[发明专利]优化预测式影像压缩

说明书

技术领域

本发明涉及影像压缩，特别是指一种用于影像压缩的优化预测式引擎。

背景技术

影像压缩为数据压缩在数字影像上的应用，以减少影像数据的冗余以便能够以有效形式储存或传输数据。影像压缩可为有损的或无损的。在无损影像压缩中，来自源文件的所有数据得以保留。有损压缩涉及移除源文件中的某些数据及以减小的档案大小储存影像。JPEG(联合照相专家群)为用于照相影像的有损压缩的通用标准。

可适应压缩的程度，从而允许在储存大小与影像质量之间达成可选择的取舍。影像由两个分量组成。第一分量Y表示亮度或黑白分量。I及Q表示第二分量，其为色度或色彩分量。将影像划分成大小为8×8像素的区块。像素为最小的影像分量或影像单位。在JPEG压缩技术中，每一影像经历以下步骤：离散余弦变换(DCT)、量化、Zigzag扫描、微分脉码调变(DPCM)、延行长度写码(RLC)及熵写码。

图1说明对8×8区块进行的Zigzag扫描，该扫描将区块映像至由一DC分量102及63个AC分量104组成的1×64向量。DC分量102具有零频率而AC分量104具有非零频率。经变换矩阵的位置F[0，0]处的值称为DC系数，且其为矩阵中的所有64个值的平均值。其他63个值称为AC系数且具有与其相关联的频率系数。空间频率系数随着自左至右(水平)或自顶至底(垂直)移动而增加。低空间频率丛集于左上角中。

图2说明对影像202所应用JPEG压缩技术的操作的方块图，影像202划分成大小为8×8像素的区块，该等区块具有黑白分量204及色度分量206；JPEG压缩技术包括离散余弦变换(DCT)单元208、量化单元210、Zigzag扫描单元212、微分脉码调变(DPCM)单元214、延行长度写码(RLE)单元216及霍夫曼写码单元218。DCT单元208通过将影像202变换成频域中的DCT系数来将影像202自空间域变换至频域。

量化单元210移除感知上较不显著的数据以减少每一DCT系数的位的数目。量化单元210是基于以下观测：心理物理学实验表明，与较低频率分量的损失相比较，人类更少可能注意到极高空间频率分量的损失。将DCT系数除以常数N并予以舍入至最近的整数。在JPEG中，将每一DCT F[u，v]除以常数q(u，v)。q(u，v)的表称为量化表。Q(u，v)倾向于离右下角越近就具有越大的值。此目的在于在人类不太可能侦测到的较高空间频率处引入更多损失。

Zigzag扫描单元212将区块映射至由DC分量102及AC分量104组成的1×64向量。Zigzag型样将低频系数聚集于向量的顶部。在DPCM单元214中，使用与先前8×8区块的差异通过DPCM来编码DC分量102。因为DC分量102大且变化但常常接近于先前值，所以不发送DC分量102。实情为仅发送与先前值的差。此称为DC框内技术或区块间预测技术。在RLE单元216中，通过简单压缩RLC来编码AC分量104。存在AC系数的63个值，归因于Zigzag扫描而使得该等值中存在长串零。

编码为一对值的每一AC系数包括一跳跃及一值。该跳跃指示延行(run)中的零的数目，且该值为下一个非零系数。在霍夫曼写码单元218中，通过较小数目个位(例如，码字)来表示DC分量102及AC分量104。霍夫曼码字的前缀性质使得能够明确地译码经编码比特流。JPEG标准使用基于框内或区块间的预测技术。使用先前已译码的8×8区块DC分量，以便解码新的8×8区块的DC分量。将预测仅限于DC分量导致低压缩效率。因此，需要具有改良的压缩效率的用于预测式影像压缩的改良技术。

发明内容

鉴于上述，本发明实施例提供一种使一影像的区块中的样本的一预测方法优化的方法，该影像包含一第一区块、一第二区块、一第三区块及一第四区块，其中该第一区块、该第二区块、该第三区块及该第四区块包含8×8区块，该等8×8区块中每一者形成一宏区块，该方法包含：通过执行一DC预测方法及一水平预测方法中任一者而执行根据该第一区块对该第二区块的一预测；通过执行该DC预测方法及一垂直预测方法与一垂直左预测方法中至少一者而执行根据该第一区块及该第二区块对该第三区块的一预测；通过执行该水平预测方法或该垂直预测方法与一垂直右预测方法中任一者及该DC预测方法中任一者而执行根据该第一区块、该第二区块及该第三区块对该第四区块的一预测；