本發(fā)明涉及圖像壓縮，尤其涉及一種適用于液晶顯示驅(qū)動(dòng)中的圖像壓縮方法和圖像壓縮系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

圖像壓縮技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù)字電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，圖像數(shù)據(jù)之所以能被壓縮，因?yàn)閿?shù)據(jù)中存在著冗余。圖像數(shù)據(jù)的冗余主要表現(xiàn)為：圖像中相鄰像素間的相關(guān)性引起的空間冗余；圖像序列中不同幀之間存在相關(guān)性引起的時(shí)間冗余；不同彩色平面或頻譜帶的相關(guān)性引起的頻譜冗余。數(shù)據(jù)壓縮的目的就是通過(guò)去除這些數(shù)據(jù)冗余來(lái)減少表示數(shù)據(jù)所需的比特?cái)?shù)。由于圖像數(shù)據(jù)量的龐大,在存儲(chǔ)、傳輸、處理時(shí)非常困難,因此圖像數(shù)據(jù)的壓縮就顯得非常重要。圖像壓縮目的是減少圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息從而用更加高效的格式存儲(chǔ)和傳輸數(shù)據(jù)。

目前，圖像壓縮可以是有損數(shù)據(jù)壓縮也可以是無(wú)損數(shù)據(jù)壓縮。對(duì)于如繪制的技術(shù)圖、圖表或者漫畫(huà)優(yōu)先使用無(wú)損壓縮，這是因?yàn)橛袚p壓縮方法，尤其是在低的位速條件下將會(huì)帶來(lái)壓縮失真。如醫(yī)療圖像或者用于存檔的掃描圖像等這些有價(jià)值的內(nèi)容的壓縮也盡量選擇無(wú)損壓縮方法。有損方法非常適合于自然的圖像，例如一些應(yīng)用中圖像的微小損失是可以接受的（有時(shí)是無(wú)法感知的），這樣就可以大幅度地減小位速。

無(wú)損圖像壓縮方法有：行程長(zhǎng)度編碼，熵編碼法如 LZW 這樣的自適應(yīng)字典算法。這些方法都會(huì)存在壓縮長(zhǎng)度不固定，甚至超過(guò)原圖片長(zhǎng)度的可能。不能夠?qū)崿F(xiàn)直接隨機(jī)訪問(wèn)任意像素。視覺(jué)無(wú)損壓縮中，例如JEPG壓縮，可以實(shí)現(xiàn)顯示效果好，壓縮比率高的特點(diǎn)。不好的地方是壓縮比率不固定，計(jì)算復(fù)雜，系統(tǒng)消耗大。

有損壓縮方法有：將色彩空間化減到圖像中常用的顏色。所選擇的顏色定義在壓縮圖像頭的調(diào)色板中，圖像中的每個(gè)像素都用調(diào)色板中顏色索引表示。這種方法可以與抖動(dòng)(en:dithering)一起使用以模糊顏色邊界。色度抽樣，這利用了人眼對(duì)于亮度變化的敏感性遠(yuǎn)大于顏色變化，這樣就可以將圖像中的顏色信息減少一半甚至更多。變換編碼，這是最常用的方法。首先使用如離散余弦變換（DCT）或者小波變換這樣的傅立葉相關(guān)變換，然后進(jìn)行量化和用熵編碼法壓縮。分形壓縮（en:Fractal compression）。有損壓縮會(huì)出現(xiàn)顯示效果差的缺點(diǎn)。

在LCD顯示設(shè)備中，存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)需要占用很大的存儲(chǔ)空間。并且需要支持主機(jī)能改變其中任意一個(gè)窗口范圍內(nèi)的像素。所以需要一種算法能夠以固定的比例壓縮圖像，減小存儲(chǔ)器的容量，并且支持隨機(jī)訪問(wèn)任意像素。本專(zhuān)利采用了一種算法，利用圖像中2x2 四個(gè)像素點(diǎn)的相關(guān)性進(jìn)行壓縮，并且每一組壓縮的數(shù)據(jù)都是獨(dú)立的。壓縮后的數(shù)據(jù)大約位原始數(shù)據(jù)的50%~60%。雖然從數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)是有損壓縮，但是并且對(duì)于人類(lèi)視覺(jué)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)幾乎是沒(méi)有失真的。

因此，如何在實(shí)現(xiàn)視覺(jué)無(wú)損壓縮中控制壓縮長(zhǎng)度固定，并且壓縮比率高，顯示效果好，成為業(yè)內(nèi)尋求解決的課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述描述，為優(yōu)化視覺(jué)無(wú)損壓縮，本發(fā)明提供一種適用于液晶顯示驅(qū)動(dòng)的圖像壓縮方法包括：提供圖像，定義圖像由2*2像素點(diǎn)陣列構(gòu)成；根據(jù)2*2像素點(diǎn)的組成不同，配置若干模式；選擇模式，通過(guò)選擇預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)差值最小的模式，將所述模式對(duì)應(yīng)的新數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，分別更新像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖像壓縮。

優(yōu)選的，所述方法中的模式包括：

模式一：把2x2 的像素點(diǎn)分成四個(gè)不同的點(diǎn)，保留數(shù)據(jù)的高位。

模式二：把2x2 的像素點(diǎn)分成三個(gè)不同的點(diǎn)，保留相同的一組點(diǎn)的值，其它兩個(gè)點(diǎn)保留數(shù)據(jù)的高位。

模式三：在2x2 的像素點(diǎn)中引入階梯的概念。保留兩個(gè)點(diǎn)的值，其它兩個(gè)點(diǎn)由保留的值按照不同的比例算出。

優(yōu)選的，所述模式一和模式二中，保留數(shù)據(jù)高位，數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，丟掉的數(shù)據(jù)最高位默認(rèn)為1，其它位為0 。

優(yōu)選的，所述模式三采用對(duì)角線上的值為端點(diǎn)和對(duì)角線上的值兩兩相同的模式。

優(yōu)選的，所述模式三采用任意兩點(diǎn)的值為端點(diǎn)的模式中，

若不化簡(jiǎn)，具有150種模式；

若化簡(jiǎn)，具有111中模式。

本發(fā)明還提供一種圖像壓縮系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：幀緩存模塊，用于存儲(chǔ)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)；解碼模塊，連接所述幀緩存模塊，接收對(duì)應(yīng)像素點(diǎn)壓縮的數(shù)據(jù)，并解壓；控制模塊，連接所述解碼模塊，用于地址的判斷，和數(shù)據(jù)選取的控制；數(shù)據(jù)輸入模塊，連接所述控制模塊，包括：像素點(diǎn)新的數(shù)據(jù)信息、行地址信息、列地址信息；模式比較編碼模塊，連接控制模塊和幀緩存模塊，適于選擇模式及對(duì)像素點(diǎn)新數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，傳輸至所述幀緩存模塊；行緩沖模塊，連接所述控制模塊，適于存儲(chǔ)一行的像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)

優(yōu)選的，所述模式比較編碼模塊包括：模式比較子模塊和編碼模塊；所述模式比較子模式適于選擇預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)差值最小的模式；所述編碼模式基于所述差值最小的模式對(duì)新數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。

本發(fā)明采用視覺(jué)無(wú)損壓縮，采用2*2個(gè)像素點(diǎn)分模式的進(jìn)行算法處理，能固定壓縮的長(zhǎng)度，并且能保證較好的壓縮比及顯示效果。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參照附圖閱讀以下所作的對(duì)非限制性實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯。

圖1為本發(fā)明圖像壓縮方法的一實(shí)施例中模式一的像素點(diǎn)布局示意圖；

圖2為本發(fā)明圖像壓縮方法的一實(shí)施例中模式二的像素點(diǎn)布局示意圖；

圖3至圖5為本發(fā)明圖像壓縮方法的一實(shí)施例中模式三的像素點(diǎn)布局示意圖；

圖6為本發(fā)明圖像壓縮方法的步驟流程圖；

圖7為本發(fā)明圖像壓縮系統(tǒng)的一實(shí)施例的模塊示意圖；

圖8為本發(fā)明圖像壓縮系統(tǒng)中幀緩存模塊的空間示意圖。

在圖中，貫穿不同的示圖，相同或類(lèi)似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的裝置（模塊）或步驟。

具體實(shí)施方式

選的實(shí)施例的具體描述中，將參考構(gòu)成本發(fā)明一部分的所附的附圖。所附的附圖通過(guò)示例的方式示出了能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的特定的實(shí)施例。示例的實(shí)施例并不旨在窮盡根據(jù)本發(fā)明的所有實(shí)施例?？梢岳斫?，在不偏離本發(fā)明的范圍的前提下，可以利用其他實(shí)施例，也可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)性或者邏輯性的修改。因此，以下的具體描述并非限制性的，且本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求所限定。

請(qǐng)參考圖1至圖5，圖1為本發(fā)明圖像壓縮方法的一實(shí)施例中模式一的像素點(diǎn)布局示意圖；圖2為本發(fā)明圖像壓縮方法的一實(shí)施例中模式二的像素點(diǎn)布局示意圖；圖3至圖5為本發(fā)明圖像壓縮方法的一實(shí)施例中模式三的像素點(diǎn)布局示意圖；

圖像壓縮中將圖像分成若干像素單元，若干像素單元組成像素陣列，在本發(fā)明中將圖像分為2*2個(gè)像素單元，每個(gè)像素單元即像素點(diǎn)的狀態(tài)可以相同、可以不同；在本發(fā)明中將四個(gè)像素點(diǎn)分為如下三種情況：

模式一：四個(gè)點(diǎn)完全不同，例如在 圖1中，相鄰的四個(gè)點(diǎn)中，A、B、C、D完全不同，那么我們將存儲(chǔ)像素高位。以RGB888為例,存儲(chǔ)的內(nèi)容為 {R_a[7:4],G_a[7:4],B_a[7:4], R_b[7:4],G_b[7:4],B_b[7:4], R_c[7:4],G_c[7:4],B_c[7:4], R_d[7:4],G_d[7:4],B_d[7:4]} 。這樣我們將原來(lái)24*4 bit 的內(nèi)容壓縮到了48bit 。恢復(fù)時(shí)低位默認(rèn)為4’b1000 ，這個(gè)是第一種模式。

模式二：圖2中四個(gè)點(diǎn)中有一個(gè)是相同（或者是接近的）。這樣我們存儲(chǔ)的內(nèi)容是{R_a[7:0],G_a[7:0],B_a[7:0], R_b[7:4],G_b[7:4],B_b[7:4], R_c[7:4],G_c[7:4],B_c[7:4]} 總共48bit。這樣又有了6種模式。

模式三：四個(gè)點(diǎn)連續(xù)變化：

圖3中，A B 分別是亮度最大和最小的兩個(gè)點(diǎn)，這種情況中我們可以保留A 和B的值, C1 和C2 分別可能為 (0/4A + 4/4B ) , (1/4A + 3/4B ) , (2/4A + 2/4B ) , (3/4A + 1/4B ) , (4/4A + 0/4B ) 。所以當(dāng)A B在對(duì)角線上時(shí)，有 5*5 種模式。那么上面兩幅圖有50種模式。

在此種情況下還需要增加一種對(duì)角線數(shù)據(jù)相同的模式，如圖4所示。

最常見(jiàn)的色彩最大和最小應(yīng)該在對(duì)角線上，以上的模式從視覺(jué)效果來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠。若再考慮其它四種圖形，例如圖5 中，A B兩點(diǎn)并不固定在對(duì)角線上， 這六種圖形一共有150中模式。但其中有很多是重復(fù)的，化簡(jiǎn)后有111種模式，但是這種編碼會(huì)更復(fù)雜。

需要注意的是，本發(fā)明限定采用2*2像素點(diǎn)的壓縮方法，在上述過(guò)程中，將四個(gè)像素點(diǎn)分類(lèi)為三種模式。

之后，進(jìn)行模式選擇，即：選擇預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)和原始數(shù)據(jù)差值最小的模式。

假設(shè)第n種模式預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)分別為 R1_n , G1_n,B1_n, R2_n , G2_n,B2_n, R3_n , G3_n,B3_n, R4_n , G4_n,B4_n 。

原始數(shù)據(jù)是 R1_ori , G1_ori,B1_n, R2_ori , G2_ori,B2_ori, R3_ori , G3_ori,B3_ori, R4_ori , G4_ori,B4_ori 。

兩者之差為 sad_n = | R1_ori - R1_n| + | G1_ori – G1_n| + | B1_ori – B1_n| +

| R2_ori – R2_n| + | G2_ori – G2_n| + | B2_ori – B2_n| +

| R3_ori – R3_n| + | G3_ori – G3_n| + | B3_ori – B3_n|;

Mod= min {sad_n} ;

以RGB888為例 ，若采用 1 + 6 + 50+1 = 58種模式，需要 6bit模式位和 48 bit 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位，壓縮后的比率 96/54 = 1.77 。

若采用 1 + 6 + 150 = 157種模式，需要 8bit模式位和 48 bit 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位，壓縮后的比率 96/56= 1.71 。

若采用 1 + 6 + 111 = 118種模式，需要 7bit模式位和 48 bit 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)位，壓縮后的比率 96/55= 1.75 。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖6，圖6為本發(fā)明圖像壓縮方法的步驟流程圖；本發(fā)明提供一種適用于液晶顯示驅(qū)動(dòng)的圖像壓縮方法包括：提供圖像，定義圖像由2*2像素點(diǎn)陣列構(gòu)成；根據(jù)2*2像素點(diǎn)的組成不同，配置若干模式；選擇模式，通過(guò)選擇像素點(diǎn)的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)差值最小的模式，將所述模式對(duì)應(yīng)的新數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，分別更新像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)圖像壓縮。其中，模式一：把2*2 的像素點(diǎn)分成四個(gè)不同的點(diǎn)，保留數(shù)據(jù)的高位；模式二：把2*2 的像素點(diǎn)分成三個(gè)不同的點(diǎn)，保留相同的一組點(diǎn)的值，其它兩個(gè)點(diǎn)保留數(shù)據(jù)的高位；模式三：在2*2 的像素點(diǎn)中引入階梯的概念;保留兩個(gè)點(diǎn)的值，其它兩個(gè)點(diǎn)由保留的值按照不同的比例算出。

模式一和模式二中，保留數(shù)據(jù)高位，數(shù)據(jù)恢復(fù)時(shí)，丟掉的數(shù)據(jù)最高位默認(rèn)為1，其它位為0 。

模式三采用對(duì)角線上的值為端點(diǎn)和對(duì)角線上的值兩兩相同的模式。

模式三采用任意兩點(diǎn)的值為端點(diǎn)的模式中，若不化簡(jiǎn)，具有150種模式；若化簡(jiǎn)，具有111中模式。

本發(fā)明還提供一種實(shí)現(xiàn)上述圖像壓縮算法方法的圖像壓縮系統(tǒng)，請(qǐng)同時(shí)參考圖7、圖8。圖7為本發(fā)明圖像壓縮系統(tǒng)的一實(shí)施例的模塊示意圖；圖8為本發(fā)明圖像壓縮系統(tǒng)中幀緩存模塊的空間示意圖。

圖像壓縮系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)輸入模塊100、控制模塊200、解碼模塊300、幀緩存模塊400、模式比較編碼模塊500、行緩沖模塊600。

在圖7中，要更新的窗口位置已經(jīng)通過(guò)數(shù)據(jù)輸入模塊100提前發(fā)給了 控制模塊200。數(shù)據(jù)輸入模塊100是新的數(shù)據(jù)的輸入，并會(huì)預(yù)處理帶有行列的地址信息?？刂颇K200是主控制器。解碼模塊300是根據(jù)以上的算法做的解壓器。行緩沖模塊600 可以存儲(chǔ) 2X2 像素點(diǎn)中第一行的數(shù)據(jù)。幀緩存模塊400，是存放整個(gè)壓縮后圖片的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)像素點(diǎn)的數(shù)據(jù)。模式比較編碼模塊500包括：模式比較子模塊510是模式比較器，選擇出失真最小的壓縮模式。編碼模塊520是模式比較子模塊選擇出來(lái)的模式做的編碼器，并可以將新的數(shù)據(jù)存入幀緩存模塊400中。

請(qǐng)繼續(xù)參考圖8中，圖8中701 代表幀緩存模塊400的空間。702 代表外部需要更新3*3像素窗口，分別為 A、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ共9個(gè)點(diǎn)，這些9個(gè)點(diǎn)依次緩沖。703表示一個(gè)2*2的壓縮單元，其中A點(diǎn)位于更新的窗口中，A對(duì)應(yīng)的左上角2*2個(gè)點(diǎn)只更新A，其它在原幀緩存模塊400中。704 表示 一個(gè) 2X2 單元，其中 E、F、H、I 四個(gè)點(diǎn)都在更新的窗口中。

外部按照A、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ發(fā)入數(shù)據(jù)。當(dāng)A數(shù)據(jù)輸入時(shí)，控制模塊200會(huì)進(jìn)行地址判斷，并控制解碼模塊300從幀緩存模塊400中取出對(duì)應(yīng)位置壓縮的數(shù)據(jù)，并解壓。然后控制控制模塊200從解碼模塊300中得到四個(gè)數(shù)據(jù)，并用A的新數(shù)據(jù)替換掉對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，再將所有的數(shù)據(jù)送給模式比較編碼模塊500。模式比較編碼模塊500的模式比較子模塊510通過(guò)上述的圖像壓縮算法方法選出最優(yōu)的模式，然后通過(guò)模式比較編碼模塊500的編碼子模塊520根據(jù)選出的模式進(jìn)行編碼，將壓縮后的數(shù)據(jù)再次存入幀緩存模塊400。

當(dāng)B數(shù)據(jù)輸入時(shí)，B不壓縮暫存，等C數(shù)據(jù)輸入時(shí)一起壓縮；當(dāng)C數(shù)據(jù)輸入時(shí)，控制模塊200會(huì)進(jìn)行地址判斷，并控制解碼模塊300 從幀緩存模塊400中 取出對(duì)應(yīng)位置壓縮的數(shù)據(jù)，并解壓還原為4個(gè)點(diǎn)，B和C上進(jìn)行重新壓縮，即：送給模式比較編碼模塊500。模式比較編碼模塊500的模式比較子模塊510通過(guò)上述的圖像壓縮算法方法選出最優(yōu)的模式，然后通過(guò)模式比較編碼模塊500的編碼子模塊520根據(jù)選出的模式進(jìn)行編碼，將B、C上壓縮后的數(shù)據(jù)再次存入幀緩存模塊400。

當(dāng)數(shù)據(jù) E、F 輸入時(shí)直接存入行緩沖模塊600中，不進(jìn)行壓縮，鎖存一行的數(shù)據(jù)；等到H 、I 輸入時(shí)，E、F、H、I四個(gè)點(diǎn)齊了一起放入模式比較編碼模塊500中進(jìn)行運(yùn)算，將壓縮后的數(shù)據(jù)存入幀緩存模塊400。

D輸入時(shí)也需要存入行緩存模塊600，需要等待G一起進(jìn)入模式比較編碼模塊500，將壓縮后的輸入存入幀緩存模塊400。這樣整體圖像壓縮完成。

本發(fā)明采用視覺(jué)無(wú)損壓縮，采用2*2個(gè)像素點(diǎn)分模式的進(jìn)行算法處理，能固定壓縮的長(zhǎng)度，并且能保證較好的壓縮比及顯示效果。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論如何來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的。此外，明顯的，“包括”一詞不排除其他元素和步驟，并且措辭“一個(gè)”不排除復(fù)數(shù)。裝置權(quán)利要求中陳述的多個(gè)元件也可以由一個(gè)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一，第二等詞語(yǔ)用來(lái)表示名稱(chēng)，而并不表示任何特定的順序。