[发明专利]图像压缩方法及其装置

说明书

技术领域

本发明是关于一种图像压缩方法以及其装置，且特别是关于依据先前图像的信息，动态地调整量化值(quantization value)的压缩方法及其装置。

背景技术

图像压缩意指将数字图像的数据量减小至可由存储或者传输媒体支持的程度。「数据」为传输「信息」的载体，且等量的信息可由不同数据量表示。举例而言，若一则故事由不同人来讲述，则不同人描述相同故事的语言量完全不同，其中故事为所感兴趣的「信息」，而语言为表示此信息的「数据」。提供无关信息或重复讲述已知信息的数据被称为数据冗余性。在数学中可定量地判定数据冗余性，例如，Rd＝1-1/Cr，其中Rd为数据冗余性，且Cr为压缩比(compression ratio)。

压缩比Cr等于N1/N2，其中N1以及N2分别为在图像压缩之前以及之后的数据量。压缩比Cr一般为代替比特率来表示压缩系统的能力。对于有损压缩处理而言，压缩比Cr变高表示数据冗余性被高度消除，但另一方面，所压缩的图像的失真度也相对的变高。为了在消除数据冗余性与降低所压缩的图像的失真度之间取得平衡，便需要适当地控制压缩比Cr。

图1为传统图像压缩模型的示意图。请参照图1，基于预设的保真度标准(fidelity criterion)，量化器110依据量化参数QP来量化图像。因为人眼对整个视觉信息具有不同的敏感度，例如，人眼对图像的平坦区域比对图像的边缘较为敏感，所以当与正常视觉处理相比时，量化器110可以减少不重要的心理视觉冗余信息。编码器120为对图像进行可变长度编码，亦即编码器120使用较少位数目来编码出现机率较小的灰阶，藉以减少编码冗余性。

量化参数QP与压缩比Cr极其有关。以往，图像为依据一固定压缩比Cr来进行压缩。以具有240×320个像素的图像为例，若每一像素包含有光的三原色的成分，亦即红色、绿色以及蓝色，且使用八位来表示每一原色，则图像的总位数为240×320×3×8。对固定压缩比Cr＝2而言，所压缩的图像的总位数为(240×320×3×8)/2，且平均比特率(average bitrate)等于十二。因此，通常需要透过速率控制处理(rate control process)，来依据所压缩的图像的平均比特率，调整量化参数QP的大小，及维持固定压缩比Cr。

然而，景物复杂性并非均匀地分布于图像之中。当图像的景物复杂性较低时，包含量化及编码的编码处理可几乎被视作为无损压缩处理，且压缩比Cr不会因此减少。相反地，当图像的景物复杂性较高时，为了控制使压缩比Cr固定，便需要提高所压缩的图像的失真度，以换取较少的位数。因此，图像质量以及压缩比Cr往往不能同时兼顾。

再者，对于整个图像而言，图像的压缩顺序一般为由上而下。当目前图像的某一位置进行编码时，可以知道已编码的信息，但不可预测尚未编码的信息。因此，若图像中的上半部景物复杂性较高，且图像中的下半部景物复杂性较低时，上半部的失真度会被增加，以维持使上半部的压缩比Cr不减少。但是，图像的下半部景物复杂性不可预测，因此图像的下半部通常会根据与上半部相同的量化参数QP来进行量化，因而增加了下半部的压缩比Cr。当压缩比Cr高于默认值时，多余的频宽便不能被有效地利用来降低上半部的失真度及增强上半部的峰值信杂比(PSNR)。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种图像压缩方法以及其装置。由于连续图像相互具有相关性，本发明依据先前图像的景物复杂性而动态地调整量化值。不仅可将图像的压缩比控制在适当范围内，且也可有效地利用传输媒体的频宽来增强图像质量。图像压缩装置为依据此方法而据以实施。

本发明提供一种图像压缩方法。首先，接收具有多个区域的图像，且依据量化值来对图像的一特定区域进行量化处理，其中特定区域为上述区域其中之一。接着，在编码处理之后，计算图像的特定区域的第一平均比特率，并且依据图像的特定区域的第一平均比特率来调整下一个所接收的图像的相应特定区域的量化值。

本发明提供一种图像压缩装置，其包含接收模块、量化模块、编码模块以及控制模块。接收模块接收一图像，其中图像具有多个区域。量化模块耦接接收模块，其依据一量化值来对图像的一特定区域进行量化处理，其中特定区域为上述区域其中之一。编码模块耦接量化模块，用于对图像的特定区域进行编码处理。控制模块耦接编码模块，其于编码处理后计算图像的特定区域的第一平均比特率，并且依据图像的特定区域的第一平均比特率来调整下一个所接收的图像的相应特定区域的量化值。