利用特徵值以壓縮影像資料的方法
2023-05-30 11:43:21 1
專利名稱：利用特徵值以壓縮影像資料的方法
技術領域：
本發明涉及一種影像壓縮的方法，特別是一種利用特徵值以壓縮影像資料的方法，以減少資料量並增加記憶卡內所儲存的影像資料量。
對影像輸入裝置而言，掃描器(scanner)與數位照相機(digitalcamera)為目前較為常見的裝置。數位照相機是利用數位化的信息來儲存所拍攝得的影像，它利用一個可記錄影像的磁碟或是個人電腦記憶體卡國際協會(Personal Computer Memory Card InternationalAssociation；PCMCIA)的記憶卡，來儲存靜態影像。為了節省儲存媒體所使用的記憶空間，通常數位照相機所拍攝的影像都是以壓縮檔案來儲存，常見的有靜態影像壓縮標準(Joint Photographic Experts Group；JPEG)檔案格式。
由數位照相機所拍攝到的相片可通過RS-232通訊埠或是印表機埠輸入電腦當中做影像處理，也可利用印表機印出，而不需要傳統相機衝印的步驟，而且沒有安裝底片的問題，十分適合和時間賽跑的記者使用，因為它可以將所拍攝的影像直接存檔，再使用電子郵件傳送到報社。目前數位照相機的解析度和傳統底片照相機還有一段差距，尤其在光源不足的地方，數位照相機的清晰度較傳統照相機遜色，但是數位照相機通常都有一個液晶顯示幕(Liquid Crystal Display；LCD)，可以立即觀看所拍得的相片，而且所拍攝的影像也可以通過此顯示幕來刪除，這便是傳統相機比不上的地方。若我們要將真實相片輸入電腦中，便應該使用掃描器(scanner)。
數位照相機另一個名稱是數字靜態照相機(Digital Still Camera；DSC)，用以和數字動態攝影機區別，目前數位照相機大多使用電荷耦合元件(Charge-Coupled Device；CCD)或是互補式金屬氧化半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor；CMOS)的技術來擷取影像。
參照
圖1A與圖1B所示，此兩圖為傳統技術在送出影像資料的示意圖。圖1A繪示傳統技術如何選擇紅R(red)、綠G(green)與蘭B(blue)的數字影像資料起始區域。在圖1A中，每一方格均代表數字影像上的一個圖素的一種顏色資料，而區塊中的數字則代表此圖素在數字影像上的位置。在本發明說明書中，圖素的影像資料-圖素值以符號P(x，y)表示的，其中x代表列座標，而y則代表行座標。例如P(2n-1，1)即代表第2n-1(n為自然數)列中的第一個圖素的圖素值。
而圖1B是繪示對應於各個圖素所產生相對應的R、G與B資料的情形。在圖1B中，R(x，y)、G(x，y)與B(x，y)分別代表圖素值P(x，y)所包括的顏色資料。倘若每個圖素的R、G與B資料均分別以8位元(bit)表示，則每個圖素所產生的資料量為3*8＝24位元。
由圖1A與圖1B可看出，傳統掃描器在傳送影像資料至個人電腦時，把每個圖素的R、G與B資料全部傳送出去。而所要傳出的資料會先儲存在數位照相機上的緩衝儲存器上，當緩衝儲存器到達其儲存的上限時，緩衝儲存器將會將其內所儲存的資料傳送至數位照相機內的記憶卡內進行儲存。一般來說，圖素所佔的記憶體空間是相當大的，因此若未經處理就將每個圖素的R、G與B資料通通儲存在數位照相機的記憶卡上，數位照相機的記憶卡將會常常達到其資料儲存的上限而必須將其內部所儲存的資料傳輸出去。當資料量較大時，數位照相機的記憶卡滿載的情況也較多，因此會縮短數位照相機的使用時間，並會縮短緩衝儲存器與記憶卡的使用壽命。數位照相機的記憶卡雖可隨著使用者的需求而進行抽換以增加數位照相機所儲存的影像資料，但是容易造成使用者的經濟負擔。因此若將影像適度地壓縮，則可增加數位照相機的記憶卡內所能儲存的影像張數。
本發明的第二個目的為利用特徵值以壓縮影像資料的方法將影像資料先行壓縮，以增加記憶卡儲存影像資料的張數。
本發明的第三個目的為利用特徵值以壓縮影像資料的方法將影像資料先行壓縮，以減少記憶卡滿載的次數。
本發明的第四個目的為利用特徵值以壓縮影像資料的方法將影像資料先行壓縮，以加速資料傳輸的速度。
本發明的再一個目的為利用特徵值以壓縮影像資料的方法將影像資料先行壓縮，以延長記憶卡的使用壽命。
根據以上所述的目的，本發明提供了一種方法，利用特徵值以壓縮影像資料的方法先行將資料壓縮，以減少影像資料的資料量。本發明首先將輸入的影像資料進行一前處理的步驟。此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器、或是資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類影像資料內的不同物件。當輸入的影像資料經過前處理的步驟之後，輸入的影像資料將可簡化為只包含多個不同輪廓的物件的影像資料，其中每一不同輪廓的物件內包含其顏色。接下來利用色彩分類的方法擷取不同物件的輪廓內所包含的不同顏色，並將此不同的的顏色作為影像的特徵值，其中此色彩分類的方法為利用顏色的明暗度或是顏色種類的不同以將不同的色彩分類。最後將影像資料內的不同的特徵值分別儲存於一記憶體內以完成利用特徵值壓縮影像資料的方法。
上述這些分別儲存於記憶體內的特徵值即代表所輸入的影像資料，因此利用本發明的方法可減少儲存影像資料時所佔用的記憶體的空間。本發明的方法也可增加記憶卡儲存影像資料的張數並減少記憶卡滿載的次數。本發明的方法更可加速資料傳輸的速度並延長記憶卡的使用壽命。
圖中符號說明1 第一區塊2 第二區塊3 第三區塊
4第四區塊5第五區塊6第六區塊R(x，y) 紅色圖素的影像資料-圖素值G(x，y) 綠色圖素的影像資料-圖素值B(x，y) 藍色圖素的影像資料-圖素值x列座標y行座標k區塊內所能容納的圖素數目m區塊的編號n區塊內的圖素值的編號本發明提供了一種利用特徵值以壓縮影像資料的方法，以減少影像資料的資料量並減少儲存影像資料時所佔用的記憶體的空間。本發明首先將輸入的第一影像資料進行一前處理的步驟。此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器、或是資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類第一影像資料內的不同物件。所謂的格式轉換器為一種將數據、信號或資料按規定的標準進行分類的裝置。在本發明的前處理的過程中，主要為利用各物件的形狀或是輪廓的不同以判別輸入的第一影像資料內的不同物件，因此在本發明的前處理過程中所採用的演算方式、格式轉換器、或資料庫均是針對物件的輪廓或形狀以進行判別及分類。當輸入的第一影像資料經過前處理的步驟之後，輸入的第一影像資料將可簡化為只包含多個不同輪廓的物件及其顏色的第二影像資料，其中每一不同輪廓的物件內包含一顏色。
接下來利用色彩分類的方法擷取不同物件的輪廓內所包含的不同顏色，並將此不同的顏色作為影像的特徵值，其中此色彩分類的方法為利用顏色的明暗度或是顏色種類的不同以將不同的色彩分類。最後將第二影像資料內的不同的特徵值分別儲存於一記憶體內以完成利用特徵值壓縮影像資料的方法，其中本發明所使用的記憶體可為一快閃記憶體。分別儲存於記憶體內的特徵值即可代表所輸入的第一影像資料，因此利用本發明的方法可減少儲存影像資料時所佔用的記憶體的空間並使記憶體內可儲存更多張的影像資料。由本發明的方法，利用儲存影像資料的特徵值以代表影像資料，更可減少影像資料的資料量。因此當由記憶體內將影像資料傳輸至電腦時，由於資料量的減少，可減少資料傳輸的時間。
參照圖2所示，為本發明利用特徵值以壓縮影像資料的方法的流程圖。本發明首先輸入一影像資料100。接下來將輸入的影像資料進行一前處理的步驟110，以分類影像資料內的不同物件。接下來利用色彩分類的方法擷取不同物件的輪廓內所包含的不同顏色，並將此不同的顏色作為影像的特徵值120。最後將影像資料內的不同的特徵值分別儲存於一記憶體內130以完成利用特徵值壓縮影像資料的方法。該些分別儲存於記憶體內的特徵值即可代表所輸入的影像資料。
以下所述即為利用本發明的方法以特徵值壓縮影像資料的一實施例，但並不限制本發明的保護範圍。
當輸入的影像資料包含多個不同的物件時，則本發明首先將輸入的第一影像資料進行一前處理的步驟，其中任一多個不同物件包含一形狀，且此形狀內包含一顏色。因為任一多個不同物件的形狀皆不相同，因此此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器、或資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類第一影像資料內的多個不同的物件。當輸入的影像資料經過前處理的步驟之後，輸入的影像資料將可簡化為包含多個不同物件的第二影像資料。
接下來利用色彩分類的方法擷取多個不同物件的形狀內的多個顏色，使其成為多個特徵值。最後將此多個特徵值分別儲存於記憶體內，其中本發明所使用的記憶體可為一快閃記憶體。此多個特徵值即可代表所輸入的第一影像資料。
以下所述即為利用本發明的方法以特徵值壓縮影像資料的另一實施例，但並不限制本發明的保護範圍。
當輸入的第一影像資料包含一人臉與一盆栽時，則本發明首先將輸入的第一影像資料進行一前處理的步驟。因為人臉與盆栽的形狀及輪廓均大不相同，因此，此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器、或資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類影像資料內的人臉以及盆栽。針對第一影像資料內的人臉而言，在前處理的步驟中，因為人臉五官的形狀及輪廓皆不相同，因此可將人臉再細分為眼睛、耳朵、鼻子、眉毛、及嘴巴等部分。眼睛具有第一顏色與第一形狀。鼻子具有第二顏色與第二形狀。嘴巴具有第三顏色與第三形狀。耳朵具有第四顏色與第四形狀。針對第一影像資料內的盆栽而言，在前處理的步驟中，因為花盆與植物的輪廓及形狀皆不相同，因此可將盆栽再細分為花盆與植物兩部分，其中花盆具有第五顏色與第五形狀且植物具有第六顏色與第六形狀。當輸入的第一影像資料經過前處理的步驟之後，輸入的第一影像資料將可簡化為包含第一形狀、第二形狀、第三形狀、第四形狀、第五形狀、第六形狀、第一顏色、第二顏色、第三顏色、第四顏色、第五顏色與第六顏色的第二影像資料。
接下來利用色彩分類的方法擷取第一顏色、第二顏色、第三顏色、第四顏色、第五顏色與第六顏色，並使第一顏色成為第一特徵值、第二顏色成為第二特徵值、第三顏色成為第三特徵值、第四顏色成為第四特徵值、第五顏色成為第五特徵值與第六顏色成為第六特徵值，其中此色彩分類的方法為利用顏色的明暗度或是顏色種類的不同以將不同的色彩分類。針對影像資料的人臉而言，眼睛可以眼睛顏色的明暗度作為其特徵值，而眉毛、耳朵、鼻子、及嘴巴均可利用其不同的顏色作為其特徵值。針對影像資料的盆栽而言，花盆及植物可利用其不同的顏色作為其特徵值。最後將影像資料內的第一特徵值、第二特徵值、第三特徵值、第四特徵值、第五特徵值與第六特徵值分別儲存於一記憶體內以完成利用特徵值壓縮影像資料的方法，其中本發明所使用的記憶體可為一快閃記憶體。第一特徵值、第二特徵值、第三特徵值、第四特徵值、第五特徵值與第六特徵值即可代表所輸入的第一影像資料。
以下所述即為利用本發明的方法以特徵值壓縮影像資料的另一實施例，但並不限制本發明的保護範圍。
當輸入的影像資料包含多數個不同的人臉時，則本發明首先將輸入的第一影像資料進行一前處理的步驟。因為不同的人臉其形狀及輪廓均大不相同，因此此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器、或資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類第一影像資料內的不同的人臉。針對影像資料內的第一人臉而言，在前處理的步驟中，因為每一人臉五官的形狀及輪廓皆不相同，因此可將每一人臉再細分為眼睛、耳朵、鼻子、眉毛、及嘴巴等部分。當輸入的第一影像資料經過前處理的步驟之後，輸入的第一影像資料將可簡化為包含多個不同輪廓的物件的第二影像資料，其中每一不同輪廓的物件內包含其顏色。
接下來利用色彩分類的方法擷取不同物件的輪廓內所包含的不同顏色，並將此不同的顏色作為影像的特徵值，其中此色彩分類的方法為利用顏色的明暗度或是顏色種類的不同以將不同的色彩分類。針對影像資料的每一人臉而言，眼睛可以眼睛顏色的明暗度作為其特徵值，而眉毛、耳朵、鼻子、及嘴巴均可利用其不同的顏色作為其特徵值。而每一人臉均由一組特徵值所組成，其中此組特徵值內包含多個特徵值。因此當經過前處理的影像資料經由色彩分類的過程後，影像資料將可由多組不同的特徵值所組成。最後將第二影像資料內所包含的多組特徵值分別儲存於一記憶體內以完成利用特徵值壓縮第一影像資料的方法，其中本發明所使用的記憶體可為一快閃記憶體。該些分別儲存於記憶體內的特徵值即可代表所輸入的第一影像資料。
綜合上述，本發明提供了一種方法，利用特徵值以壓縮影像資料的方法先行將資料壓縮，以減少影像資料的資料量。本發明首先將輸入的影像資料進行一前處理的步驟。此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器、或資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類影像資料內的不同物件。當輸入的影像資料經過前處理的步驟之後，輸入的影像資料將可簡化為包含多個不同輪廓的物件的影像資料，其中每一不同輪廓的物件內包含其顏色。接下來利用色彩分類的方法擷取不同物件的輪廓內所包含的不同顏色，並將此不同的顏色作為影像的特徵值，其中此色彩分類的方法為利用顏色的明暗度或是顏色種類的不同以將不同的色彩分類。最後將影像資料內的不同的特徵值分別儲存於一記憶體內以完成利用特徵值壓縮影像資料的方法。該些分別儲存於記憶體內的特徵值即代表所輸入的影像資料，因此利用本發明的方法可減少儲存影像資料時所佔用的記憶體的空間。本發明的方法也可增加記憶卡儲存影像資料的張數並減少記憶卡滿載的次數。本發明的方法更可加速資料傳輸的速度並延長記憶卡的使用壽命，不僅具有實用功效，並且為前所未見的設計，具有功效性與進步性的增進。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，上述實施例僅用來說明而非用以限定本發明的權利要求範圍。在不脫離本發明的實質內容的範疇內仍可予以變化而加以實施，此等變化應仍屬本發明的範圍。因此，本發明的範疇應由權利要求書的保護範圍所界定。
權利要求
1.一種利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，包含擷取一第一影像資料，該第一影像資料包含一第一物件與一第二物件，其中該第一物件包含一第一形狀與一第一顏色且該第二物件包含一第二形狀與一第二顏色；擷取該第一影像資料內的該第一形狀、該第二形狀、該第一顏色與該第二顏色以將該第一影像資料轉換為一第二影像資料；擷取該第一顏色成為一第一特徵值並擷取該第二顏色成為一第二特徵值；及儲存該第一特徵值與該第二特徵值於一記憶體內。
2.如權利要求1的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的記憶體可為一快閃記憶體。
3.如權利要求1的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的第一形狀與該第二形狀可以演算的方法擷取。
4.如權利要求1的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的第一形狀與該第二形狀可以格式轉換器擷取。
5.如權利要求1的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的第一形狀與該第二形狀不相同。
6.一種利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，包含擷取一第一影像資料，該第一影像資料包含多個不同的物件，其中任一該多個不同物件包含一形狀與一顏色；依序處理該多個不同物件以進行一影像資料壓縮程序，其中該影像壓縮程序包含擷取該形狀與該顏色以將該第一影像資料轉換為一第二影像資料；擷取該顏色使其成為一特徵值；及儲存該多個不同物件的多個特徵值於一記憶體內。
7.如權利要求6的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的形狀可以演算的方法擷取。
8.如權利要求6的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的形狀可以格式轉換器擷取。
9.一種利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，包含擷取一第一影像資料，該第一影像資料包含一人臉，其中該人臉包含具有第一顏色與第一形狀的眼睛、具有第二顏色與第二形狀的鼻子、具有第三顏色與第三形狀的嘴巴、及具有第四顏色與第四形狀的耳朵；擷取該第一影像資料內的該第一形狀、該第二形狀、該第三形狀、該第四形狀、該第一顏色、該第二顏色、該第三顏色與該第四顏色以將該第一影像資料轉換為一第二影像資料；擷取該第一顏色成為一第一特徵值、擷取該第二顏色成為一第二特徵值、該第三顏色成為一第三特徵值並擷取該第四顏色成為一第四特徵值；及儲存該第一特徵值、該第二特徵值、該第三特徵值與該第四特徵值於一記憶體內。
10.如權利要求9的利用特徵值以壓縮影像資料的方法，其特徵在於，上述的第一形狀、該第二形狀、該第三形狀與該第四形狀可以演算的方法擷取。
全文摘要
本發明涉及一種壓縮影像的方法，特別是一種利用特徵值以壓縮影像的方法，本發明首先將輸入的影像資料進行一前處理的步驟，此前處理的步驟為利用演算的方法、格式轉換器(filter)、或是資料庫進行物件輪廓的判斷，以分類影像資料內的不同物件，接下來利用色彩分類的方法擷取不同物件的輪廓內所包含的不同顏色，並將此不同的顏色作為影像的不同特徵值，最後將影像的不同的特徵值分別儲存於一記憶體內以完成利用特徵值壓縮影像資料的方法。
文檔編號G06K9/36GK1457017SQ0211970
公開日2003年11月19日 申請日期2002年5月10日 優先權日2002年5月10日
發明者魏精達 申請人:天瀚科技股份有限公司