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    • 专利摘要:
    本發明提供一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮方法，其將一張影像中的一個2x2編碼單元進行編碼，壓縮方法先判斷2x2編碼單元是否為第一至第七人造類型其中之一，若是，判定其為人造類型的2x2編碼單元，否則，判定其為自然類型的2x2編碼單元，再對人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，用以產生一第一編碼資料，或對自然類型的2x2編碼單元執行色域轉換，進而得到一2x2色域轉換單元，再對2x2色域轉換單元執行離散餘弦轉換，用以產生一2x2頻率域單元，最後對2x2頻率域單元執行量化及查表編碼，以產生一第二編碼資料。
    公开号:TW201313024A
    申请号:TW100133161
    申请日:2011-09-15
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Chih-Kai Chang
    申请人:Orise Technology Co Ltd；
    IPC主号:G06V10-00
    专利说明:
    基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮/解壓縮方法及系統
    本發明係關於影像壓縮/解壓縮之技術領域，尤指一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮/解壓縮方法及裝置。
    習知無損影像壓縮技術可分成：運行長度(Run Length)編碼、霍夫曼編碼(Huffman Coding)、Lempel-Ziv-Weich編碼、算數編碼(Arithmetic Coding)、差分編碼(Differential Coding)及無損JPEG編碼(Lossless JPEG)等。其中，Run Length編碼係將一連串相同的資料改以兩個位元組(Byte)來表示，前一個位元組(Byte)代表該串資料的長度(亦即重複次數)，後面一個位元組(Byte)則用以記錄資料。例如一資料為“555555AA”，經由Run Length編碼後變為“652A”，其中，表示有6個“5”、2個“A”，此壓縮方式就節省了4個位元組的空間了。然而，Run Length編碼需要統計輸入資料的重複率，當資料的重複率低時，壓縮比亦降低。
    霍夫曼編碼係將輸入資料依照出現機率使用二元樹狀方式(Binary Tree)編碼，出現機率大的符號使用長度較短的碼來表示，出現機率小的符號使用長度較長的碼表示，因而其平均使用的資料量較小，然而，其與Run Length編碼一樣，要統計輸入資料出現的機率。
    Lempel-Ziv-Weich編碼使用已出現的字串當作索引查表比對的依據，並且建立索引的方式用以作為資料壓縮串流。然而，Lempel-Ziv-Weich編碼方法需要使用大的記憶體空間，用以暫存所建立的表格。
    算數編碼(Arithmetic Coding)最大的特點在於它不是以一符號代表一位元，而是以一實數來表示壓縮字串。這種方法需將原始字串先讀一遍，統計每一相異字碼出現機率，將0至1實數區間依此機率分割成原始編碼區間表，接著將原始字串的字元一一讀入，每一字元讀入，即將其所佔區間，用原始編碼區間表再分割，如此到最後一個字元讀完後，就會產生一個最後區間，再從此區間挑一實數代表原始字串的壓縮檔案。算數編碼所得到的編碼只需要一個存浮點數的空間即可存入，無需像霍夫曼編碼一樣需要大量空間來儲存，然而，其缺點為需要統計輸入資料出現的機率及演算法非常複雜。
    而差分編碼則使用預估值與實際值之間的差值作為壓縮的依據，而其單獨運用時壓縮率低。無損JPEG編碼則使用離散餘弦轉換與預估誤差值作為壓縮的依據。
    前述壓縮方法中，其壓縮率並非固定，在解壓縮常常需要更多的計算資源，用以正確地獲得資料長度，同時在一嵌入式系統或手持式裝置中，由於其僅具備有限的計算能力及有限的的記憶體容量，上述之影像壓縮技術均難以在嵌入式系統或手持式裝置執行。由此可知，影像壓縮及解壓縮功能在嵌入式系統或手持式裝置上仍有改善之空間。
    本發明之目的主要係在提供一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮/解壓縮方法及裝置，以產生固定壓縮率之影像，且同時降低硬體需求及維持影像品質。
    依據本發明之一特色，本發明提出一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮方法，其係將一張影像的一個2x2編碼單元進行編碼，該影像具有多數個2x2編碼單元，該影像壓縮方法包含下列步驟：(A)接收一個2x2編碼單元，其包含呈矩陣排列之左上角像素、右上角像素、左下角像素及右下角像素；(B)判斷該2x2編碼單元是否為第一至第七人造類型其中之一，若是，判定該2x2編碼單元為人造類型的2x2編碼單元，否則，判定該2x2編碼單元為自然類型的2x2編碼單元，其中第一人造類型代表該四個像素呈垂直方向的兩橫條紋，第二人造類型代表該四個像素而呈垂直方向的兩橫條紋，第三人造類型代表該四個像素呈45度角方向的兩斜條紋交叉，第四至第七人造類型代表該四個像素呈三角形與單點之組合；(C)對該人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，以產生一第一編碼資料；(D)對該自然類型的2x2編碼單元執行色域轉換，以得到一2x2色域轉換單元：(E)對該2x2色域轉換單元執行離散餘弦轉換，以產生一2x2頻率域單元；以及(F)對該2x2頻率域單元執行量化及查表編碼，以產生一第二編碼資料。
    依據本發明之另一特色，本發明提出一種基於2x2解碼單元之固定壓縮率影像解壓縮方法，其係對一固定位元大小之編碼封包進行解碼，以產生一張影像的一個2x2解碼單元，該2x2解碼單元包含呈矩陣排列之四個像素，該影像具有多數個2x2解碼單元，該影像解壓縮方法包含下列步驟：(A)接收一個編碼封包；(B)依據該編碼封包的一主封包標頭(1 bit)以判斷該編碼封包是否為人造類型，若是，判定該編碼封包為人造類型的編碼封包，否則，判定該編碼封包為自然類型的編碼封包；(C)對該人造類型的編碼封包執行反量化、反查表解碼及反差分誤差解碼，以產生一第一解碼資料；(D)對該自然類型的編碼封包執行反量化及反查表解碼，以產生一第二解碼資料；(E)對該第二解碼資料執行離散餘弦轉換，以產生一第三解碼資料；(F)對該第三解碼資料執行色域轉換，以得到一第四解碼資料；以及(G)接收該第一解碼資料或該第四解碼資料，並對該第一解碼資料或該第四解碼資料進行重建，以產生一個2x2解碼單元。
    依據本發明之又一特色，本發明提出一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率之顯示系統，其係對一顯示影像執行壓縮/解壓縮，該顯示系統包含一顯示模組、一影像輸入裝置、一基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置、一暫存裝置、一基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置、及一時序控制器，連接至該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置，接收該2x2解碼單元，以產生該顯示模組的時序驅動信號及顯示資料。該顯示模組用以顯示一影像。該影像輸入裝置用以輸入一顯示影像。該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置連接至該影像輸入裝置，將該顯示影像的一個2x2編碼單元進行編碼，以產生與該2x2編碼單元對應之一編碼封包，其中，該影像具有多數個2x2編碼單元。該暫存裝置連接至該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置，以暫存該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置輸出之編碼封包。該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置連接至該暫存裝置，接收該編碼封包，並對該編碼封包解壓縮，以產生與該2x2編碼單元對應之一2x2解碼單元。該時序控制器連接至該基於2x2解碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置，接收該2x2解碼單元，以產生該顯示模組的時序驅動信號及顯示資料。其中，該固定壓縮率影像壓縮裝置係先判斷該2x2編碼單元為人造類型或自然類型，俾對人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，而產生一第一編碼資料，及對自然類型的2x2編碼單元執行色域轉換、離散餘弦轉換、量化及查表編碼，而產生一第二編碼資料，再對該第一編碼資料或該第二編碼資料進行封裝，以產生固定壓縮率之該編碼封包。
    圖1係本發明一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮方法之流程圖，其係將一張影像的一個2x2編碼單元進行編碼。
    首先，於步驟S110中，該影像壓縮方法接收一個2x2編碼單元，其包含呈矩陣排列之左上角像素、右上角像素、左下角像素及右下角像素。
    圖2係該影像及該2x2編碼單元之示意圖，如圖2所示，該影像210具有多數個2x2編碼單元220，每一個2x2編碼單元220具有四個像素A、B、C、D，其中，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素。每一個像素具有紅(r)、藍(g)、綠(b)三種顏色，其中Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。每一個顏色數值為8位元，故該2x2編碼單元220為96(=4×3×8)位元。
    於步驟S120中，判斷該2x2編碼單元220是否為人造類型，若是，判定該2x2編碼單元為人造類型的2x2編碼單元，否則，判定該2x2編碼單元為自然類型的2x2編碼單元，其中，人造造型具有七種，包括第一人造類型代表該四個像素呈水平方向的兩橫條紋，第二人造類型代表該四個像素呈垂直方向的兩橫條紋，第三人造類型代表該四個像素呈45度角方向的兩斜條紋交叉，第四至第七人造類型代表該四個像素呈三角形與單點之組合。
    更進一步說明，於步驟S120中，係先判斷該2x2編碼單元220是否為第一至第三人造類型其中之一，再判斷該2x2編碼單元220是否為第四至第七人造類型其中之一。
    圖3係本發明人造類型及自然類型之示意圖。本發明第一至第七人造類型的分類有助於處理如字體邊緣、灰階變化、鋸齒、棋盤格等特定圖樣，配合本發明的封包記錄方式，可使該些編碼單元達成無失真。
    如圖3所示，第一人造類型310代表該四個像素呈水平方向的兩橫條紋，亦即像素A的顏色數值(X)與像素B的顏色數值(X)相同或近似，像素C的顏色數值(Y)與像素D的顏色數值(Y)相同或近似。同理，第二人造類型320代表該四個像素呈垂直方向的兩橫條紋，第三人造類型330代表該四個像素呈45度角方向的兩斜條紋交叉，第四至第七人造類型340、350、360、370代表該四個像素呈三角形與單點之組合。亦即，該第一人造類型310代表該左上角像素及右上角像素近似(X)且該左下角像素及右下角像素近似(Y)。該第二人造類型320代表該左上角像素及該左下角像素近似(X)且右上角像素及右下角像素近似(Y)。該第三人造類型330代表該左上角像素及右下角像素近似(X)且該左下角像素及右上角像素近似(Y)。該第四人造類型340代表該左下角像素、右上角像素及右下角像素近似(Y)。該第五人造類型350代表該左上角像素、右上角像素及右下角像素近似(Y)。該第六人造類型360代表該左上角像素、左下角像素及右上角像素近似(Y)。該第七人造類型370代表該左上角像素、左下角像素及右下角像素近似(Y)。
    於步驟S120中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元220為第一人造類型310：
    ABS(Ar,Br)<THD1,ABS(Cr,Dr)<THD1,
    ABS(Ag,Bg)<THD1,ABS(Cg,Dg)<THD1,
    ABS(Ab,Bb)<THD1,ABS(Cb,Db)<THD1,
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)
    ABS(Dr,Br)+ABS(Dg,Bg)+ABS(Db,Bb),
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)
    ABS(Dr,Br)+ABS(Dg,Bg)+ABS(Db,Bb),
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),
    當中，THD1為一第一門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。其中ABS為兩元素差之絕對值函數，亦即當a≧b時，ABS(a,b)=a-b，當a<b時，ABS(b,a)=b-a。
    於步驟S120中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元220為第二人造類型320：
    ABS(Ar,Cr)<THD1,ABS(Br,Dr)<THD1,
    ABS(Ag,Cg)<THD1,ABS(Bg,Dg)<THD1,
    ABS(Ab,Cb)<THD1,ABS(Bb,Db)<THD1,
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)
    ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)
    ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)。
    於步驟S120中，當滿足下列公式時,判定該2x2編碼單元220為第三人造類型330：
    ABS(Ar,Dr)<THD1,ABS(Cr,Br)<THD1,
    ABS(Ag,Dg)<THD1,ABS(Cg,Bg)<THD1,
    ABS(Ab,Db)<THD1,ABS(Cb,Bb)<THD1,
    ABS(Ar,Dr)+ABS(Ag,Dg)+ABS(Ab,Db)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),
    ABS(Ar,Dr)+ABS(Ag,Dg)+ABS(Ab,Db)
    ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),
    ABS(Cr,Br)+ABS(Cg,Bg)+ABS(Cb,Bb)
    ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),
    ABS(Cr,Br)+ABS(Cg,Bg)+ABS(Cb,Bb)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)。
    於步驟S120中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元220為第四人造類型340：
    ABS(Br,Dr)<THD2,ABS(Cr,Dr)<THD2,
    ABS(Bg,Dg)<THD2,ABS(Cg,Dg)<THD2,
    ABS(Bb,Db)<THD2,ABS(Cb,Db)<THD2,
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)。
    當中，THD2為一第二門檻值，於步驟S120中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元220為第五人造類型350：
    ABS(Br,Dr)<THD2,ABS(Ar,Br)<THD2,
    ABS(Bg,Dg)<THD2,ABS(Ag,Bg)<THD2,
    ABS(Bb,Db)<THD2,ABS(Ab,Bb)<THD2,
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)。
    於步驟S120中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元220為第六人造類型360：
    ABS(Ar,Cr)<THD2,ABS(Ar,Br)<THD2,
    ABS(Ag,Cg)<THD2,ABS(Ag,Bg)<THD2,
    ABS(Ab,Cb)<THD2,ABS(Ab,Bb)<THD2,
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db),
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)。
    於步驟S120中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元220為第七人造類型370：
    ABS(Ar,Cr)<THD2,ABS(Cr,Dr)<THD2,
    ABS(Ag,Cg)<THD2,ABS(Cg,Dg)<THD2,
    ABS(Ab,Cb)<THD2,ABS(Cb,Db)<THD2,
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db),
    ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)
    ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),
    ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)
    ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)。
    於步驟S130中，對該人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，用以產生一第一編碼資料。
    圖4係本發明2x2編碼單元之差分誤差編碼、量化及查表編碼之示意圖。於圖4中，數字代表位元數，例如8、7分別代表8位元及7位元。反斜線代表有查表操作，斜線代表有量化操作。
    當該2x2編碼單元220為第一、第二及第三人造類型310、320、330其中之一時，使用8位元紀錄其中兩像素之平均值，使用7位元紀錄一7位元表格位置，該7位元表格位置之記錄內容係為該7位元表格所有記錄內容與該2x2編碼單元另外兩像素之平均值與前述兩像素之平均值之差值最小者。
    第一、第二及第三人造類型310、320、330均為線條形式，故以第一人造類型310作為說明，第二及第三人造類型320、330係為熟習該技術者基於本發明技術所能完成，不再贅述。
    圖5係本發明2x2編碼單元為第一、第二及第三人造類型時之編碼之示意圖。其可為紅色、藍色、或綠色，係先將像素A的顏色數值(127)與像素B的顏色數值(126)相加再除以2(126.5)，再四捨五入獲得127，使用8位元用以紀錄數值127。
    將像素C的顏色數值(34)與像素D的顏色數值(32)相加再除以2(33)，再四捨五入獲得33，減去先前計算所得的數值127，以獲得-93，雖然相減的結果為9位元，但本發明使用一7位元表格以進行查表，可減少編碼後所產生的資料量。依據-93對一7位元表格進行查表。-93係位於-95與-90之間，且靠近-95，故經由查表後得到-95的位置，使用7位元紀錄-95的位置。
    該7位元的表格內共記錄128個值。若-95最接近表格之第j個值，則記錄“j”。“j”值可依下列公式計算：
    [a1,a2,a3,...,ak-2,ak-1,ak]，
    sign[α-aj]×sign[aj+1-α]0，　(1)
    其中a1~ak為該7位元的表格內共記錄128個值，其係由小至大依序排列。sign為一輸出該值之正負號的函數，α為欲查表之值，一旦滿足公式(1)時，即儲存j值。
    當該2x2編碼單元220為第四、第五、第六及第七人造類型340、350、360、370其中之一時，使用8位元紀錄其中三個像素之平均值，使用7位元或6位元紀錄該2x2編碼單元220另外一個像素之量化值。
    第四、第五、第六及第七人造類型340、350、360、370均為三角形與單點之組合，故以第四人造類型340說明，第五、第六及第七人造類型350、360、370係為熟習該技術者基於本發明技術所能完成，不再贅述。
    圖6係本發明2x2編碼單元為第四、第五、第六及第七人造類型340、350、360、370時之編碼之示意圖。其可為紅色、藍色、或綠色。其係先將像素B的顏色數值(100)、像素C的顏色數值(100)、與像素D的顏色數值(100)相加再除以3(100)，再四捨五入獲得100，使用8位元紀錄數值100。
    將像素A的顏色數值(34)執行量化運算，再四捨五入小數部分獲得數值9，使用6位元紀錄數值9。當像素A的顏色為綠色時，使用7位元紀錄數值9。該量化運算下列公式表示：
    其中Q為一量化因子，Round為四捨五入函數。當使用6位元紀錄時，量化因子Q為4，當使用7位元紀錄時，量化因子Q為2。
    當步驟S120中，判定該2x2編碼單元220不為第一至第七人造類型其中之一時，表示該2x2編碼單元220為自然類型，故於步驟S140中，對該自然類型的2x2編碼單元220執行色域轉換，以得到一2x2色域轉換單元。
    於步驟S140中，其係執行RGB至YUV色域轉換，以得到該2x2色域轉換單元，該RGB至YUV色域轉換係以下列公式表示：
    當中，r表一像素的紅色值，g表該像素的綠色值，b表該像素的藍色值，Y表該像素的明亮度(Luminance、Luma)，U、V表該像素的色度(Chrominance)。圖7係本發明轉換之示意圖，如圖7所示，該2x2色域轉換單元700係分別為明亮度2x2色域轉換單元710、第一色度2x2色域轉換單元720、及第二色度2x2色域轉換單元730。
    該明亮度2x2色域轉換單元710的元素之值為0~255，該第一色度2x2色域轉換單元720及第二色度2x2色域轉換單元730的元素之值為-255~255，故該明亮度2x2色域轉換單元710的元素為8位元，該第一色度2x2色域轉換單元720及第二色度2x2色域轉換單元730的元素為9位元，然而此僅計算過程，並不影響最後編碼的位元數目。在執行下一步驟步驟S150前，需先將該明亮度2x2色域轉換單元710的元素之值由0~255移位至-128~127。
    於步驟S150中，對該2x2色域轉換單元700執行離散餘弦轉換，以產生一2x2頻率域單元。
    於步驟S150中，該離散餘弦轉換係以下列公式表示：
    當中，表該2x2色域轉換單元700的左上角值，表該2x2色域轉換單元700的右上角值，表該2x2色域轉換單元的700左下角值，表該2x2色域轉換單元700的右下角值，E元素表該2x2頻率域單元750的左上角值，F元素表該2x2頻率域單元750的右上角值，G元素表該2x2頻率域單元750的左下角值，H元素表該2x2頻率域單元750的右下角值，該2x2頻率域單元750係分為明亮度2x2頻率域單元760、第一色度2x2頻率域單元770、及第二色度2x2頻率域單元780。
    該明亮度2x2頻率域單元760的元素之值為-128~127，該第一色度2x2頻率域單元770及該第二色度2x2頻率域單元780的元素之值為-255~255，故該明亮度2x2頻率域單元760的元素為8位元，該第一色度2x2頻率域單元770及該第二色度2x2頻率域單元780的元素為9位元，然而此僅計算過程，並不影響最後編碼的位元數目。
    公式(2)中的轉換矩陣可由二維離散餘弦轉換獲得，公式(3)係一二維離散餘弦轉換公式：

    u、v為離散頻率變數(discrete frequency variables)，u、v之值為0,1,2,…,N-1，f(x,y)為N×N影像像素，F(u,v)為二維離散餘弦轉換的結果，在此實施例中，N為2，則可得到公式(2)中的轉換矩陣。
    於步驟S160中，將該2x2頻率域單元750分類為第一自然類型380或第二自然類型390，其中，當該第一色度2x2頻率域單元770的F元素及G元素滿足下列公式：max(ABS(F,0),ABS(G,0))<THD3，且第二色度2x2頻率域單元780的F元素及G元素滿足下列公式：
    max(ABS(F,0),ABS(G,0))<THD4，
    則判定該2x2頻率域單元750為第一自然類型380，否則，判定該2x2頻率域單元750為第二自然類型390，當中，THD3為一第三門檻值，THD4為一第四門檻值。該第四門檻值THD4係大於該第三門檻值THD3。
    於步驟S170中，對該2x2頻率域單元750執行量化及查表編碼，以產生一第二編碼資料。
    於步驟S170中，當該2x2頻率域單元750為第一自然類型380時，使用7位元紀錄該明亮度2x2頻率域單元760的E元素、F元素、G元素，使用4位元紀錄一4位元表格位置，該4位元表格位置之記錄內容係該4位元表格所有記錄內容與該明亮度2x2頻率域單元760的H元素的值之差值最小者。
    該明亮度2x2頻率域單元760的元素之值為-128~127，故需先執行一移位運算，以將該明亮度2x2頻率域單元760的元素之值由-128~127移位至0~255。於步驟S170中，係將E元素、F元素、G元素的數值執行量化運算，針對小數部分四捨五入，再使用7位元紀錄。由於該明亮度2x2頻率域單元760的E元素、F元素、G元素元素的數值為8位元，當使用7位元紀錄時，因此量化因子Q為2。該明亮度2x2頻率域單元760的H元素則使用一4位元表格以進行查表操作，該查表操作之原理與前述7位元表格查表相同，不再贅述。
    於步驟S170中，當該2x2頻率域單元750為第一自然類型380時，使用7位元紀錄該第一色度2x2頻率域單元770的E元素，使用2位元紀錄一2位元表格位置，該2位元表格位置之記錄內容係該2位元表格所有記錄內容與該第一色度2x2頻率域單元770的F元素及G元素之平均值之差值最小者，以及不紀錄該第一色度2x2頻率域單元770的H元素。
    該第一色度2x2頻率域單元770的元素之值為-255~255，故需先執行一移位運算，以將該第一色度2x2頻率域單元770的元素之值由-255~255移位至0~510。因此該第一色度2x2頻率域單元770的元素為9位元，當使用7位元紀錄該第一色度2x2頻率域單元770的E元素時，需先執行量化運算，其中，量化因子Q為4。
    其係將該第一色度2x2頻率域單元770的F元素及G元素先取平均值，再用該平均值對一2位元表格查表，該查表操作之原理與前述7位元表格查表相同，不再贅述。
    於步驟S170中，當該2x2頻率域單元750為第一自然類型380時，使用7位元紀錄該第二色度2x2頻率域單元780的E元素之值，使用2位元紀錄一2位元表格位置，該2位元表格位置之記錄內容係該2位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元780的F元素及G元素之平均值之差值最小者，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元780的H元素的值之差值最小者。
    該第二色度2x2頻率域單元780的元素之值為-255~255，故需先執行一移位運算，以將該第二色度2x2頻率域單元780的元素之值由-255~255移位至0~510。因此該第二色度2x2頻率域單元780的元素為9位元，當使用7位元紀錄該第二色度2x2頻率域單元780的E元素時，需先執行量化運算，其中，量化因子Q為4。
    其係將該第二色度2x2頻率域單元780的F元素及G元素先取平均值，再用該平均值對一2位元表格查表。該2位元表格查表與3位元表格查表之原理與前述7位元表格查表相同，不再贅述。
    於步驟S170中，當該2x2頻率域單元750為第二自然類型390時，使用6位元紀錄明亮度2x2頻率域單元760的E元素之量化值，使用5位元紀錄明該亮度2x2頻率域單元760的F元素之量化值，使用5位元紀錄明亮度2x2頻率域單元760的G元素之量化值，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該明亮度2x2頻率域單元760的H元素的值之差值最小者。該等量化因子Q及查表操作為熟習該技術者依據本發明技術所能得知，不再贅述。
    於步驟S170中，當該2x2頻率域單元750為第二自然類型390時，使用5位元紀錄該第一色度2x2頻率域單元770的E元素之量化值，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該第一色度2x2頻率域單元770的F元素的值之差值最小者，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該第一色度2x2頻率域單元770的G元素的值之差值最小者，不紀錄該第一色度2x2頻率域單元770的H元素。
    於步驟S170中，當該2x2頻率域單元750為第二自然類型390時，使用5位元紀錄該第二色度2x2頻率域單元780的E元素之量化值，使用4位元紀錄一4位元表格位置，該4位元表格位置之記錄內容係該4位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元780的F元素的值之差值最小者，使用4位元紀錄一4位元表格位置，該4位元表格位置之記錄內容係該4位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元780的G元素的值之差值最小者，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元780的H元素的值之差值最小者。
    於步驟S180中，接收該第一編碼資料或該第二編碼資料，並對該第一編碼資料或該第二編碼資料進行封裝(packaging)，進而產生具有固定位元大小之編碼封包。
    由圖4所示，步驟S180使用1位元(主封包標頭)以記錄該2x2編碼單元220是否為人造類型或是自然類型，再使用2位元(第一子封包標頭)以記錄該2x2編碼單元220是否為第一人造類型、第二人造類型、第三人造類型、或第四至第七人造類型其中之一，最後使用2位元(次子封包標頭)以記錄該2x2編碼單元220是否為第四至第七人造類型其中之一。因此，當該2x2編碼單元220為第一人造類型、第二人造類型、第三人造類型其中之一時，其編碼及封裝後的位元數目為48位元(=1+2+8+7+8+7+8+7)，當該2x2編碼單元220為第四至第七人造類型其中之一時，其編碼及封裝後的位元數目仍為48位元(=1+2+2+8+7+8+6+8+6)。當該2x2編碼單元220為自然類型時，再使用1位元(第二子封包標頭)以記錄該2x2編碼單元220是否為第一自然類型、或第二自然類型其中之一，當該2x2編碼單元220為第一自然類型時，其編碼及封裝後的位元數目仍為48位元(=1+1+3×7+4+7+2+7+2+3)，當該2x2編碼單元220為第二自然類型時，其編碼及封裝後的位元數目仍為48位元(=1+1+6+5+5+3+5+3+3+5+4+4+3)。
    圖8係本發明一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮方法之流程圖，其係對一固定位元大小之編碼封包進行解碼，以產生一張影像中的一個2x2解碼單元，該2x2解碼單元包含呈矩陣排列之四個像素，該影像具有多數個2x2解碼單元。
    首先，於步驟S805中，接收一個編碼封包。
    於步驟S810中，依據該編碼封包的一主封包標頭(1 bit)以判斷該編碼封包是否為人造類型，若是，判定該編碼封包為人造類型的編碼封包，否則，判定該編碼封包為自然類型的編碼封包。
    於步驟S815中，對判定為人造類型的編碼封包，再依據該編碼封包的一第一子封包標頭(2 bit)判斷其是否為第一至第三人造類型其中之一，其中，第一人造類型代表該四個像素呈垂直方向的兩橫條紋，第二人造類型代表該四個像素而呈垂直方向的兩橫條紋，第三人造類型代表該四個像素呈45度角方向的兩斜條紋交叉。
    於步驟S820中，對判定為人造類型且非為第一至第三人造類型的編碼封包，再依據該編碼封包的該子封包標頭(2 bit)及一次子封包標頭(2 bit)判斷其是否為第四至第七人造類型其中之一，其中，第四至第七人造類型代表該四個像素呈三角形與單點之組合，該第四人造類型代表該左下角像素、右上角像素及右下角像素近似，該第五人造類型代表該左上角像素、右上角像素及右下角像素近似，該第六人造類型代表該左上角像素、左下角像素及右上角像素近似，該第七人造類型代表該左上角像素、左下角像素及右下角像素近似。
    於步驟S825中，對該人造類型的編碼封包執行反量化、反查表解碼及反差分誤差解碼，用以產生一第一解碼資料。
    於步驟S830中，對該自然類型的編碼封包，再依據該編碼封包的一第二子封包標頭(1 bit)，用以判斷其為第一自然類型、或第二自然類型。
    於步驟S835中，對該自然類型的編碼封包執行反量化及反查表解碼，用以產生一第二解碼資料；於步驟S840中，對該第二解碼資料執行離散餘弦轉換，以產生一第三解碼資料。於步驟S840中，該離散餘弦轉換之轉換矩陣係數為：
    當中，E、F、G、H為該第二解碼資料，為該第三解碼資料。
    於步驟S845中，對該第三解碼資料執行色域轉換，以得到一第四解碼資料。於步驟S845中，其係執行YUV至RGB色域轉換，該YUV至RGB色域轉換之轉換矩陣係數為：，當中，Y為該第三解碼資料中的一像素的明亮度，U、V表該像素的色度，r為該第四解碼資料中的一像素的紅色值，g表該像素的綠色值，b表該像素的藍色值。
    於步驟S850中，接收該第一解碼資料或該第四解碼資料，並對該第一解碼資料或該第四解碼資料進行重建，用以產生一個2x2解碼單元。
    圖9係本發明一種應用基於2x2編碼單元之固定壓縮率之顯示系統之方塊圖，其係對一顯示影像執行壓縮/解壓縮，該顯示系統900包含一顯示模組910、一影像輸入裝置920、一基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置930、一暫存裝置940、一基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置950、一時序控制器960、多數個源極驅動器970、及多數個閘極驅動器980。
    該顯示模組910用以顯示一影像。該影像輸入裝置920用以輸入一顯示影像。該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置930連接至該影像輸入裝置920，將該顯示影像的一個2x2編碼單元進行編碼，以產生與該2x2編碼單元對應之一編碼封包，其中，該影像具有多數個2x2編碼單元。
    該暫存裝置940連接至該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置930，以暫存該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置輸出之編碼封包。
    該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置950連接至該暫存裝置940，接收該編碼封包，並對該編碼封包解壓縮，以產生與該2x2編碼單元對應之一2x2解碼單元。
    該時序控制器960連接至該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置950，接收該2x2解碼單元，以產生該顯示模組910的時序驅動信號及顯示資料。
    多數個源極驅動器970及多數個閘極驅動器980連接至該時序控制器960，用以接收該時序控制器輸出的時序驅動信號及顯示資料，進而驅動該顯示模組910。
    該固定壓縮率影像壓縮裝置930係先判斷該2x2編碼單元為人造類型或自然類型，俾對人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，而產生一第一編碼資料，及對自然類型的2x2編碼單元執行色域轉換、離散餘弦轉換、量化及查表編碼，而產生一第二編碼資料，再對該第一編碼資料或該第二編碼資料進行封裝，以產生固定壓縮率之該編碼封包，其中，該2x2編碼單元為96位元，與該2x2編碼單元對應之該編碼封包為48位元。
    由前述說明可知，本發明以2x2之像素尺寸做為編碼單元，藉著適當的分類與位元數量適當的分配，以人眼視覺響應為前提，適當地捨棄較不敏感的成分，來達成影像壓縮與維持影像品質。
    上述編碼單元分類時，人造類型的分類有助於處理如字體邊緣、灰階變化、鋸齒、棋盤格等特定圖樣，配合本發明的封包記錄方法，可使特定人造類型的編碼單元達成無失真壓縮。
    在自然類型中，在步驟S140色域轉換後的YUV，以UV成份對於人眼的響應敏感較低，故在封包記錄時，捨棄或以較少的位元數目紀錄對應的頻域元素。同時，離散餘弦轉換後的元素為頻域，高頻元素對於人眼的響應敏感較低，以較少的位元數目紀錄高頻元素，以保留對於人眼的響應較敏感的資訊。
    同時，由步驟S140、步驟S150、步驟S840、步驟S850中的色域轉換或離散餘弦轉換，其轉換矩陣的係數為±1、0.25、±0.5在硬體實現時，可簡易地使用移位器(shifter)以取代乘法器，俾節省硬體成本。
    又，本發明技術在針對手機應用時，手機的一般人造灰階與棋盤格等測試圖樣可達無失真壓縮及解壓縮，同時可節省手機上儲存影像的記憶體需求量。且各2x2編碼單元在壓縮或解壓縮時均獨立操作，無需參考其他2x2編碼單元，且每一個編碼單元的壓縮率均固定為0.5(=48/96)，無需參照任何先前封包/像素/圖框(frame)等資料，可即時壓縮與解壓縮，意即單筆編碼單元進入，即可完成單筆編碼封包。同理，單筆編碼封包進入，即可解壓縮還原成單筆解碼單元，亦即特別適合隨機存取(random access)之特殊應用，如手機顯示用記憶體部份畫面更新(partially update)。
    由上述可知，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迥異於習知技術之特徵，極具實用價值。惟應注意的是，上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。
    S110~S180．．．步驟
    210．．．影像
    220．．．2x2編碼單元
    310．．．第一人造類型
    320．．．第二人造類型
    330．．．第三人造類型
    340．．．第四人造類型
    350．．．第五人造類型
    360．．．第六人造類型
    370．．．第七人造類型
    380．．．第一自然類型
    390．．．第二自然類型
    700．．．2x2色域轉換單元
    710．．．明亮度2x2色域轉換單元
    720．．．第一色度2x2色域轉換單元
    730．．．第二色度2x2色域轉換單元
    750．．．2x2頻率域單元
    760．．．明亮度2x2頻率域單元
    770．．．第一色度2x2頻率域單元
    780．．．第二色度2x2頻率域單元
    S805~S850．．．步驟
    900．．．顯示系統
    910．．．顯示模組
    920．．．影像輸入裝置
    930．．．基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置
    940．．．暫存裝置
    950．．．基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置
    960．．．時序控制器
    970．．．源極驅動器
    980．．．閘極驅動器
    圖1係本發明一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮方法之流程圖。
    圖2係該影像及該2x2編碼單元之示意圖。
    圖3係本發明人造類型及自然類型之示意圖。
    圖4係本發明2x2編碼單元之差分誤差編碼、量化及查表編碼之示意圖。
    圖5係本發明2x2編碼單元為第一、第二及第三人造類型時之編碼之示意圖。
    圖6係本發明2x2編碼單元為第四、第五、第六及第七人造類型340、350、360、370時之編碼之示意圖。
    圖7係本發明轉換之示意圖。
    圖8係本發明一種基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮方法之流程圖。
    圖9係本發明一種應用基於2x2編碼單元之固定壓縮率之顯示系統之方塊圖。
    S110~S180．．．步驟
    权利要求:
    Claims (29)
    [1] 一種基於2x2編碼單元之具有固定壓縮率的影像壓縮方法，其係將影像中的2x2編碼單元進行編碼，該影像係由多數個2x2編碼單元所組成，該影像壓縮方法包含下列步驟：(A)接收一個2x2編碼單元，該2x2編碼單元包含呈矩陣排列之左上角像素、右上角像素、左下角像素及右下角像素；(B)判斷該2x2編碼單元是否為人造類型，若是，判定該2x2編碼單元為該人造類型，否則，判定該2x2編碼單元為自然類型，其中，該人造造型包含第一人造類型係代表該四個像素呈水平方向的兩橫條紋，一第二人造類型係代表該四個像素呈垂直方向的兩橫條紋，一第三人造類型係代表該四個像素呈45度角方向的兩斜條紋交叉，以及一第四至一第七人造類型代表係該四個像素呈三角形與單點之組合；(C)對該人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，用以產生一第一編碼資料；(D)　對該自然類型的2x2編碼單元執行色域轉換，用以得到一2x2色域轉換單元；(E)　對該2x2色域轉換單元執行離散餘弦轉換，用以產生一2x2頻率域單元；以及(F)　對該2x2頻率域單元執行量化及查表編碼，用以產生一第二編碼資料。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，係先判斷該2x2編碼單元是否為該第一至該第三人造類型其中之一，再判斷該2x2編碼單元是否為第四至第七人造類型其中之一。
    [3] 如申請專利範圍第1項所述之影像壓縮方法，其中，該第一人造類型代表該左上角像素及右上角像素近似以及該左下角像素及右下角像素近似，該第二人造類型代表該左上角像素及該左下角像素近似以及右上角像素及右下角像素近似，該第三人造類型代表該左上角像素及右下角像素近似以及該左下角像素及右上角像素近似，該第四人造類型代表該左下角像素、右上角像素及右下角像素近似，該第五人造類型代表該左上角像素、右上角像素及右下角像素近似，該第六人造類型代表該左上角像素、左下角像素及右上角像素近似，該第七人造類型代表該左上角像素、左下角像素及右下角像素近似。
    [4] 如申請專利範圍第3項所述之影像壓縮方法，其更包含步驟：(G)接收該第一編碼資料或該第二編碼資料，並對該第一編碼資料或該第二編碼資料進行封裝，以產生具有固定壓縮率之編碼封包。
    [5] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第一人造類型：ABS(Ar,Br)<THD1,ABS(Cr,Dr)<THD1,ABS(Ag,Bg)<THD1,ABS(Cg,Dg)<THD1,ABS(Ab,Bb)<THD1,ABS(Cb,Db)<THD1,ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)ABS(Dr,Br)+ABS(Dg,Bg)+ABS(Db,Bb),ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)ABS(Dr,Br)+ABS(Dg,Bg)+ABS(Db,Bb),ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),當中，THD1為一第一門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [6] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第二人造類型：ABS(Ar,Cr)<THD1,ABS(Br,Dr)<THD1,ABS(Ag,Cg)<THD1,ABS(Bg,Dg)<THD1,ABS(Ab,Cb)<THD1,ABS(Bb,Db)<THD1,ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),當中，THD1為一第一門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [7] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第三人造類型：ABS(A r ,D r )<THD1,ABS(C r ,B r )<THD1,ABS(A g ,D g )<THD1,ABS(C g ,B g )<THD1,ABS(A b ,D b )<THD1,ABS(C b ,D b )<THD1,ABS(Ar,Dr)+ABS(Ag,Dg)+ABS(Ab,Db)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),ABS(Ar,Dr)+ABS(Ag,Dg)+ABS(Ab,Db)ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),ABS(Cr,Br)+ABS(Cg,Bg)+ABS(Cb,Bb)ABS(Dr,Cr)+ABS(Dg,Cg)+ABS(Db,Cb),ABS(Cr,Br)+ABS(Cg,Bg)+ABS(Cb,Bb)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),當中，THD1為一第一門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [8] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第四人造類型：ABS(Br,Dr)<THD2,ABS(Cr,Dr)<THD2,ABS(Bg,Dg)<THD2,ABS(Cg,Dg)<THD2,ABS(Bb,Db)<THD2,ABS(Cb,Db)<THD2,ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),當中，THD2為一第二門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [9] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第五人造類型：ABS(Br,Dr)<THD2,ABS(Ar,Br)<THD2,ABS(Bg,Dg)<THD2,ABS(Ag,Bg)<THD2,ABS(Bb,Db)<THD2,ABS(Ab,Bb)<THD2,ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db)ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb),當中，THD2為一第二門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [10] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第六人造類型：ABS(Ar,Cr)<THD2,ABS(Ar,Br)<THD2,ABS(Ag,Cg)<THD2,ABS(Ag,Bg)<THD2,ABS(Ab,Cb)<THD2,ABS(Ab,Bb)<THD2,ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db),ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db),ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb)ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db),當中，THD2為一第二門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [11] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(B)中，當滿足下列公式時，判定該2x2編碼單元為該第七人造類型：ABS(Ar,Cr)<THD2,ABS(Cr,Dr)<THD2,ABS(Ag,Cg)<THD2,ABS(Cg,Dg)<THD2,ABS(Ab,Cb)<THD2,ABS(Cb,Db)<THD2,ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db),ABS(Ar,Cr)+ABS(Ag,Cg)+ABS(Ab,Cb)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)ABS(Ar,Br)+ABS(Ag,Bg)+ABS(Ab,Bb),ABS(Cr,Dr)+ABS(Cg,Dg)+ABS(Cb,Db)ABS(Br,Dr)+ABS(Bg,Dg)+ABS(Bb,Db),當中，THD2為一第二門檻值，A表該左上角像素，B表該右上角像素，C表該左下角像素，D表該右下角像素，Ar、Ag、Ab為像素A的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Br、Bg、Bb為像素B的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Cr、Cg、Cb為像素C的紅色數值、綠色數值、藍色數值，Dr、Dg、Db為像素D的紅色數值、綠色數值、藍色數值。
    [12] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(C)中，該2x2編碼單元為該第一、該第二或該第三人造類型時，使用8位元紀錄其中兩像素之平均值，使用7位元紀錄一7位元表格位置，該7位元表格位置係該7位元表格中所有記錄內容與該2x2編碼單元中另外兩像素之平均值與前述兩像素之平均值之差值中的最小者。
    [13] 如申請專利範圍第12項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(C)中，該2x2編碼單元為該第四人造類型、該第五人造類型、該第六人造類型或該第七人造類型時，使用8位元紀錄其中三個像素之平均值，使用7位元或6位元紀錄該2x2編碼單元中另外一個像素之量化值。
    [14] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(D)中，其係執行RGB至YUV色域轉換，以得到該2x2色域轉換單元，該RGB至YUV色域轉換係以下列公式表示： 當中，r表一像素的紅色值，g表該像素的綠色值，b表該像素的藍色值，Y表該像素的明亮度，U、V表該像素的色度，該2x2色域轉換單元係分為一明亮度2x2色域轉換單元、一第一色度2x2色域轉換單元、及一第二色度2x2色域轉換單元。
    [15] 如申請專利範圍第14項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(E)中，該離散餘弦轉換係以下列公式表示： 當中，表該2x2色域轉換單元的左上角值，表該2x2色域轉換單元的右上角值，表該2x2色域轉換單元的左下角值，表該2x2色域轉換單元的右下角值，E元素表該2x2頻率域單元的左上角值，F元素表該2x2頻率域單元的右上角值，G元素表該2x2頻率域單元的左下角值，H元素表該2x2頻率域單元的右下角值，該2x2頻率域單元係分為明亮度2x2頻率域單元、第一色度2x2頻率域單元、及第二色度2x2頻率域單元。
    [16] 如申請專利範圍第15項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(E)及(F)之間，更包含步驟：(H)將該2x2頻率域單元分類為第一自然類型或第二自然類型，其中，當該第一色度2x2頻率域單元中的F元素及G元素滿足下列公式：max(ABS(F,0),ABS(G,0))<THD3，且該第二色度2x2頻率域單元中的F元素及G元素滿足下列公式：max(ABS(F,0),ABS(G,0))<THD4，則判定該2x2頻率域單元為一第一自然類型，否則，則判定該2x2頻率域單元為一第二自然類型，當中，THD3為一第三門檻值，THD4為一第四門檻值。
    [17] 如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(F)中，當該2x2頻率域單元為該第一自然類型時，使用7位元紀錄該明亮度2x2頻率域單元中的E元素、F元素，以及G元素，使用4位元紀錄一4位元表格位置，該4位元表格位置之記錄內容係該4位元表格所有記錄內容與該明亮度2x2頻率域單元中的H元素之差值中的最小者。
    [18] 如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(F)中，當該2x2頻率域單元為該第一自然類型時，使用7位元紀錄該第一色度2x2頻率域單元中的E元素，使用2位元紀錄一2位元表格位置，該2位元表格位置係該2位元表格所有記錄內容與該第一色度2x2頻率域單元中的F元素及G元素之平均值之差值中的最小者，不紀錄該第一色度2x2頻率域單元中的H元素。
    [19] 如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(F)中，當該2x2頻率域單元為該第一自然類型時，使用7位元紀錄該第二色度2x2頻率域單元中的E元素，使用2位元紀錄一2位元表格位置，該2位元表格位置之記錄內容係該2位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元中的F元素及G元素之平均值之差值中的最小者，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元的H元素之差值中的最小者。
    [20] 如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(F)中，當該2x2頻率域單元為該第二自然類型時，使用6位元紀錄明亮度2x2頻率域單元的E元素之量化值，使用5位元紀錄該明亮度2x2頻率域單元的F元素之量化值，使用5位元紀錄該明亮度2x2頻率域單元的G元素之量化值，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置之記錄內容係該3位元表格所有記錄內容與該明亮度2x2頻率域單元的H元素的值之差值最小者。
    [21] 如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(F)中，當該2x2頻率域單元為該第二自然類型時，使用5位元紀錄該第一色度2x2頻率域單元中的E元素之量化值，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置係該3位元表格所有記錄內容與該第一色度2x2頻率域單元中的F元素之差值中的最小者，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置係該3位元表格所有記錄內容與該第一色度2x2頻率域單元的G元素之差值中的最小者，不紀錄該第一色度2x2頻率域單元的H元素。
    [22] 如申請專利範圍第16項所述之影像壓縮方法，其中，於步驟(F)中，當該2x2頻率域單元為該第二自然類型時，使用5位元紀錄該第二色度2x2頻率域單元中的E元素之量化值，使用4位元紀錄一4位元表格位置，該4位元表格位置係該4位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元中的F元素之差值中的最小者，使用4位元紀錄一4位元表格位置，該4位元表格位置係該4位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元中的G元素之差值中的最小者，使用3位元紀錄一3位元表格位置，該3位元表格位置係該3位元表格所有記錄內容與該第二色度2x2頻率域單元中的H元素之差值中的最小者。
    [23] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其中，該2x2編碼單元為96位元，以及該編碼封包為48位元。
    [24] 如申請專利範圍第4項所述之影像壓縮方法，其適用於一顯示系統，用以對該影像執行壓縮/解壓縮，該顯示系統包含：一顯示模組，用以顯示該影像；一影像輸入裝置，用以輸入該影像；一基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置，連接至該影像輸入裝置，將該影像的2x2編碼單元進行編碼，用以產生該編碼封包；一暫存裝置，連接至該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像壓縮裝置，用以該編碼封包；一基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置，連接至該暫存裝置，接收該編碼封包，並對該編碼封包解壓縮，以產生與該2x2編碼單元對應之一2x2解碼單元；以及一時序控制器，連接至該基於2x2編碼單元之固定壓縮率影像解壓縮裝置，接收該2x2解碼單元，用以產生該顯示模組的時序驅動信號及顯示資料，其中，該固定壓縮率影像壓縮裝置係先判斷該2x2編碼單元為該人造類型或該自然類型，俾對該人造類型的2x2編碼單元進行差分誤差編碼、量化及查表編碼，進而產生該第一編碼資料，以及對該自然類型的2x2編碼單元執行色域轉換、離散餘弦轉換、量化及查表編碼，進而產生一第二編碼資料，再對該第一編碼資料或該第二編碼資料進行封裝，用以產生具有固定壓縮率之該編碼封包。
    [25] 一種基於2x2編碼單元之具有固定壓縮率的影像解壓縮方法，其係對一編碼封包進行解碼，用以重建影像中的2x2解碼單元，該2x2解碼單元包含呈矩陣排列之四個像素，其中多數個2x2解碼單元組成該影像，該影像解壓縮方法包含下列步驟：(A)接收該編碼封包；(B)依據該編碼封包的一主封包標頭用以判斷該編碼封包是否為人造類型，若是，判定該編碼封包為該人造類型的編碼封包，否則，判定該編碼封包為自然類型的編碼封包；(C)對該人造類型的編碼封包執行反量化、反查表解碼及反差分誤差解碼，以產生一第一解碼資料；(D)　對該自然類型的編碼封包執行反量化及反查表解碼，用以產生一第二解碼資料；(E)　對該第二解碼資料執行離散餘弦轉換，用以產生一第三解碼資料；(F)　對該第三解碼資料執行色域轉換，用以得到一第四解碼資料；以及(G)接收該第一解碼資料或該第四解碼資料，並對該第一解碼資料或該第四解碼資料進行重建，用以產生該2x2解碼單元。
    [26] 如申請專利範圍第25項所述之影像解壓縮方法，其中，步驟(B)更包含步驟；(H)當判定為該人造類型的編碼封包時，再依據該編碼封包中的一子封包標頭判斷其是否為一第一人造類型至一第三人造類型其中之一，其中，該第一人造類型代表該四個像素呈垂直方向的兩橫條紋，該第二人造類型代表該四個像素而呈垂直方向的兩橫條紋，該第三人造類型代表該四個像素呈45度角方向的兩斜條紋交叉；以及(I)　否則，再依據該編碼封包的該子封包標頭及一次子封包標頭判斷其是否為一第四人造類型至一第七人造類型其中之一，其中，該第四人造類型至該第七人造類型代表該四個像素呈三角形與單點之組合。
    [27] 如申請專利範圍第26項所述之影像解壓縮方法，其中，於步驟(C)及(D)之間，更包含步驟：(J)　對該自然類型的編碼封包，再依據該編碼封包的一子封包標頭判斷其為一第一自然類型或一第二自然類型。
    [28] 如申請專利範圍第27項所述之影像解壓縮方法，其中，於步驟(E)中，該離散餘弦轉換之轉換矩陣係數為： 當中，E、F、G、H為該第二解碼資料，為該第三解碼資料。
    [29] 如申請專利範圍第28項所述之影像解壓縮方法，其中，於步驟(F)中，其係執行YUV至RGB色域轉換，該YUV至RGB色域轉換之轉換矩陣係數為：，當中，Y為該第三解碼資料中的一像素的明亮度，U、V表該像素的色度，r為該第四解碼資料中的一像素的紅色值，g表該像素的綠色值，b表該像素的藍色值。
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