TW201101230A - An image rotation apparatus and method without using a memory - Google Patents

Description

201101230 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 [0001] 本發明涉及圖像旋轉方法，更具體地，涉及用於自由旋 轉和輸出以所需方向旋轉所需角度的輸入JPEG圖像的圖 像旋轉方法，所述方法通過利用處理以巨集塊為單位的 ' 圖像的JPEG編碼器和解碼器的特性，無需使用如幀緩衝 ' 器或行緩衝器的大尺寸記憶體。 【先前技術·】 聯合圖像專家組（JPEG)是一種圖像壓縮標準，由於其 較高的壓縮效率，JPEG還是各個領域包括數碼相機和圖 像感測器（CIS)中使用最廣泛的圖形檔格式。將圖像旋 轉用戶所需角度的功能是每個應用必須具備的要件。 為了旋轉已輸入至JPEG編碼器的圖像資料，在解碼時， 必須依據旋轉方向以巨集塊為單位重排圖像資料，因此 有必要使用如幀緩衝器或行缓衝#的大尺寸記憶體。 · ： ；： ：：............. 為了實現圖像旋轉的功能，傳統的技術需要使用如幀緩 衝器或行緩衝器的大尺寸記憶體，因此具有增加電路尺 寸的問題。 【發明内容】 [0005] 因此，努力作出本發明以解決在現有技術中出現的問題 ，而且本發明的目的在於提供用於自由旋轉和輸出以所 需方向旋轉所需角度的輸入JPEG圖像的圖像方法，所述 方法通過利用處理以巨集塊單位的圖像的JPEG編碼器和 解碼器的特性，無需使用如幀緩衝器或行緩衝器的大尺 寸記憶體。 [0002]

D 0 [0003] [0004] 099119993 表單編號A0101 第3頁/共16頁 0992035339-0 201101230 [0006]為了實現上述目的，根據本發明的一方面，提供了一種 無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，包括以下步驟：由 JPEG編碼器讀取具有mxn個巨集塊（其中“m”和“n” 為自然數）的輸入圖像；在所述jPEG編碼器中編碼時， 將各個巨集塊的圖像資料在預定方向旋轉預定角度；在 所述JPEG編碼器中編碼時，分配並輸入每個經過旋轉的 圖像資料的序列；在JPEG解碼器中解瑪時，通過利用程 式指不所述E集塊以從料E集塊的原始輸人序列改變 的序列輸出所述巨集塊；及在職方向旋轉了所述預 疋角度的圖像。 【實施方式】 剛現將詳細描述本發日紐選實施方式，其實施例在附圖中 示出。只要有可能’在整個附圖和描述中，相同的標號 將始終用於表示相同或類似的部分。 剛第-圖是示出根據本發明的實施方式的被配置以實現用 於旋轉和輸出圖像方法的裝置方塊圖。 國本發簡露了 _種祕無需使用記㈣喊轉圖像的裝 置，所述裝置包括厲處理以，所述麗處理模組用 以實現本發_用於無需使h憶體喊轉圖像的方法 °參照第—圖’圖中示出輸人圖像11G、JPEG處理模組 120、及輸出圖像130 ’其中輪入圖像11〇通過JpEG處理 模組120旋轉所需角度，例如度' 180度等，從而顯示 輸出圖像130。 [0010] 099119993 如第二圖料，當輸人时11Q具有3χ4齡集塊且每個 巨集塊包含的圖像資料（ID) 表單編號A0101 第4頁/共16頁 的大小為8x8時，輸入圖像 0992035339-0 201101230 [0011] D [0012] [0013] G [0014] [0015] 110的圖像大小為32x24。 JPEG處理模組120包括JPEG編碼器121及JPEG解碼器123 。JPEG編碼器121包括正向離散余弦變換（FDCT)部分 、量化部分、鋸齒掃描部分以及可變長編碼（VLC)部分 。正向離散余弦變換（FDCT)部分的功能為將資料從空 間域轉換到頻域，而量化部分的功能為利用預定的刻度 量化頻域内的資料。鋸齒掃描部分的功能為排列資料， 使得能夠執行哈夫曼編碼，而可變長編碼（VLC)部分的 功能為通過利用哈夫曼表編碼可變長資料。 第二圖是示出根據本發明的實施方式的圖像構造及巨集 塊在逆時針方向旋轉90度的過程的示圖； 參照第二圖，輸入圖像210具有3x4矩陣的巨集塊（0，1 ，2，…，10，11，依據矩陣序列），且每個巨集塊包含 矩陣8x8的圖像資料213a (0，1，2，…，62，63，依據 規則序列）。左側圖像資料213a表示處於預旋轉狀態的 圖像資料，而右侧圖像213b表示處於後旋轉狀態的圖像 資料。 在下文中，將參、照第一圖和第二圖詳細描述以逆時針方 向旋轉90度的輸入圖像巨集塊的旋轉方法。 當進行編碼操作時，JPEG編碼器121分配巨集塊的輸入序 列（0，1，2，…，10, 11依據矩陣序列排列），巨集塊 包括以逆時針方向預旋轉90度的圖像資料213b各片，然 後依次將分配巨集塊輸入第一塊，即正向離散余弦變換 (FDCT)部分。 099119993 表單編號A0101 第5頁/共16頁 0992035339-0 201101230 [0016] 具體地，當以巨集塊為單位的圖像資料213通過如SRAM的 行緩衝器輸入到FDCT時’以巨集塊為單位的圖像資料213 通過行緩衝器的位址控制被轉換為以所需方向旋轉所需 角度（例如逆時針旋轉90度）的圖像資料213b，然後輸 入到FDCT。 [0017] 因此，用需要記憶體如幀記憶體或行記憶體的傳統方式 是能夠解決問題的’此記憶體用於重排具有同樣角度與 方向的圖像資料，如當JPEG解碼1§123解碼輪入到jpg。 編碼器121的無旋轉圖像資料時以巨集塊單位待實現旋轉 的角度與方向。 [0018] 第三圖是示出根據本發明的實施方式、以逆時針方向將 輸入圖像旋轉90度以及在解碼時通過改變巨集塊輸出# 列來輸出已旋轉圖像的方法的示圖。 [0019] 參照第三圖，輸入圖像310含3x4矩陣的巨集塊，且每個 巨集塊包含已在編碼時逆時針方向預旋胸度的巨集塊的 圖像資料213b 〇 [〇〇2〇]在下文中，將參照第一圖和第三圖詳細描述改變巨集塊 輸出序列的方法以便於JPEG解碼器！ 23可以以從巨集塊原 始輸入的序列改變的序列解碼巨集塊。 剛以下公式1和公式2表示解決方案，該方案被預編程式以 生成表示待輸出在輸入圖像各巨集塊中的圖像巨集塊序 列的預計算座標信號（例如旗信號），以便將所述輸人 /圖像匹配待輸出的旋轉方向和角度。此處，能夠理解當 公式由軟體簡單實現時，無需使用附加的記憶體即能^ 099119993 第6頁/共16頁 表單編號A0101 0992035339-0 201101230 χ4矩陣的輸入圖像以逆時針方向旋轉90度並輸出為4x3矩 陣圖像。 [0022] [0023] [0024] [0025] Ο [0026] G [0027] /紉=(mb-寬 x mb-高）ib-高xb+l) (其中 n=0, 1，2, 3)...... (1) 外—4) + 1 其中 η:4’5，·..，10，11)............ ……（2) 此處，“η’ ”表示巨集塊的輸出序列，“η”表示巨集 塊的輸入序列，“mb_寬”表示構成水平圖像的巨集塊數 ，而“1111)_高”表示構成垂直圈像的巨集塊數。 根據本發明的實施方式，當3x4矩陣大小的巨集塊以輸入 序列“η”為0、1、2、…、10、11輸入時’根據矩陣序 列 ’ 1111)_寬=4，且mb_高=3。因此，在η = 〇，1， 2，3的情況下，當應用公式1時ΚιΓ (0)49，η’ (1) = 6，η’ （2) = 3，而 n’ （3)=J)。另外，在η = 4， : ... >:. ...-衝;!# ϋ;# Ϊ. ,» 5，6，7，8，9，10，11的^择下，當應用公式2時，η ’（4) = 10，η，（5) = 7，η，（6) = 4，η，（7) = 1，η， (8) = 11, η’（9) = 8，η’（10) = 5，以及 η’（11) = 2。 也就是說，巨集塊以輸出序列η’ 重排，以具有4x3矩陣 ，n，（3) = 0 n’（7) = 1, n，（11) = 2, n’（2) = 3，η’ (6)=4, n (10)=5, n* (1)=6, n* (5)=7, η* (9) =8， η’ （0)=9， η’ （4)=10,而 η’ （8)=11。此 處，能夠理解，在相對於巨集塊輸入序列“η” 表達重 排巨集塊時，巨集塊以序列3，7，11，2，6，1〇，1， 099119993 表單編號Α0101 第7頁/共16頁 0992035339-0 201101230 [0028] [0029] [0030] [0031] [0032] [0033] [0034] [0035] [0036] ，9，〇’ 4，以及8輸出，如第三圖右側的含4χ3矩陣 的巨集塊的輸出圖像320所示。 儘官關於將大小為3x4的輸入圖像以逆時針方向旋轉9〇度 的方法已描述了上述實施方式，但無須再說明，本發明 可以應用於目的為實現大小mxn (其中“m，’和“n”為自 然數）的輸入圖像以順時針或逆時針方向旋轉9〇度、18〇 度、270度或360度的各種旋轉方法。 用於將本發明應用於大小為mxn (其中“m”和“η”為自 然數）的輸入圖像（即，沾_寬=1,且mb一高=m的 輸入圖像）以逆時針方向旋轉9〇度、18〇度與27〇度（或 以順時針方向旋轉270度、110度與90度）的標準化公式 規定如下β I 1)將圖像以逆時針方向旋轉9〇度的情洗（與將圖像以順 時針方向旋轉270度的情況）。 (其中 11 = 〇113_寬-1)............ (3) (其中 11=1111)_寬~(1111)_寬)(„11)_高-1))............ (4) 2)將圖像以逆時針方向旋轉18〇度的情況（與將圖像以 順時針方向旋轉180度的情況）。 /1 (对)—（mb_寬xrob_尚）—（n + 1) 099119993 表單編號A0101 第8頁/共16頁 0992035339-0 201101230 [0037](其中n = 0~(mb_^xmbj-l) 侧 (n-inb-寬）+1 [0039] (其中n = mb_寬〜(mb_寬xmb一高-1))............... (6) [0040] 3)將圖像以逆時針方向旋轉270度的情況（與將圖像以 順時針方向旋轉90度的情況）。 陳1] 寬xmb-高）-(n+l ) 〇

[0042](其中 n = 0~mb_寬）.....................（7) 圃‘說寬 K5:; [0044](其中n=mb_^~(mb_£xmb：iii-l)···..... (8) [0045] 第四圖是示出根據本發明的實施方式的旋轉圖像方法的 流程圖。 * : t ；!< 严,1,,, „ [0046] 在步驟10中，JPEG編碼器121讀取具有預定大小的輸入 圖像11 0 » [0047] 在步驟20中，編碼時，JPEG編碼器121如用戶所需的、 在預定方向預旋轉每一巨集塊圖像資料213a預定角度。 [0048] 在步驟30中，編碼時，JPEG編碼器121分配並輸入在步 驟20中已旋轉圖像資料213b的巨集塊序列。 [0049] 輸入序列對應於與已旋轉圖像資料213b的各組相對應的 巨集塊關於3x4的矩陣序列（即正則序列〇，1，2，…， 099119993 表單編號A0I01 第9頁/共16頁 0992035339-0 201101230 11)，並按照順序輸入所述輸入序列。 [0050] 在步驟40中，JPEG解碼器123解碼時，通過利用程式， 輸入巨集塊被指示以按照從原始輸入序列改變的序列輸 出。 [0051] 上文已詳細描述了通過使用程式以逆時針方向旋轉90度 旋轉大小為3x4巨集塊的輸入圖像的方法，因此此處將省 略其詳細描述。 [0052] 在步驟50中，以預定方向旋轉預定角度圖像的輸出，如 步驟40中的程式指示的那樣。 [0053] 從上文描述中可明顯看出，本發明提供一種無需使用記 憶體而將JPEG輸出圖像在所需方向旋轉所需角度的旋轉 方法，從而防止出現由於使用記憶體而產生的經費，並 儘量減小電路的尺寸，因此該方法可適用於最近的小型 化應用上。從上文描述亦可看出，本發明提供一種用來 實現所述方法的裝置，所述裝置包括JPEG處理模組，所 述JPEG處理模組安裝於能夠處理JPEG圖像的應用設備中 。並且，所述應用設備為可攜式電話、個人數位助理 (Personal Digital Assistant，PDA)、以及可搞 式多媒體播放器（Portable Media Player , PMP)其 中之一。 [0054] 雖然為說明的目的描述了本發明的優選實施方式，但本 領域技術人員應理解，在不脫離本發明所附權利要求書 公開的範圍和精神的情況下，可進行不同的改進、附加 和替代。 099119993 表單編號A0101 第10頁/共16頁 0992035339-0 201101230 【圖式簡單說明】 [0055] 第一圖是示出根據本發明的實施方式的被配置以實現用 於旋轉和輸出圖像的方法的裝置方塊圖。 [0056] 第二圖是示出根據本發明的實施方式的圖像構造及巨集 塊在逆時針方向旋轉90度的過程的示圖。 . [〇〇57] 第三圖是示出根據本發明的實施方式、以逆時針方向將 輸入圖像旋轉90度以及在解碼時通過改變巨集塊輸出序 列來輸出已旋轉圖像的方法的示圖。 ^ [0058] 第四圖是示出根據本發明的實施方式旋轉圖像的方法的 流程圖。 [0059] 【主要元件符號說明】 110…輸入圖像 [0060] 120…JPEG處理模組 [0061] 121…JPEG編碼器 [0062] 123…JPEG解碼器 0 [0063] 130…輸出圖像 [0064] 210…輸入圖像 [0065] 213…圖像資料 [0066] 213a···預旋轉狀態的圖像資料 [0067] 213b…後旋轉狀態的圖像資料 [0068] 310…輸入圖像 099119993 表單編號A0101 第11頁/共16頁 0992035339-0 201101230 [0069] 320 [0070] S 1 0 •輸出圖像 S50…步驟 099119993 表單編號A0101 第12頁/共16頁 0992035339-0

Claims (1)

1. 201101230 七、申請專利範圍： 1 . 一種無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，所述方法步驟包 括： a) 由JPEG編碼器讀取具有mxn個巨集塊的輸入圖像，其 中m和η為自然數； b) 在所述JPEG編碼器中編碼時，將各個巨集塊的圖像資 料在預定方向旋轉預定角度； c) 在所述JPEG編碼器中編碼時，分配並輸入每個經過旋 轉的圖像資料的序列； 〇 d)在JPEG解碼器中解碼時，通過利用程式指示所述巨集 塊以從所述巨集塊的原始輸入序列改變的序列輸出；以及 e)輸出在所述預定方向旋轉了所述預定角度的圖像。 2 .如請求項1所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，其 中，在步驟（b)中，通過行緩衝的位址控制在所述預定 方向將各個巨集塊的圖像資料旋轉所述預定角度。 3 .如請求項2所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，其 中，在步驟（b)中，將所述圖像資料逆時針地旋轉90度 〇 、180度或270度。 4.如請求項2所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，其 中，在步驟（b)中，所述圖像資料包括順時針地旋轉90 度、180度或270度。 5 .如請求項1所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，其 中，在步驟（c)中，依照矩陣序列分配與各個已旋轉圖 像資料相對應的所述mxn個巨集塊的輸入序列，並按照順 序輸入所述輸入序列。 099119993 表單編號A0101 第13頁/共16頁 0992035339-0 201101230 6 .如請求項1所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的方法，其 中，在步驟（d)中，所述程式生成分配巨集塊的輸出序 列座標信號，以便將所述輸入圖像匹配待輸出的旋轉方向 和角度。 7 . —種無需使用記憶體的旋轉圖像的裝置，所述裝置包括 JPEG處理模組，所述JPEG處理模組包括JPEG編碼器和 JPEG解碼器，所述JPEG編碼器和JPEG解碼器實現如請求 項1所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的方法中的步驟（a )到（e )。 8 .如請求項7所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的裝置，其 1 中，所述JPEG處理模組安裝於能夠處理JPEG圖像的應用 設備中。 9 .如請求項8所述的無需使用記憶體的旋轉圖像的裝置，其 中，所述應用設備為可攜式電話、個人數位助理 (Personal Digital Assistant, PDA)、以及可攜式多 媒體播放器（Portable Media Player, PMP)其中之一 ο . ; §: \ v ’ Κ-Λ 099119993 表單編號A0101 第14頁/共16頁 0992035339-0