圖像數據的感知無損壓縮以減少存儲器帶寬和存儲的制作方法
【專利摘要】方法和系統可包括壓縮模塊，該壓縮模塊具有邏輯以接收與圖像關聯的像素差信號，并基于像素差信號的值執行像素差信號的壓縮。邏輯也可基于壓縮產生經修正的像素差信號，其中壓縮可允許圖像以壓縮狀態存儲在動態隨機存取存儲器(DRAM)中。
【專利說明】圖像數據的感知無損壓縮以減少存儲器帶寬和存儲
【背景技術】
[0001]在視頻和圖像處理中，由于視頻幀的大小以及高分辨率、位精度和幀速率，應用可能花費大量的存儲器帶寬(和關聯的存儲)。此外，這些因素可隨著計算平臺演變而繼續增加。
[0002]附圖簡沭
[0003]本領域內技術人員通過閱讀下面的說明書和權利要求書并參照附圖能清楚知道本發明的實施例的各種優勢，在附圖中:
[0004]圖1是根據一實施例的圖像編碼器的一個例子的方框圖；
[0005]圖2是根據一個實施例的壓縮像素差信號的方法的例子的流程圖；
[0006]圖3A是未壓縮圖像的一個例子的示圖；
[0007]圖3B是根據一個實施例的經壓縮圖像的例子的示圖；
[0008]圖4是根據一實施例的計算平臺的一個例子的方框圖；
[0009]圖5是根據一個實施例的具有導航控制器的系統的一個例子的方框圖；以及
[0010]圖6是根據一個實施例的具有小形狀因數的系統的一個例子的方框圖。
【具體實施方式】
[0011]現在參見圖1，示出圖像編碼器10，其中輸入像素信號12被處理。輸入像素信號12可關聯于圖像和/或視頻內容，其中輸入像素信號12可包含RGB (紅/綠/藍)原始數據、YCbCr (流明、色度藍色差、色度紅色差)原始數據等等。在圖示例子中，像素差模塊14基于輸入像素信號12和像素預測信號18產生像素差信號16。如下文中更詳細討論的那樣，像素差信號16可標識輸入像素信號12中的每個像素和所考慮像素的預測之間的差。此夕卜，像素差信號16可以是以感知無損方式壓縮的，這減小了存儲器帶寬和存儲需求。
[0012]具體地說，像素預測模塊20可使用基準信號24來預測圖像中的像素的像素值，其中預測可將相關像素考慮在內。例如，像素預測模塊20可評估(evaluate)空間和時間相鄰像素的組合來預測所考慮的像素的值。由此，當前像素的預測可被賦予同一行中水平相鄰像素的值(例如pred[j，i] =pxl[j, i_l])，或者水平相鄰或者垂直相鄰的像素的值基于邊緣檢測過程的結果、前一幀中的相同像素(例如時間相鄰像素)的值等等。也可使用其它相關的基于像素的預測器。
[0013]由此，像素差模塊14可將每個像素與其預測比較并基于該比較輸出像素差信號16，其中圖示的像素差信號16標識當前像素和當前像素預測之間的差。圖像編碼器10也可包括壓縮模塊26，該壓縮模塊26具有邏輯以:接收像素差信號16和輸入像素值12，基于像素差信號16的值執行像素差信號16的壓縮，并基于該壓縮產生經修正的像素差信號18。
[0014]圖2示出在方法30中執行壓縮的一種方式。該方法30可在例如壓縮模塊26 (圖1)的壓縮模塊中實現為一組可執行邏輯指令，這組可執行邏輯指令被存儲在諸如隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可編程ROM(PROM)、閃存、固件等機器或計算機可讀存儲介質中，存儲在諸如可編程邏輯陣列(PLA)、現場可編程門陣列(FPGA)、復雜可編程邏輯器件(CPLD)的可配置邏輯中，存儲在使用諸如專用集成電路(ASIC)、互補式金屬氧化物半導體(CMOS)的電路技術或晶體管-晶體管邏輯(TTL)技術的固定功能邏輯硬件中，或其任意組合。例如，執行方法30中示出的操作的計算機程序代碼可以一種或多種編程語言的任何組合寫成，包括諸如C++等面向對象的程序語言以及諸如“C”編程語言的傳統程序性編程語言或類似的編程語言。此外，方法30的各個方面可實現為使用前述電路技術的圖形處理器的嵌入式邏輯。
[0015]圖示的處理方框32用于接收像素差信號，其中方框34可確定像素差信號的值是否低于某一閾值。例如，如果像素差信號包含從O至255的8位差值(例如紅色差、綠色差、藍色差)，可使用16的閾值。如果像素差信號的值低于該閾值，則在方框36可丟棄像素差信號的一個或多個最高有效位(MSB)。由此，在8位差值的例子中，在方框36可丟棄四個MSB(例如位[7:4])。在這方面，由于如果像素差信號的值低于該閾值那么像素差信號中的較高位將為零，因此沒有信息丟失。
[0016]另一方面，如果在方框34確定像素差不低于閾值，則圖示的方框38丟棄像素差信號中的一個或多個最低有效位(LSB)。由此，在8位差值的例子中，在方框38可丟棄四個LSB(例如位[3:0])。尤其要注意的是，如果像素差值相對高，則當前像素及其相關像素之間的視覺差異也可能相對高。例如，高像素差值可在像素位置指示圖像中的邊緣(例如突然的顏色和/或亮度轉變)，其中突然的轉變就視覺角度上說可能遠勝過顏色/亮度的任何微小差。由此，例如從紅色陰影(R_orig)至藍色陰影(B_orig)的邊緣轉變可被編碼為從略為不同的紅色陰影(R_new)至略為不同的藍色陰影(R_blue)的邊緣轉變(例如通過丟棄LSB)，而不造成圖像內容/質量的感知損失。因此，盡管所丟棄的位可包含一些信息，然而由于轉變相當大(即從紅至藍)因此所丟失的信息對人眼是無法察覺的。簡單地說，當周圍的像素不具有與所考慮像素相同的亮度級時，人眼無法準確地估計精確的亮度并且當丟棄LSB時不會遇到感知損失。
[0017]圖示方框40用于基于壓縮產生經修正的像素差信號。具體地說，經修正的像素差信號在圖示例子中將一直被壓縮，這提供了優于不保證壓縮的傳統無損壓縮技術的顯著存儲器帶寬和存儲優勢。此外，圖示的方式可取得這種有保證的(guaranteed)壓縮而不遭遇感知損失。
[0018]也可根據情況采用其它實施方式。例如，對于其中使用一個或多個標志位以將壓縮配置嵌入到經修正的像素差信號并且50%壓縮是標準的場景，可部署如下的偽代碼。
[0019]= = = = = = = = = = = =
[0020]將8位編碼至4位的例子
[0021]della I 8:0 = input_val [7:0_pred_val7:0 ;.//額外的位用于負 δ
[0022]
【權利要求】
1.一種計算機實現的方法，包括: 接收與圖像關聯的像素差信號，其中所述像素差信號標識當前像素和所述當前像素的預測之間的差； 基于所述像素差信號的值執行所述像素差信號的壓縮； 基于所述壓縮產生經修正的像素差信號； 基于所述修正的像素差信號產生編碼的位流；并將所述編碼的位流存儲在動態隨機存取存儲器，其中所述動態隨機存取存儲器是系統存儲器和專用圖形存儲器中的至少一者。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，執行所述像素差信號的壓縮包括響應于確定所述像素差信號的值低于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最高有效位。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，執行所述像素差信號的壓縮包括響應于確定所述像素差信號的值高于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最低有效位。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述當前像素的預測基于關聯像素，所述關聯像素與所述當前像素以空間相鄰和時間相鄰中的至少一種方式相鄰。
5.一種系統,包括: 像素差模塊，用以基于與圖像關聯的輸入像素信號以及像素預測信號來產生像素差信號; 壓縮模塊，包括壓縮邏輯以: 接收所述像素差信號， 基于所述像素差信號的值執行所述像素差信號的壓縮；以及 基于所述壓縮產生經修正的像素差信號； 位流編碼器，用以基于所述經修正的像素差信號產生編碼的位流；反向基準解碼器，用以基于所述編碼的位流產生基準信號；以及像素預測模塊，用以基于所述基準信號產生所述像素預測信號。
6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，進一步包括: 易失性存儲器；以及 傳遞邏輯，用于將嵌入的位流存儲至易失性存儲器。
7.如權利要求6所述的系統，其特征在于，所述易失性存儲器是動態隨機存取存儲器。
8.如權利要求7所述的系統，其特征在于，所述動態隨機存取存儲器是系統存儲器和專用圖形存儲器中的至少一者。
9.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述壓縮邏輯用于響應于確定所述像素差信號的值低于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最高有效位。
10.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述壓縮邏輯用于響應于確定所述像素差信號的值高于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最低有效位。
11.如權利要求5所述的系統，其特征在于，所述像素差信號用于標識當前像素和所述當前像素的預測之間的差，并且其中所述像素預測信號用于指示所述當前像素的預測。
12.如權利要求11所述的系統，其特征在于，所述像素預測信號基于關聯像素而產生，所述關聯像素與所述當前像素以空間相鄰和時間相鄰中的至少一種方式相鄰。
13.—種壓縮模塊,包括: 邏輯，用以:接收與圖像關聯的像素差信號， 基于所述像素差信號的值執行所述像素差信號的壓縮；以及 基于所述壓縮產生經修正的像素差信號。
14.如權利要求13所述的壓縮模塊，其特征在于，所述邏輯用以: 基于所述經修正的像素差信號產生編碼的位流，以及 將所述編碼的位流存儲至易失性存儲器。
15.如權利要求14所述的壓縮模塊，其特征在于，所述編碼的位流會被存儲至動態隨機存取存儲器。
16.如權利要求15所述的壓縮模塊，其特征在于，所述編碼的位流會被存儲至系統存儲器和專用圖形存儲器中的至少一者。
17.如權利要求13所述的壓縮模塊，其特征在于，所述邏輯用于響應于確定所述像素差信號的值低于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最高有效位。
18.如權利要求13所述的壓縮模塊，其特征在于，所述邏輯用于響應于確定所述像素差信號的值高于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最低有效位。
19.如權利要求13所述的壓縮模塊，其特征在于，所述像素差信號用于標識當前像素和所述當前像素的預測之間的差。
20.如權利要求19所述的壓縮模塊，其特征在于，所述當前像素的預測基于關聯像素，所述關聯像素與所述當前像素以空間相鄰和時間相鄰中的至少一種方式相鄰。
21.一種包括一組指令的計算機可讀存儲介質，如果所述指令由處理器執行，使計算機: 接收與圖像關聯的像素差信號； 基于所述像素差信號的值執行所述像素差信號的壓縮；以及 基于所述壓縮產生經修正的像素差信號。
22.如權利要求21所述的介質，其特征在于，所述指令，如果被執行，使計算機: 基于所述經修正的像素差信號產生編碼的位流；以及 將所述編碼的位流存儲至易失性存儲器。
23.如權利要求22所述的介質，其特征在于，所述編碼的位流會被存儲至動態隨機存取存儲器。
24.如權利要求23所述的介質，其特征在于，所述編碼的位流會被存儲至系統存儲器和專用圖形存儲器中的至少一者。
25.如權利要求21所述的介質，其特征在于，所述指令如果被執行，使所述計算機響應于確定所述像素差信號的值低于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最高有效位。
26.如權利要求21所述的介質，其特征在于，所述指令如果被執行，使所述計算機響應于確定所述像素差信號的值高于閾值而丟棄所述像素差信號的一個或多個最低有效位。
27.如權利要求21所述的介質，其特征在于，所述像素差信號用于標識當前像素和所述當前像素的預測之間的差。
28.如權利要求27所述的介質，其特征在于，所述當前像素的預測基于關聯像素，所述關聯像素與所述當前像素以空間相鄰和時間相鄰中的至少一種方式相鄰。
【文檔編號】H04N19/124GK104012078SQ201180075818
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2011年12月21日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】S·庫路帕蒂, T·勞, A·古普塔 申請人:英特爾公司