[发明专利]一种实时数字图像压缩预测方法与系统

说明书

本发明公开了一种便于数字电路实现以及可时序优化的基于预测的实时数字图像压缩之预测方法。基于本发明所提出的预测方法，根据图像分辨率的大小、数字电路实现的难度、以及压缩效率的折中，选取一组单元和预测间隔的数值。图像分辨率越高，数字电路实现对时序的要求越高，此时可以适当增加单元的数值和预测间隔的数值；根据所选取的单元和预测间隔的取值，以及当前像素所处单元中的位置，选取相应的参考像素计算当前像素的预测值。采用本发明所提出的预测方法可以降低了芯片中数字电路对时序的要求，具有较高的实用价值，有望在未来的需要实时视频流压缩、解压缩集成电路中得到应用。

技术领域

本发明属于半导体显示与图像处理领域，具体涉及一种基于预测的实时数字图像压缩预测方法。

背景技术

随着集成电路设计与制造技术和半导体显示技术的发展，显示器的分辨率越来越高，如今支持4Kx2K分辨率的显示屏已经在市场上普遍出现，支持8Kx4K分辨率的显示屏也已问世，未来支持更高分辨率的显示屏也会出现。在保证显示器刷新率不变的情况下，显示器驱动芯片、时序控制芯片以及图像处理单元所需要支持的带宽越来越高。随之带来的问题是：现有技术中，芯片接口工作速率已无法满足芯片带宽的要求；芯片整体功耗增加，设计更为复杂，芯片及系统设计成本增加。

在基于预测的图像压缩方法中，预测方法的实现是最重要的一步，预测的准确性直接决定了最终的压缩比。如今在计算机图像压缩领域中广泛使用的JPEGLS(JointPhotographic Experts Group-Lossless Standard)标准就是一种成熟的基于预测的图像压缩方法，该标准采用的MAP(Median Adaptive Prediction)预测方法。但是MAP预测方法的运算过程中每个Pixel(像素)的预测均依赖于前一个像素，故对像素时钟的时钟长度存在要求，无法通过在数字电路中实现像素时钟域下的流水线操作这种方式来抵消对像素时钟长度的需求。而该参数值会随着图像分辨率增加而线性减小，当图像分辨率越来越高时，像素时钟长度越来越短，当缩短到一定程度时，基于MAP的预测方法将因为电路实现的时序无法满足要求而极大地增加芯片设计的难度。另外，VESA联盟于2014年最新推出的压缩标准DSC(Display Stream Compression Standard)标准采用了改进型的MMAP(ModifiedMedian Adaptive Prediction)预测方法，该方法引入了像素群(Group，每3个连续的像素是一个Group)的概念，其与MAP方法类似，即，MAP是在像素时钟域的每个时钟周期预测一个像素，而MMAP是在每个像素时钟域的每个时钟周期预测三个像素。但是，无论是MAP还是MMAP方法，在数字电路实现的时候，都存在无法采用在像素时钟域或者像素群时钟域下以流水线的方式来优化时序，即，MAP预测方法必须在一个像素时钟周期之内计算完毕，而MMAP预测方法必须在一个像素群时钟周期之内计算完毕。当图像分辨率达到一定程度的时候，基于MAP或者MMAP的预测方法将因为数字电路实现的时序无法满足要求而极大地增加芯片设计的难度和复杂度。

发明内容

本发明目的在于提供一种便于电路实现以及可时序优化的基于预测的实时数字图像压缩之预测方法。

本发明的技术方案是：

一种可时序优化的基于预测的实时数字图像压缩之预测方法。

根据本发明的像素预测方法，其数字电路实现的时序不完全地依赖于像素时钟，也即不完全地依赖于图像分辨率，可以随着图像分辨率的提高做调整，从而大大减小了数字电路实现时对时序的要求，方便电路设计和实现，并支持极高分辨率的图像压缩。为便于阐述，本发明引入两个参数：一、单元(Unit，其单位为Pixel，表示对一行连续的像素序列进行划分，每一个划分为一个Unit)；二、预测间隔(Predictor Interval，其单位为Unit，表示每次计算当前Unit中的像素的预测值时所选取的参考单元的位置)。

一种可时序优化的基于预测的实时数字图像压缩方法的像素预测方法，其步骤包括：