專利名稱：縮減并混和兩個高分辨率圖像的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利申請涉及兩個高分辨率圖像的縮減和混和的領(lǐng)域，并且尤其涉及一種允許HD JPEG背景圖像和重疊在所述JPEG背景圖像上的HD位像縮減和混和的裝置，以及一種用于這類縮減和混和的方法。
背景技術(shù)：
超音頻高密度磁盤(超音頻CD)格式中的圖片包括兩個部分一個具有每像素3×8比特(例如紅-綠-藍(RGB))的JPEG格式的背景圖像；和，一個每像素具有2比特的位像，其重疊在JPEG圖像上。位像內(nèi)的每個像素都具有一個在范圍0-100％的各像素之間變化的透明度值，即具有0％的位圖像素的不透明度表示完全不透明，而100％表示透明。通常，位像具有一個從每像素四個可能值中每一個到一組3×8比特RGB值的相關(guān)聯(lián)查找表(LUT)。位像包含諸如不同語言的文本之類的特別信息，并且超過一個的位像可以與相同的JPEG背景圖像混和。因此，分別存儲背景JPEG圖像和位像并且讓超音頻CD播放器在需要時混和它們兩個是有利的。
JPEG背景圖像和位像兩者都具有高清晰度(HD)格式，1920×1080個像素。某些超音頻CD播放器具有高清晰度電視(HDTV)輸出，但是大多數(shù)播放器只具有標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)輸出。因此，超音頻CD播放器必須把HD背景圖像和位像縮減到一個SD尺寸，比如NTSC(國家電視系統(tǒng)委員會)所用的720×480或PAL(逐行倒相)所用的720×576。
一個現(xiàn)有技術(shù)方法在WO00/45362中被示出，其公開了一個用于HDTV的視頻模式的自動圖形適配。自動圖形適配自動地合并單格式的位映像圖形圖像與不同的數(shù)字視頻模式，比如HDTV和SDTV。在當(dāng)前顯示模式是HDTV模式的情況下，位映像圖形的圖像從1×1像素被重新映射成一個相應(yīng)的2×2組數(shù)字電視系統(tǒng)(DTV)像素。在當(dāng)前顯示模式是SDTV模式的情況下，位映像圖形的圖像從一個像素被重新映射成一個相應(yīng)的DTV像素。并且，被重新映射的位映像圖形的圖像被疊加到當(dāng)前的顯示模式上。
然而，這些現(xiàn)有技術(shù)的方法并沒有包括任何縮放并且位映像圖形的圖像是以SDTV的模式而非HDTV模式被提供。
具有SDTV輸出以縮減并渲染以HD壓縮格式存儲的圖像的超音頻CD播放器中另一個現(xiàn)有技術(shù)的方法如下所示解壓縮JPEG背景圖像，其得出一個1920×1080×3×8比特的RGB圖像；解壓縮位像，得出一個1920×1080×2比特的位像；混和兩個圖像(輸出像素＝透明度×JPEG像素+(1-透明度)×位圖像素)；并且，把HD混和圖像縮減成SD圖像。
上述示例中的第一步要求大量的處理時間以及大量的圖像存儲器。例如，使用已知的離散余弦變換(DCT)技術(shù)來縮減JPEG圖像較為理想。例如，為了按因數(shù)2縮減，DCT方法忽略所有高頻DCT系數(shù)的3/4并且使用低頻DCT系數(shù)的剩余1/4來渲染具有原始大小一半的圖像。這種縮減方法產(chǎn)生出色的結(jié)果。當(dāng)使用DCT縮減方法時，下列步驟被使用把DCT域中的JPEG背景圖像按因數(shù)2縮減并且解壓縮結(jié)果，這樣得出一個960×540×3×8比特的RGB圖像；解壓縮位像，得出一個1920×1080×2比特的位像；把位像按因數(shù)2縮減，得出一個960×540×2比特的位像；混和兩個半分辨率的圖像；并且，進一步把被混和的半分辨率圖像縮減成SDTV尺寸，比如用于NTSC的720×480或者用于PAL的720×576。
當(dāng)使用DCT縮減方法時，第一步的處理要求被減小為只有第一次描述縮減例子的第一步要求的25％。這也應(yīng)用在所需的圖像存儲器上。而且，混和在DCT方法中對于具有像素數(shù)量1/4的圖像做出的，其又將第一次描述例子的處理要求降低了25％。從而，縮減DCT域中的JPEG背景圖像無疑是有利的。
然而，位像所具有的像素具有一個范圍從0-100％的特定透明度。當(dāng)縮減那些像素時，知道JPEG背景圖像的像素值是必需的，但是當(dāng)上述DCT方法被使用時，這些在正確的分辨率中是不可用的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一個改進的裝置，其允許縮減并且混和兩個高分辨率圖像。
這個目的經(jīng)由提供下列裝置而被實現(xiàn)裝置，用于按預(yù)定因數(shù)n1、n2、...、nN來縮減背景圖像；裝置，用于解壓縮被縮減的背景圖像；裝置，用于解壓縮高分辨率的位像；裝置，用于把解壓縮的高分辨率位像分割成n1xn2x...xnN個像素的塊，憑此每個塊的大小對應(yīng)于被縮減的背景圖像每個像素的大??；和，裝置，用于把解壓縮的高分辨率位像的每一塊與被縮減的背景圖像的每個像素混和并從而產(chǎn)生混和圖像。
本發(fā)明的另一個目的是提供一個用于縮減并且混和兩個高分辨率圖像的改進方法。
這個目的經(jīng)由一個包括下列步驟的方法被實現(xiàn)把背景圖像按預(yù)定因數(shù)n1、n2、...、nN縮減；解壓縮被縮減的背景圖像；解壓縮高分辨率的位像；把解壓縮的高分辨率位像分割成n1xn2x...x nN個像素的塊，憑此，每個塊的大小都對應(yīng)于被縮減背景圖像的每個像素的大??；和，把解壓縮的高分辨率位像塊的每一塊與被縮減的背景圖像的每個像素混和并從而產(chǎn)生混和圖像。
本發(fā)明的其它目的和特征將從結(jié)合附圖考慮的以下詳細說明中變得明顯。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖只是被設(shè)計用于圖解的目的，而不是定義來限制本發(fā)明，本發(fā)明的限制應(yīng)該參考附加的權(quán)利要求。還應(yīng)當(dāng)理解，附圖不一定是按比例描繪的，并且除非另有陳述，否則它們只意在概念上說明此處所述的結(jié)構(gòu)和程序。


在附圖中，其中，類似的參考字符表示遍及這幾個附圖中類似的元件。
圖1公開了一個根據(jù)本發(fā)明實施例的超音頻CD播放器裝置的示意圖；圖2公開了一個示出本發(fā)明優(yōu)選實施例的本發(fā)明方法步驟的流程圖；圖3公開了一個當(dāng)透明度是0％或100％時示出每個位圖像素值的RGB值的查找表示例；圖4公開了當(dāng)透明度超過0％或小于100％時示出每個位圖像素值的RGB值的另一個查找表示例。
具體實施例方式
圖1是一個示意圖，其示出了根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的超音頻CD播放器裝置10的基本結(jié)構(gòu)。應(yīng)當(dāng)明白，圖1中所示的裝置10只示出了本發(fā)明所必需的部分，并且一個超音頻CD播放器裝置還包括其它部分，比如磁盤驅(qū)動器、音頻處理等等。在一個優(yōu)選實施例中，播放器裝置10包括諸如存儲器之類的存儲裝置11、12，用于存儲高分辨率的壓縮背景圖像和高分辨率的壓縮位像。諸如JPEG背景圖像之類的高分辨率的壓縮背景圖像被優(yōu)選地單獨存儲在存儲器11中，而高分辨率的壓縮位像被優(yōu)選地單獨存儲在另一個存儲器12中。盡管這兩個圖像被單獨地存儲并且如圖1中所示地被存儲在不同的存儲器11、12中，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員了解這些存儲器11、12可以被并入同一物理硬件存儲器。播放器裝置10還包括諸如解碼器之類的裝置14，用于解壓縮背景圖像和位像。
此外，播放器裝置10還包括裝置13，用于把背景圖像按一個預(yù)定因數(shù)n1、n2、...、nN縮減；裝置15，用于把解壓縮的高分辨率位像分割成n1xn2x...xnN個像素的塊，憑此每個塊的大小都對應(yīng)于被縮減背景圖像的每個像素的大小；和裝置16，用于混和解壓縮的高分辨率位像的每一塊和被縮減的背景圖像的每個像素并且從而產(chǎn)生混和圖像。優(yōu)選地，播放器裝置10還包括至少一個查找表(LUT)17，其中，例如位像的每像素的四個可能值映射成4×8比特的RGB和T。這將在下面被更詳細地描述?；旌蛨D像在顯示器18上被顯示。優(yōu)選地，在其被顯示在顯示器18上之前，混和圖像還在縮放器13中被縮減到一個期望的大小，比如用于NTSC的720×480或用于PAL的720×576。
縮放器13、解碼器14、分割裝置15和混和裝置16在圖1中被示為單獨的模塊。所有這些功能塊可以同樣被并入同一個處理器或兩個處理器等等。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在圖2中示出的，用于縮減并混和一個包括像素的高分辨率的壓縮背景圖像和一個包括像素的高分辨率的壓縮位像的過程如下所示把被壓縮的背景圖像按預(yù)定因數(shù)n1、n2、...、nN縮減(步驟21)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，高分辨率的背景圖像是HD JPEG背景圖像，其在DCT域中按因數(shù)2被縮減；解壓縮被縮減的背景圖像(步驟22)，其在優(yōu)選實施例中得出一個960×540×3×8比特的RGB圖像；解壓縮高分辨率的位像(步驟23)，在這個例子中得出一個1920×1080×2的比特的位像；把解壓縮的高分辨率的位像分割成n1xn2x...xnN個像素的塊(步驟24)，憑此每個塊的大小都對應(yīng)于被縮減的背景圖像的每個像素的大小。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，JPEG背景圖像按因數(shù)2被縮減，憑此HD解壓縮位像被分割成2×2個像素的塊并且這些塊的每一個恰好映射成被縮減的JPEG背景圖像的一個像素；混和解壓縮的高分辨率位像的每一塊與被縮減背景圖像的每個像素并且從而產(chǎn)生混和圖像(步驟25)，在這個例子中得出一個960×540×3×8比特的RGB圖像；進一步把被混和的圖像縮放成期望的SDTV大小(步驟26)，比如用于NTSC的720×480或用于PAL的720×576。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，HD JPEG背景圖像的縮減在DCT域中完成。然而也存在其它可以使用的圖像表示域，比如子波變換、離散傅里葉變換(DFT)等等，它們都具有與DCT域相同的優(yōu)點，即在解壓縮被壓縮的HD圖像之前先縮減它而不是首先解壓縮HD圖像然后再縮減它，這樣使得降低了對處理的需要和需要的圖像存儲器。而且為簡單起見，在優(yōu)選實施例中，HD JPEG背景圖像按因數(shù)2被縮減。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚知道可以使用任何因數(shù)。在一個方向上縮減與其它方向無關(guān)，因此，因數(shù)n1、n2、...、nN通常可以被用于縮減N維的圖像。
盡管RGB被用于本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而也可以使用其他顏色表示，比如YUV，即一個通常稱為Y的亮度信號對應(yīng)于圖像的亮度信息，而通常稱為U和V的兩個色度信號提供色彩信息。本發(fā)明不取決于色彩表示，而用于單色、彩色、多譜圖像和三維及更高維圖像等等。
圖3并且4示出了查找表的示例，該查找表示出了各個可能的位圖像素值的RGB值和透明度值T，當(dāng)位像具有每個像素2比特并且位像內(nèi)的每個像素具有一個可能在范圍從0-100％的像素之間變化的透明度時，即具有0％的位圖像素的不透明度表示完全地不透明而100％表示透明。
在一個塊的全部四個像素的透明度是100％的情況下，這個塊的圖2中的步驟25的輸出僅僅是相應(yīng)的JPEG背景像素。
在一個塊的全部四個像素的透明度是0％的情況下，在位像的查找表操作之后，這個塊的圖2中的步驟25的輸出在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中是四個位圖像素的平均值。在一個特定塊中步驟25的輸出示例將在下文中被描述，其中，四個像素具有位圖值(0，0)、(0，0)、(0，1)、(1，0)。在這個例子中，四個位圖像素在使用圖3的查找表之后的平均值是R＝(0+0+60+100)/4＝40G＝(50+50+100+0)/4＝50B＝(100+100+200+0)/4＝100從而，在這個例子中，對于這個特殊塊的圖2的步驟25的輸出是(R、G、B)＝(40、50、100)。
在一個塊的四個像素的透明度對于上述兩種情況不同的情況下，即超過0％但是小于100％，一個加權(quán)平均被計算而不是計算如上所述的四個位圖像素的平均值。加權(quán)因數(shù)根據(jù)透明度值來計算。然后，被加權(quán)平均的位圖像素通過使用平均值透明度與相應(yīng)的JPEG背景像素而混和。四個位圖像素的透明度加權(quán)平均值是(1)(Rw，Gw，Bw)＝{(1-T1)×(Rb1，Gb1，Bb1)+(1-T2)×(Rb2，Gb2，Bb2)+(1-T3)×(Rb3，Gb3，Bb3)+(1-T4)×(Rb4，Gb4，Bb4)}/{(1-T1)+(1-T2)+(1-T3)+(1-T4)}加權(quán)平均像素的透明度(Rw，Gw，Bw)是(2)Tw＝(T1+T2+T3+T4)/4混和的輸出像素，即圖2的步驟25的輸出是
(3)(R0，G0，B0)＝(1-Tw)×(Rw，Gw，Bw)+Tw×(Rj，Gj，Bj)其中(R0，G0，B0)＝圖2中步驟25的輸出像素；(Rw，Gw，Bw)＝加權(quán)平均像素；(Rb1，Gb1，Bb1)＝LUT操作之后的位圖像素1；(Rj，Gj，Bj)＝縮減的JPEG背景圖像的對應(yīng)像素；T1＝位圖像素1的透明度；Tw＝加權(quán)平均像素的透明度。
在下文中將描述在一個特殊塊中的步驟25的輸出的示例，其中，四個像素具有位圖值(0，0)，(0，1)，(1，0)，(1，1)并且相應(yīng)的縮減JPEG背景像素是(Rj，Gj，Bj)＝(10，20，40)。在這個例子中，四個位圖像素的加權(quán)平均值使用圖4的查找表并且等式(1)來計算(Rw，Gw，Bw)＝{(1-0.2)×(0，50，100)+(1-0.4)×(60，100，200)+(1-0.6)×(100,0，0)+(1-0.8)×(0，100,0)}/{(1-0.2)+(1-0.4)+(1-0.6)+(1-0.8)}＝＝{(0，40，80)+(36，60，120)+(40，0，0)+(0，20，0)}/2＝＝(38,60，100)加權(quán)平均像素(Rw，Gw，Bw)的透明度使用等式(2)來計算Tw＝{0.2+0.4+0.6+0.8}/4＝0.5并且，混和輸出像素，即圖2中的步驟25的輸出像素使用等式(3)來計算(R0，G0，B0)＝(1-0.5)×(38，60，100)+0.5×(10，20，40)＝(24，40，70)在本發(fā)明的一個實施例中，圖2中所示的用于縮減并混和一個包括像素的高分辨率的壓縮背景圖像與一個包括像素的高分辨率壓縮位像的過程被實現(xiàn)為一個計算機程序產(chǎn)品，包括用于當(dāng)所述產(chǎn)品在一個數(shù)據(jù)處理設(shè)備上運行時執(zhí)行步驟21-26的軟件編碼部分。計算機程序產(chǎn)品優(yōu)選地在一個計算機可讀媒介上具體化。
從而，雖然本發(fā)明的基本非常規(guī)設(shè)計已經(jīng)被示出與描述并且指出為應(yīng)用于其一個優(yōu)選實施例，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的前提下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所說明的裝置的形成與細節(jié)并且其操作中做出不同的省略、置換與改變。例如，用基本上相同的方式執(zhí)行基本上相同的功能來實現(xiàn)相同結(jié)果的那些元件和/或方法步驟的所有結(jié)合明顯地都在本發(fā)明的范疇內(nèi)。而且，應(yīng)當(dāng)認識，與本發(fā)明的任何公開形式或?qū)嵤├嘘P(guān)而被示出和/或描述的結(jié)構(gòu)和/或元件和/或方法步驟可以被并入任何其它被公開或描述或建議為一個普通設(shè)計選擇問題的形式或?qū)嵤├?。因此，本發(fā)明只被附加在此的權(quán)利要求的范圍所指出的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于縮減并混和一個包括像素的高分辨率的壓縮背景圖像和一個包括像素的高分辨率的壓縮位像的裝置(10)，包括裝置(13)，用于把背景圖像按預(yù)定因數(shù)n1n2、...、nN縮減；裝置(14)，用于解壓縮被縮減的背景圖像；裝置(14)，用于解壓縮高分辨率的位像；裝置(15)，用于把解壓縮的高分辨率的位像分割成n1xn2x...xnN個像素的塊，憑此，每塊的大小對應(yīng)于被縮減背景圖像的每個像素的大??；裝置(16)，用于把解壓縮的高分辨率的位像的每一塊與被縮減背景圖像的每個像素混合并從而產(chǎn)生混和圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，混和裝置(16)被安排來使用至少一個查找表(17)并且合并解壓縮的高分辨率的位像塊內(nèi)的像素值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其中，縮放裝置(13)被安排來在離散余弦變換域中縮減背景圖像。
4.一種縮減并混和一個包括像素高分辨率的壓縮背景圖像和一個包括像素的高分辨率的壓縮位像的方法，包括下列步驟把背景圖像按預(yù)定因數(shù)n1、n2、...、nN縮減；解壓縮被縮減的背景圖像；解壓縮高分辨率的位像；把解壓縮的高分辨率位像分割成n1xn2x...xnN個像素的塊，憑此，每塊的大小對應(yīng)于被縮減背景圖像的每個像素的大?。话呀鈮嚎s的高分辨率的位像的每一塊與被縮減背景圖像的每個像素混和并從而產(chǎn)生混和圖像。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，混和步驟進一步包括使用至少一個查找表來合并解壓縮的高分辨率的位像塊內(nèi)的像素值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中，縮減背景圖像的步驟在離散余弦變換域中被完成。
7.一種計算機程序產(chǎn)品，包括用于當(dāng)所述產(chǎn)品在數(shù)據(jù)處理設(shè)備上運行時執(zhí)行權(quán)利要求4-6中任何一個的步驟的軟件編碼部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的在計算機可讀媒介上實現(xiàn)的計算機程序產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及縮減并混和兩個高分辨率圖像的領(lǐng)域，并且尤其涉及到一個允許縮減并混和一個HD JPEG背景圖像和一個HD位像的裝置和方法，HD位像被重疊在JPEG背景圖像上。該裝置包括裝置，用于把背景圖像按預(yù)定因數(shù)n
文檔編號H04N5/445GK1973535SQ200580020471
公開日2007年5月30日 申請日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月21日
發(fā)明者J·A·C·伯恩森, R·彼得斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司