[发明专利]影像压缩方法及其相关装置

说明书

技术领域

本发明是关于影像压缩技术，尤指一种影像压缩方法及相关装置，其可依据压缩后影像数据所对应的数据量来动态调整压缩比。

背景技术

日常生活中，人们常常将各式各样信息记录于影像中，而随着网际网络与电子产品的进步，传递这些影像信息变得非常普及与容易，但受限于数字数据传输上的一些限制，原始的影像往往需要通过压缩技术来保存，以增加其保存与传递上的方便性。因此，各种影像压缩技术便不断被研究人士或工程师所提出，例如从早期的MJPEG(Motion Joint Picture Experts Group)到最近的H.264等。基于所采用的算法，每种影像压缩技术分别有不同的适用范围以及优缺点。

举例来说，一种基于静态图像压缩技术JPEG(Joint Photographic Experts Group)所衍伸的影像压缩技术“动态JPEG”(motion JPEG，MJPEG)，由于其先天特性，因此所能提供的压缩比不是很大，故其常使用于一些原始影像数据流量不大或者是仅需要普通压缩品质的设备中。例如，数字相机中的录像功能或者是网络摄影机，由于这些器材所录制的影像画面分辨率通常不会太高，因此其原生数据(raw data)的数据流量也不至于太高，故通过MJPEG影像压缩技术即可产生令人满意的压缩效果。

然而，在某些应用上，上述的影像撷取设备往往需要将所产生的压缩后影像数据输出以进行同步传输，如利用网络摄影机进行视讯会议，而常见的数据传输界面却通常针对同步实时传输有相当的限制，如USB 2.0界面仅能提供24MB/s的同步传输频宽。因此，在同步传输频宽的限制下，若影像撷取设备所产生的压缩后影像数据的数据流量太大时，将造成接收端的影像品质劣化。于现有技术中，为解决这种同步传输频宽所带来的限制，通常通过调整影像压缩的压缩比以解决频宽限制的问题。然而，此种现有作法主要是通过检测数据传输界面的缓冲装置(buffer)的剩余容量来决定是否调整压缩比(如USB界面中的等时(Isochronous)USB FIFO)。

再者，在MJPEG的影像压缩过程中，每一帧(frame)对应的数据(帧中每个像素所对应的色彩分量数据)会先经过离散余弦转换(discrete cosine transform，DCT)，接着会被量化以及编码。在量化的过程中，通过将DCT转换所产生的系数除以一量化表中所对应的量化数值，可减少DCT转换所得的系数的精准度，其中由于原始数据中的高频成分会被移除，因此表示一图形所需的位数(数据量)可以大大的减少。换言之，量化表内所包含的内容将会实际影响MJPEG影像压缩的压缩比。

现有技术中，当等时USB FIFO容量已满时，会利用一量化因子(quantization factor)来调整量化表，使得原始影像数据中更多的成分被移除，进而提高压缩比以有效降低数据量。然而，现有技术这种依据缓冲装置的储存容量来判断是否调整压缩比的方式，由于因为缓冲装置的剩余容量并无法反映出后续的影像数据的状态，往往可能造成对于某些静态影像(本身数据量较小，不需要太高的压缩比来压缩)进行过度的压缩，如此一来，不但牺牲了影像品质，也降低了影像压缩的效率。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术所面临的问题，因此本发明采用一种动态调整压缩率的概念，其是依据影像串流中每一帧(frame)经压缩后影像数据的数据量大小与有限频宽之间的差量，来决定下一帧于压缩时所采用的压缩比。进一步来说，本发明依据压缩后影像数据的数据量的变动，动态地调整压缩时所采用的量化表，进而得到最好的压缩效果。如此一来，压缩比的选取可更有弹性，并且不会因此产生不必要的过度压缩。

为能实现上述概念，本发明于影像压缩方法与装置中增加了调整量化表与计算压缩后影像数据的数据量的程序，其中，每当压缩完成后产生对应于一帧的压缩后影像数据，后续动作会接着计算其数据量的大小，然后，依据该数据量的大小与有限频宽间的关系来判断是否需要调整压缩比。

依据本发明的一方面是提供一种影像压缩方法，该方法包含有：输入一原始影像数据，并对该原始影像数据进行一特定转换操作以产生一转换后影像数据；依据一量化表(quantization table)来对该转换后影像数据进行一量化操作，以产生一量化后影像数据；对该量化后影像数据进行编码，以产生该压缩后影像数据；以及计算该压缩后影像数据所对应的一数据量，并依据该数据量来决定是否调整该量化表。