明所提出的方法及系统，或者其中某些部分，可能以计算机程序(计 算机指令)的方式加以实现，此计算机程序(计算机指令)可能建置于储存媒体
中，如软盘(floppy diskettes)、光盘(CD-ROMS)、硬盘(hard drives)、固 件(firmware)或其它任何机器可辨读的储存媒体中。当前述的计算机程序(计 算机指令)经由如计算机等机器加载并执行时，此加载计算机程序(计算机指 令)的机器即转换为用以实现本发明的装置。再者，本发明所揭示的方法及系 统可以计算机程序(计算机指令)的方式进行传输，传输媒体如电线 (electrical wire)、电缆(cable)、光纤(fiber optics)、以及其它4壬4可可 进行传输的传输々某体或无线传输(wireless communicat ion)。当前述传输的 计算机程序(计算机指令)经由如计算机等机器加载并执行时，此加载计算机 程序(计算机指令)的机器即转换为用以实现本发明的装置。又再者，本发明 所揭示的方法及系统可以计算机程序(计算机指令)的型态应用于通用目的 (general-purpose)处理器中，当前述应用于通用目的处理器的计算^/L程序 (计算机指令)与该处理器相结合时，即提供用以实现本发明的装置，其功能 相当于具有特定功能的逻辑电路(logic circuits)。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何 本领域技术人员，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，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定者为准。
权利要求
1. 一种编码方法，其以预定压缩率一次处理编码图像数据，该图像数据包含一系列区块，其中该区块被分为第一组及第二组，且该第一组之后为该第二组，一个目前区块为该区块中的一者，该被编码的目前区块包含目前位长度，且在编码开始时，贷出位长度及剩下位长度均为0，该编码方法包括在可得位长度及预定贷出位长度的总和内编码在该第一组的区块，其中该可得位长度是依据该预定压缩率及该剩下位长度计算；在该可得位长度内编码在该第二组区块；当该目前区块位于该第一组中且该目前位长度大于该可得位长度时，在编码该目前区块之后，依据该目前位长度及该可得位长度，更新该贷出位长度；当该目前区块为该第一组中且该目前位长度不大于该可得位长度时，更新该剩下位长度；当该目前区块为该第二组时，更新该剩下位长度；以及当该目前区块位于该第二组，该贷出位长度为正且该剩下位长度大于预定临界值时，在对该剩下位长度执行计算之后，依据补偿位长度调整该剩下位长度，并依据该补偿位长度调整该贷出位长度。
2. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该可得位长度为该剩下位长度 及依据该预定压缩率计算的内定位长度的总和。
3. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该货出位长度的更新是依据该 目前位长度及该可得位长度的差。
4. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该剩下位长度的更新是依据该 可得位长度及该目前位长度的差。
5. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该补偿位长度是依据该货出位长度计算。
6. 根据权利要求5所述的编码方法，当该货出位长度大于预定数值时， 该补偿位长度决定为该预定数值。
7. 根据权利要求5所述的编码方法，当该货出位长度不大于预定数值时， 该补偿位长度决定为该货出位长度。
8. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该剩下位长度的调整是通过减去该补偿位长度而为之，其中该货出位长度的调整是通过减去该补偿位长度 而为之。
9. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该第一组的该区块为该区块的 第一个四分之一，而该第二组中的该区块为该区块剩下的四分之三。
10. 根据权利要求1所述的编码方法，其中该预定临界值大于该预定数值。
11. 一种编码方法，其将包含一系列区块的图像数据编码，其中该区块 被分为第一组及第二组，且该第一组之后为该第二组，第一区块为该第一组 中的一者，且第二区块为该第二组中的一者，每个该区块包含依据预定压缩 率的可得编码位长度(k+left-len)，该编码方法包括决定该第一区块的第一可允许位长度，其中该第一可允许位长度的最大 位长度较该可得编码位长度大第一预定位长度(k/8);编码该第一区块，并通过从该编码的第一区块的位长度减去该可得编码 位长度，以记录货出位长度，或通过从该可得编码位长度减去该编码的第一 区块的位长度，以记录剩下位长度；决定该第二区块的第二可允许位长度，其中该第二可允许位长度的最大 位长度等于该可得编码位长度(k+left-len);以及当该货出位长度为正，且该剩下位长度大于第二预定位长度(k/4)时，编 码该第二区块，并更新该剩下位长度。
12. 根据权利要求11所述的编码方法，其中该可得位长度为该剩下位长 度及依据该预定压缩率计算的内定位长度的总和。
13. 根据权利要求11所述的编码方法，其中该剩下位长度是依据补偿位 长度而更新。
14. 根据权利要求13所述的编码方法，其中该补偿位长度是依据该货出 位长度计算。
15. 根据权利要求14所述的编码方法，当该货出位长度大于预定数值时， 该补偿位长度决定为该预定数值。
16. 根据权利要求14所述的编码方法，当该货出位长度不大于预定数值 时，该补偿位长度决定为该货出位长度。
17. 根据权利要求11所述的编码方法，其中该剩下位长度的调整是通过 减去该补偿位长度而为之。
18. 根据权利要求11所述的编码方法，其中该第一组的该区块为该区块 的第一个四分之一，而该第二组中的该区块为该区块剩下的四分之三。
19. 根据权利要求11所述的编码方法，其中该预定临界值大于该预定数值。
20. —种编码系统，其将包含一系列区块的图像数据编码，其中该区块 被分为第一组及第二组，且该第一组之后为该第二组，第一区块为该第一组 中的一者，且第二区块为该第二组中的一者，每个该区块包含依据预定压缩 率的可得编码位长度(k+left-len)，该编码系统包括输入单元，其接收该区块；编码器，其决定该第一区块的第一可允许位长度，并编码该第一区块， 并通过从该编码的第一区块的位长度减去该可得编码位长度，以记录货出位 长度，或通过从该可得编码位长度减去该编码的第一区块的位长度，以记录 剩下位长度，决定该第二区块的第二可允许位长度，当该货出位长度为正， 且该剩下位长度大于第二预定位长度(k/4)时，编码该第二区块，并更新该剩下位长度，其中该第 一可允许位长度的最大位长度较该可得编码位长度大第 一预定位长度(k/8),且该第二可允许位长度的最大位长度等于该可得编码位 长度(k+left —len);以及输出单元，其输出该编码结果为位串流。
全文摘要
一种编码方法，其以预定压缩率一次处理编码图像数据，该图像数据包含一系列区块。其中该区块被分为第一组及第二组。在可得位长度及预定贷出位长度的总和内编码在该第一组的区块，其中该可得位长度是依据该预定压缩率及该剩下位长度计算。在该可得位长度内编码在该第二组区块。当该目前位长度大于该可得位长度时，更新贷出位长度。当该目前区块为该第一组中且该目前位长度不大于该可得位长度时，更新该剩下位长度。当该目前区块位于该第二组，该贷出位长度为正且该剩下位长度大于预定临界值时，更新该剩下位长度及该贷出位长度。
文档编号H03M7/30GK101415118SQ20081013152
公开日2009年4月22日 申请日期2008年7月16日 优先权日2007年10月18日
发明者张芳甄 申请人:奇景光电股份有限公司