專利名稱：利用小波變換和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼/解碼設(shè)備和方法
本申請(qǐng)要求2001年12月12日提出的韓國專利申請(qǐng)No.P2001-81620的優(yōu)先權(quán)，其作為參考包含在本申請(qǐng)中。
同時(shí)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，以塊為單位對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，而使用小波變換的方法對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行處理。因此，很難實(shí)時(shí)地對(duì)整個(gè)圖像和以塊為單位的數(shù)據(jù)同時(shí)進(jìn)行處理。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種基于包括運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的小波變換，具有高壓縮率的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備和方法。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目的和特征有一部分將在以下的說明書中進(jìn)行闡述，有一部分則對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員經(jīng)過對(duì)以下內(nèi)容的檢驗(yàn)后會(huì)變得明了，或者通過本發(fā)明的實(shí)踐而體驗(yàn)到。能夠通過此處的書面描述和權(quán)利要求、以及所附的附圖中所指出的結(jié)構(gòu)，進(jìn)行和達(dá)到本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點(diǎn)。
為了根據(jù)此處所優(yōu)選的和廣泛地描述的本發(fā)明的目的，進(jìn)行上述目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種利用小波變換和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，而對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備，包括輸入模塊，用于接收原始圖像數(shù)據(jù)；小波模塊，用于對(duì)通過輸入模塊所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換；運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊，用于獲得運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊，用于利用運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償；存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)從輸入模塊所傳輸?shù)脑紙D像數(shù)據(jù)，從運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊所傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量，從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊所傳輸?shù)牟罘中盘?hào)數(shù)據(jù)，以及根據(jù)相應(yīng)模塊的要求，將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的模塊；輸出模塊，用于通過對(duì)從小波模塊輸入的數(shù)據(jù)和從存儲(chǔ)模塊所輸入的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行耦合，輸出一比特流；控制模塊，用于控制各個(gè)模塊的操作。
輸入模塊優(yōu)選地包括輸入緩沖器和輸出緩沖器。輸入緩沖器優(yōu)選地將輸入到輸入模塊的原始圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊。輸出緩沖器優(yōu)選地讀取對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀和從存儲(chǔ)模塊所傳輸?shù)南惹皫g差的數(shù)據(jù)，并且將所讀取的數(shù)據(jù)優(yōu)選地傳輸?shù)叫〔K。
運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊包括至少一個(gè)輸入緩沖器，用于存儲(chǔ)從存儲(chǔ)模塊所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；輸入緩沖器控制器，用于控制存儲(chǔ)在輸入緩沖器中的數(shù)據(jù)的輸出順序；延遲器，用于根據(jù)輸入緩沖器控制器，對(duì)從輸入緩沖器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲；復(fù)用器，用于傳輸從延遲器所輸出的數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器，用于通過處理從復(fù)用器所輸出的數(shù)據(jù)，獲得運(yùn)動(dòng)矢量。
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊包括輸入緩沖器，用于接收宏塊數(shù)據(jù)，該宏塊存儲(chǔ)在由運(yùn)動(dòng)矢量所形成的存儲(chǔ)模塊的地址中；處理部件，用于交替地接收與先前幀有關(guān)的數(shù)據(jù)和與當(dāng)前幀有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且獲得輸入數(shù)據(jù)之間的差分；輸出緩沖器，用于輸出處理部件的結(jié)果，以將結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的運(yùn)動(dòng)圖像解碼設(shè)備，使用基于塊的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和基于幀的小波變換，用于對(duì)通過一比特流類型進(jìn)行編碼而輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行解碼，運(yùn)動(dòng)圖像解碼設(shè)備包括輸入模塊，用于接收比特流類型的編碼圖像信號(hào)；小波模塊，用于從輸入模塊接收?qǐng)D像信號(hào)之間的差分信號(hào)，并且對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行小波逆變換；FIFO存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)從小波模塊輸出的信號(hào)；存儲(chǔ)模塊，將圖像信號(hào)的運(yùn)動(dòng)矢量從輸入模塊傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊，將小波逆變換的差分信號(hào)從FIFO傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊，用于利用從存儲(chǔ)模塊所傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量和差分信號(hào)，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償；輸出緩沖器，用于通過從存儲(chǔ)模塊所接收的由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊所編碼的圖像信號(hào)進(jìn)行最終輸出。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)實(shí)時(shí)地對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼和解碼時(shí)，能夠使用更少量的存儲(chǔ)器，對(duì)整個(gè)圖像進(jìn)行小波變換，而對(duì)塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)。
附圖中

圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的示意框圖；圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的輸入模塊的示意框圖3顯示的是用于輸入模塊的先進(jìn)先出(FIFO)存儲(chǔ)器記錄控制器的計(jì)數(shù)器的框圖；圖4顯示的是說明輸入到輸入模塊的輸入數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)框圖；圖5顯示的是輸入到輸入模塊的輸入數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的比較；圖6A到6C顯示的是輸入到輸入模塊的輸入數(shù)據(jù)的水平和垂直消隱時(shí)間的框圖；圖7顯示的是輸入模塊的輸入和輸出緩沖器的FIFO存儲(chǔ)器的框圖；圖8A到圖8B顯示的是所示的先前幀和當(dāng)前幀的框圖，以解釋用于運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的全部區(qū)域搜索算法；圖9顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的框圖；圖10A到10B顯示的是使用全部區(qū)域搜索算法，在用于運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的搜索過程中，數(shù)據(jù)重疊的屏幕框圖；圖11顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器的框圖；圖12和13A到13C順序顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)程序；圖14顯示的是在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中的PE的框圖；圖15顯示的是在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中，控制信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖；圖16顯示的是在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中，輸入緩沖器的存儲(chǔ)器映射；圖17顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的框圖；圖18顯示的是在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中，PE的框圖；圖19顯示的是在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中，輸入緩沖器的存儲(chǔ)器映射；圖20顯示的是在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中，輸出緩沖器的框圖；圖21顯示的是根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊的存儲(chǔ)器映射；圖22顯示的是對(duì)應(yīng)于所示幀的存儲(chǔ)器映射，以解釋存儲(chǔ)模塊對(duì)從輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的過程；圖23顯示的是對(duì)應(yīng)于所示幀的存儲(chǔ)器映射，以解釋存儲(chǔ)模塊對(duì)與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊輸入的差分信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的過程；圖24A到24B顯示的是在存儲(chǔ)模塊中，RANDOM訪問的讀取和寫入時(shí)序圖；圖25顯示的是存儲(chǔ)模塊的訪問時(shí)序圖；圖26顯示的是在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，輸出模塊的框圖；圖27顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的示意框圖；優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)說明現(xiàn)在詳細(xì)地對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行描述，在附圖中指出了其實(shí)例。附圖中相同的標(biāo)號(hào)與同一或者類似部件上的標(biāo)號(hào)相同。
圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明，使用小波變換和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的框圖。
參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備100包括輸入模塊110，原始信號(hào)輸入到該模塊中；運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊150，用于運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償；第一和第二模塊120和122，用于進(jìn)行小波變換；控制模塊160，用于控制各個(gè)模塊的操作；存儲(chǔ)模塊140，用于存儲(chǔ)由各個(gè)模塊所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并且在必要的時(shí)間，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的模塊；以及輸出模塊130，用于輸出最后產(chǎn)生的比特流。
依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備100，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊通過運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償，生成P模式幀的圖像，并且將圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，而小波模塊處理I模式幀的表單。當(dāng)小波模塊完成對(duì)I模式幀的操作時(shí)，通過輸入模塊將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中P模式幀傳輸?shù)叫〔K。將分別從小波模塊和存儲(chǔ)模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)矢量轉(zhuǎn)換成為比特流，并且進(jìn)行最后輸出。
根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備100包括存儲(chǔ)模塊140，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由各個(gè)模塊所生成的數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)項(xiàng)傳輸?shù)较鄳?yīng)的模塊，以使得其它的模塊能夠使用數(shù)據(jù)項(xiàng)，對(duì)下一幀進(jìn)行編碼。
存儲(chǔ)模塊140必須處理大量的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，輸入和輸出模塊與運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊中的數(shù)據(jù)寬度為8比特。因此，把存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)寬度設(shè)置為32比特，就能夠很容易地進(jìn)行存儲(chǔ)模塊的時(shí)間調(diào)度。結(jié)果，為了實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)模塊140和運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備100的接口，必須對(duì)數(shù)據(jù)寬度進(jìn)行轉(zhuǎn)換。因此，運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備100的輸入模塊110將基于8比特?cái)?shù)據(jù)寬度的輸入圖像轉(zhuǎn)換成為具有32比特?cái)?shù)據(jù)寬度的輸入圖像，并且將所轉(zhuǎn)換的輸入圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。同樣，輸入模塊110將存儲(chǔ)模塊中的具有32比特?cái)?shù)據(jù)寬度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為8比特寬度的數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻蓚€(gè)小波模塊。
存儲(chǔ)模塊140進(jìn)行時(shí)間調(diào)度，以順利地將數(shù)據(jù)傳給各個(gè)模塊，或者從各個(gè)模塊中取出數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)模塊的時(shí)間調(diào)度由控制模塊進(jìn)行管理?？刂颇K將操作模式分為表示原始圖像的I模式和表示運(yùn)動(dòng)和差分圖像的P模式。控制模塊根據(jù)相應(yīng)的模式，為各個(gè)模塊生成存儲(chǔ)模塊和控制信號(hào)的地址。在圖像的連續(xù)壓縮期間，在每一幀單獨(dú)進(jìn)行I模式“幀內(nèi)圖像”。P模式“預(yù)測(cè)圖像”使用前一幅圖像和當(dāng)前圖像之間的差來壓縮圖像。在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，當(dāng)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊以16×16宏塊為單位，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，小波模塊接收所有的幀圖像，并且對(duì)圖像進(jìn)行處理。因此，控制模塊必須控制各個(gè)模塊之間的時(shí)間調(diào)度。
由于根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備在I模式之后，基本進(jìn)行了P模式，所以在小波模塊對(duì)I模式幀進(jìn)行處理時(shí)，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊通過運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償而生成P模式幀圖像，并且將圖像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。當(dāng)由小波模塊完成I模式幀的操作時(shí)，通過輸出模塊將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)那塊中用于P模式幀的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫〔K。此時(shí)，以宏塊為單位對(duì)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行控制。因此，當(dāng)輸入圖像為720×480時(shí)，為了處理一幀，需要675個(gè)宏塊單位時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的輸出模塊，將從小波模塊接收到的數(shù)據(jù)與從存儲(chǔ)模塊接收到的移動(dòng)矢量值混合在一起，將結(jié)果轉(zhuǎn)換成為比特流，并且最終輸出比特流。
下面結(jié)合附圖，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的各個(gè)單元的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖2顯示的是根據(jù)本發(fā)明運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的輸出模塊110的框圖。
參考圖2，輸入模塊110包括輸入緩沖器200和輸出緩沖器250。輸入模塊110的輸入緩沖器200對(duì)從外面輸入的原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，并且保存原始圖像數(shù)據(jù)。輸出緩沖器250從存儲(chǔ)模塊取出運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)，并且根據(jù)控制模塊，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫〔K。
輸入模塊110的輸入緩沖器200和輸出緩沖器250包括先入先出(FIFO)存儲(chǔ)器和一個(gè)或者多個(gè)用于控制FIFO存儲(chǔ)器的輸入和輸出的控制器。對(duì)應(yīng)于輸入到輸入緩沖器的原始信號(hào)的輸入信號(hào)具有CCIR601格式，并且Y、Cb和Cr中的每一個(gè)均具有8比特的大小。將輸入信號(hào)以32比特為單位傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊。此時(shí)，當(dāng)以108MHz與存儲(chǔ)模塊進(jìn)行同步通信時(shí)，在輸入緩沖器的輸入操作過程中，以6.75MHz操作輸入信號(hào)，在輸出緩沖器的輸出操作過程中，以27MHz操作輸入信號(hào)。因此，用于輸入模塊的FIFO存儲(chǔ)器必須由使用異步獨(dú)立輸入和輸出時(shí)鐘的FIFO存儲(chǔ)器構(gòu)成。
下面描述輸入模塊的輸入緩沖器和輸出緩沖器的結(jié)構(gòu)和操作。
輸入緩沖器200存儲(chǔ)720×480的數(shù)據(jù)，其對(duì)應(yīng)于緩沖器中的858×525的輸入數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且將720×480的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊140。此時(shí)，輸入數(shù)據(jù)具有CCIR601格式，并且Y、Cb和Cr中的每一個(gè)均具有8比特的大小。輸入緩沖器從輸入數(shù)據(jù)中分離出亮度(Y)數(shù)據(jù)和色度(c)數(shù)據(jù)，將8比特的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成為32比特，將32比特的輸入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到FIFO存儲(chǔ)器中，并且將32比特的數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊140。
輸入緩沖器200，如圖2所示，包括FIFO緩沖器記錄控制器210，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器讀取控制器220，亮度FIFO存儲(chǔ)器230，色度FIFO存儲(chǔ)器232，復(fù)用器242，分解器240和8-32比特轉(zhuǎn)換器244。
僅當(dāng)輸入到FIFO存儲(chǔ)器記錄控制器210_start信號(hào)為‘1’時(shí)，輸入模塊140才進(jìn)行操作。輸入到輸入模塊的輸入信號(hào)的構(gòu)成如圖4所示，并且根據(jù)CCIR601格式構(gòu)成858×525(參考圖5中的類似參考數(shù)字400)。圖6A到6C顯示的是輸入數(shù)據(jù)的水平和垂直消隱時(shí)間。
如圖5所示，僅從輸入數(shù)據(jù)(圖5中的400)中提取出720×480的數(shù)據(jù)，其為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(圖5中的410)。這樣，所提取數(shù)據(jù)的格式為Y數(shù)據(jù)以4∶2∶2的形式與Cb和Cr數(shù)據(jù)進(jìn)行混合。因此，將Y數(shù)據(jù)從C數(shù)據(jù)中進(jìn)行分類的處理是必需的。同時(shí)，將8比特的輸入數(shù)據(jù)構(gòu)成32比特的輸入數(shù)據(jù)。因此，分別在亮度FIFO存儲(chǔ)器230和色度FIFO存儲(chǔ)器232中記錄所形成為亮度和色度數(shù)據(jù)項(xiàng)。
當(dāng)輸入到輸入緩沖器200的IP_write_en信號(hào)為‘1’時(shí)，分別對(duì)記錄在亮度FIFO存儲(chǔ)器230和色度FIFO存儲(chǔ)器232中的亮度和色度數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行順序輸出。
由于當(dāng)實(shí)際操作編碼設(shè)備時(shí)，會(huì)出現(xiàn)連續(xù)的輸入數(shù)據(jù)，所以必須提取存儲(chǔ)在輸入緩沖器的FIFO緩沖器中的合適數(shù)量的數(shù)據(jù)項(xiàng)。根據(jù)本發(fā)明的編碼設(shè)備，由于存儲(chǔ)模塊140的輸入和輸出以32比特的數(shù)據(jù)寬度與108MHz的頻率同步，數(shù)據(jù)項(xiàng)不會(huì)從輸入緩沖器的FIFO存儲(chǔ)器中溢出。相反，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器是空的，其由輸入緩沖器200的FIFO讀取控制器220進(jìn)行控制。
輸入緩沖器的FIFO存儲(chǔ)器記錄控制器210控制分解器240和8-32比特轉(zhuǎn)換器244的操作，并且控制輸入緩沖器200中的FIFO存儲(chǔ)器的記錄。此時(shí)，僅提取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使用計(jì)數(shù)器，把輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)中的消隱信號(hào)排除在外。圖3顯示的是從輸入數(shù)據(jù)中選擇實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的計(jì)數(shù)器的電路圖。參考圖3，信號(hào)發(fā)生器310使用和時(shí)鐘同步的計(jì)數(shù)器，在每一個(gè)時(shí)鐘，僅選通D觸發(fā)器320。因此，當(dāng)計(jì)數(shù)器完成一個(gè)完整的循環(huán)時(shí)，完成了32比特的輸出。
輸入緩沖器中的FIFO存儲(chǔ)器讀取控制器220控制復(fù)用器242的操作，并且控制FIFO存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)輸出。僅當(dāng)狀態(tài)為“空”和非“滿”時(shí)，輸入緩沖器200的FIFO存儲(chǔ)器230和232進(jìn)行控制。由于FIFO存儲(chǔ)器230和232的輸入與6.75MHz的頻率同步，所以當(dāng)經(jīng)過相同的時(shí)間時(shí)，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器為空。因此，一旦觀察到“空”信號(hào)，則停止FIFO存儲(chǔ)器的輸出，直到下一個(gè)周期的IP_write_en信號(hào)變?yōu)椤?’。
圖2中的輸出緩沖器250將以32比特為單位進(jìn)行傳輸?shù)拇鎯?chǔ)模塊140的差分信號(hào)轉(zhuǎn)換成為以8比特為單位的差分信號(hào)，并且將差分信號(hào)傳輸?shù)叫〔K120和122。輸出緩沖器250包括分離器控制器260，32-8比特轉(zhuǎn)換器290，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器讀取控制器270，亮度奇數(shù)FIFO存儲(chǔ)器Y_odd_FIFO 280，色度奇數(shù)FIFO存儲(chǔ)器C_odd_FIFO 282，亮度偶數(shù)FIFO存儲(chǔ)器Y_even_FIFO 284，色度偶數(shù)FIFO存儲(chǔ)器C_even_FIFO 286，和復(fù)用器292和294。
當(dāng)IP_start和IP_read_en信號(hào)為‘1’時(shí)，輸出緩沖器250將奇數(shù)行數(shù)據(jù)和偶數(shù)行數(shù)據(jù)區(qū)分開來，同時(shí)以32比特為單位，將從存儲(chǔ)模塊140以8比特為單位傳輸?shù)牟罘中盘?hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。輸出緩沖器250從色度(c)數(shù)據(jù)中分類出亮度Y數(shù)據(jù)。這樣，分別將所分類的Yeven、Ceven、Yodd、Codd數(shù)據(jù)項(xiàng)存儲(chǔ)為FIFO存儲(chǔ)器280，282，284，286。當(dāng)IP_read_en信號(hào)為‘1’時(shí)，存儲(chǔ)在FIFO存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)分別連續(xù)地將奇數(shù)行和偶數(shù)行的數(shù)據(jù)項(xiàng)傳輸?shù)絻蓚€(gè)小波目錄120和122。為了連接小波模塊，將FIFO存儲(chǔ)器的輸入與108MHz的頻率進(jìn)行同步，將輸出與27MHz的頻率進(jìn)行同步。用于輸出緩沖器的FIFO存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)與用于輸入緩沖器的一樣，把8比特?cái)?shù)據(jù)寬度和128深度的雙端口RAM排除在外。
由于在編碼設(shè)備開始操作之后，輸出緩沖器250連續(xù)地輸出數(shù)據(jù)，當(dāng)在FIFO存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)不適當(dāng)數(shù)量的數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)發(fā)生問題。然而，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器不是空的，原因是存儲(chǔ)模塊140的輸入和輸出以32比特的數(shù)據(jù)寬度，與108MHz的頻率同步。相反，數(shù)據(jù)項(xiàng)從FIFO存儲(chǔ)器中溢出。為了避免此問題，對(duì)輸出緩沖器的分離器控制器260的全部信號(hào)輸出進(jìn)行監(jiān)視。一旦出現(xiàn)“滿”的狀態(tài)，則停止到FIFO存儲(chǔ)器的輸入，直到下一個(gè)周期的IP_read_en信號(hào)變?yōu)椤?’。輸出緩沖器中的FIFO存儲(chǔ)器讀取控制器270控制FIFO存儲(chǔ)器280，282，284，286的輸出，控制用于選擇要輸出到小波模塊的亮度和色度數(shù)據(jù)的復(fù)用器292和294，并且生成水平同步信號(hào)，垂直同步信號(hào)，和適合于由小波模塊所要求的CCIR601格式的場(chǎng)信號(hào)。
圖7顯示的是FIFO存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。下面結(jié)合圖5詳細(xì)描述輸入模塊中FIFO存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)和操作。
對(duì)FIFO以與6.75MHz同步的頻率進(jìn)行輸入，以與108MHz同步的頻率進(jìn)行輸出，以與存儲(chǔ)模塊140連接。如圖5所示，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器包括雙端口RAM 500，記錄控制器510，讀取控制器520，和標(biāo)記控制器530。
雙端口RAM 500優(yōu)選的用于對(duì)存儲(chǔ)器同時(shí)進(jìn)行讀取和寫入操作，并且用于具有32比特?cái)?shù)據(jù)寬度和256深度。
FIFO存儲(chǔ)器中的記錄控制器510是用于生成在雙端口RAM 500中用于記錄數(shù)據(jù)的地址的模塊。將格雷碼(gray code)用作地址生成代碼。
FIFO存儲(chǔ)器中的讀取控制器520是用于生成在雙端口RAM 500中讀取數(shù)據(jù)的地址的模塊。同樣，將格雷碼用作地址生成代碼。
標(biāo)記控制器530是用于監(jiān)視和聲明雙端口RAM 500是否為滿或者為空的模塊。
在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊150包括運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊。運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊通過對(duì)當(dāng)前幀進(jìn)行宏塊算法，僅使用亮度部分在搜索區(qū)域中搜索最接近于先前幀的塊，而檢測(cè)運(yùn)動(dòng)矢量。在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使用全區(qū)域搜索算法以搜索最相似的塊。現(xiàn)在結(jié)合圖8A和8B，對(duì)用于本發(fā)明實(shí)施例的全區(qū)域搜索算法進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖8A和8B顯示的是用于解釋全搜索算法的先前幀和當(dāng)前幀。參考圖8A和8B，當(dāng)前幀分為具有n×n大小的參考?jí)K。為從當(dāng)前幀分離的的各個(gè)參考?jí)K設(shè)定先前幀中的預(yù)定搜索區(qū)域。先前幀中的預(yù)定搜索區(qū)域包括位于參考?jí)K位置的垂直和水平方向上，預(yù)定大小(q)的(2q+1)2個(gè)候選區(qū)域。在搜索區(qū)域的候選塊中，選擇和參考?jí)K最佳匹配的候選塊。將塊的相對(duì)位置確定為運(yùn)動(dòng)矢量。
在上述的全區(qū)域搜索算法中，使用脈動(dòng)陣列設(shè)計(jì)硬件。在此方法中，通過在塊匹配算法中重復(fù)操作的位置適當(dāng)?shù)厥褂靡莆患拇嫫?，降低了重?fù)操作的數(shù)量。為除去了初始延遲時(shí)間的各個(gè)時(shí)鐘輸出操作結(jié)果。因此，能夠通過降低由于重復(fù)操作而浪費(fèi)的時(shí)間，而提高效率。為了使用利用脈動(dòng)陣列的塊匹配算法，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備需要脈動(dòng)陣列的前端，當(dāng)前幀的參考?jí)K和先前幀搜索區(qū)域中的塊可以順序地輸入到該前端。因此，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊，將從存儲(chǔ)模塊240所傳輸?shù)木哂?2比特寬度的數(shù)據(jù)項(xiàng)轉(zhuǎn)換成為能夠用于運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的具有8比特寬度的數(shù)據(jù)項(xiàng)。
圖9顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的框圖。參考圖9，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊包括使用具有四個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)器的SRAM的輸入緩沖器910，延遲器920，復(fù)用器930，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器940，和輸入緩沖器控制器900。
輸入緩沖器910使用具有四個(gè)靜態(tài)存儲(chǔ)器的SRAM。經(jīng)常在輸入緩沖器910中分別進(jìn)行輸入和輸出。因此，不必要使用FIFO存儲(chǔ)器。結(jié)果，降低了運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中的存儲(chǔ)器容量。由輸入緩沖器控制器900控制輸入緩沖器910。
從輸入緩沖器910輸入對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀參考筷的數(shù)據(jù)和先前幀的搜索區(qū)域。在將所有的輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)存儲(chǔ)到輸入緩沖器之后，將數(shù)據(jù)項(xiàng)輸出到延遲器920和復(fù)用器930，其對(duì)塊進(jìn)行處理，以按照由輸入緩沖器控制器900所確定的順序進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)。這樣，由運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器940對(duì)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以獲得運(yùn)動(dòng)矢量。此時(shí)，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器940利用脈動(dòng)陣列進(jìn)行塊匹配算法，而搜索最佳的運(yùn)動(dòng)矢量。因此，將所獲得的運(yùn)動(dòng)數(shù)量傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊140。
圖10A和10B顯示的是在使用全區(qū)域搜索算法搜索預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)的過程中，數(shù)據(jù)重疊的屏幕。圖11顯示的是運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器的框圖。
用于進(jìn)行塊匹配算法的順序輸入并行處理結(jié)構(gòu)使用移位寄存器陣列，以基于二維脈動(dòng)結(jié)構(gòu)，使用全搜索算法常規(guī)數(shù)據(jù)流的重疊。數(shù)據(jù)重疊表示再次輸入了曾經(jīng)輸入到系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。圖10A和10B顯示的是存在于全區(qū)域搜索塊匹配算法的數(shù)據(jù)重疊。
圖10A顯示的是由脈動(dòng)結(jié)構(gòu)用作重疊區(qū)域的候選塊的數(shù)據(jù)之間的重疊。圖10B的重疊區(qū)域表示用于本發(fā)明的線之間的數(shù)據(jù)重疊。
圖11顯示的是在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊150中，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器940的示意框圖。如圖11所示，與簡(jiǎn)單的脈動(dòng)結(jié)構(gòu)不同，二維脈動(dòng)結(jié)構(gòu)使用一組移位寄存器陣列。運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器940具有連續(xù)輸入并行處理結(jié)構(gòu)，其由通過數(shù)據(jù)重疊和利用僅一個(gè)輸入，而連接到操作設(shè)備右側(cè)的移位寄存器陣列組，保持并行處理特征。下面的公式1表示的是預(yù)測(cè)塊運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間。
公式1C＝(2q+1)×(2q+n)+(n+2q-1)×(n-1)其中，C，q和n分別表示預(yù)測(cè)塊運(yùn)動(dòng)所需要的時(shí)間，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)搜索區(qū)域，塊的大小。
在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的實(shí)施例中，將參考?jí)K的大小設(shè)置為16×16，將搜索區(qū)域設(shè)置為參考?jí)K＝8，以根據(jù)輸入數(shù)據(jù)的時(shí)鐘信號(hào)，在經(jīng)過1031個(gè)時(shí)鐘脈沖之后，對(duì)運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
根據(jù)連續(xù)輸入并行處理結(jié)構(gòu)，通過由具有和參考?jí)K的水平線長度相同的、圖11中的參考號(hào)1120所指示的處理部件，進(jìn)行操作。此時(shí)，處理部件線的寬度和參考?jí)K的線長度相同。全處理部件的結(jié)構(gòu)與參考?jí)K的大小相同。將參考?jí)K的像素值輸入到由一個(gè)或者多個(gè)移位寄存器所形成的移位寄存器陣列中。將參考?jí)K的輸入像素值輸入到以相同形狀n×n所形成的處理部件。
對(duì)搜索區(qū)域的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行用于獲取數(shù)據(jù)項(xiàng)和參考?jí)K之間差分的操作，和通過處理部件和移位寄存器，將傳輸?shù)降陀谔幚聿考闹堤砑拥綌?shù)據(jù)項(xiàng)的操作。然后將搜索區(qū)域的數(shù)據(jù)項(xiàng)傳輸?shù)较乱粋€(gè)處理部件。此時(shí)，移位寄存器陣列(SRA)具有(2p-1)的寬度，其與搜索區(qū)域的寬度相同。
下面描述在各個(gè)塊時(shí)域運(yùn)動(dòng)搜索區(qū)域數(shù)據(jù)的過程。尤其是，使用具有3×3大小的塊作為實(shí)例，參考圖12和13A到13C。
圖12顯示的是根據(jù)本發(fā)明，在具有3×3大小的塊中，在各個(gè)塊時(shí)域，在搜索區(qū)域中運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的過程。圖13A到13C顯示的是在特定的時(shí)間，系統(tǒng)中數(shù)據(jù)位置圖，其方便地顯示了系統(tǒng)的操作。在一個(gè)時(shí)鐘之后，圖13A中的數(shù)據(jù)同時(shí)處理3個(gè)像素。使用在圖13B中處理的三個(gè)像素的計(jì)算結(jié)果和在圖13C中三個(gè)像素的計(jì)算結(jié)果對(duì)此結(jié)果進(jìn)行累加。結(jié)果，對(duì)具有3×3像素大小的塊進(jìn)行了處理。
圖14顯示的是用于根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊150的處理部件(PE)1120的框圖。PE 1120計(jì)算參考?jí)K數(shù)據(jù)和搜索區(qū)域數(shù)據(jù)之間的絕對(duì)差分，并且對(duì)數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行累加。如圖14所示，PE 1120包括參考輸入移位寄存器1400，絕對(duì)差分計(jì)算機(jī)(ADC)1410，第一延遲器1440，第二延遲器1450，第三延遲器1420，和耦合器1430。
當(dāng)開始操作時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的PE 1120的PSP 1400將作為原始時(shí)間輸入的參考?jí)K傳輸?shù)较乱粋€(gè)PE，并且將輸入?yún)⒖級(jí)K的數(shù)據(jù)傳輸?shù)紸DC 1410，以進(jìn)行數(shù)據(jù)和搜索區(qū)域的輸入之間的操作。
ADC 1410計(jì)算從RSR 1400輸入的參考?jí)K中的數(shù)據(jù)和搜索區(qū)域中的數(shù)據(jù)之間的絕對(duì)差分。通過第三延遲器1420，將結(jié)果輸入到耦合器1430。耦合器1430進(jìn)行參考?jí)K和搜索區(qū)域中的數(shù)據(jù)之間累加功能。第一延遲器1440和第二延遲器1450在時(shí)鐘期間，保持從前一個(gè)PE傳輸來的數(shù)據(jù)項(xiàng)，并且將其傳輸?shù)较乱粋€(gè)PE。第三延遲器1420用于將ADC 1410和耦合器1430進(jìn)行同步。
圖15顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中，控制信號(hào)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖。
如圖15所示，在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中，將生成控制信號(hào)的狀態(tài)分為5個(gè)部分。有未生成控制信號(hào)的空閑狀態(tài)，和對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行原始化的原始狀態(tài)。在各個(gè)狀態(tài)生成控制信號(hào)的原則涉及到對(duì)連續(xù)輸入并行處理結(jié)構(gòu)的各個(gè)塊重新進(jìn)行時(shí)間設(shè)定。
根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊從存儲(chǔ)模塊14C讀取數(shù)據(jù)，并且將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在輸入緩沖器910(圖9)中，以對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。輸入緩沖器將從存儲(chǔ)模塊輸入的32比特?cái)?shù)據(jù)寬度轉(zhuǎn)換未8比特?cái)?shù)據(jù)寬度，從而允許數(shù)據(jù)可以由運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊使用(a)，將從存儲(chǔ)模塊140以108MHz傳輸?shù)臄?shù)據(jù)時(shí)鐘降低到54MHz(b)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的輸入順序，輸出數(shù)據(jù)(c)。
在上述的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中的輸入緩沖器910，必須包括能夠用于對(duì)宏塊的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)所需的保持?jǐn)?shù)據(jù)的容量。具體來講，參考?jí)K取決于宏塊的大小，而搜索區(qū)域必須是四個(gè)宏塊。由于一個(gè)塊需要16×16＝256字節(jié)的存儲(chǔ)器，則全部輸入緩沖器需要256×5＝1280字節(jié)，其中10240個(gè)比特對(duì)應(yīng)于至少5個(gè)宏塊的大小。由于Xilink的塊RAM的最小值為2048比特，而必須將32比特?cái)?shù)據(jù)輸入轉(zhuǎn)換成為8比特?cái)?shù)據(jù)輸入，所以必須使用8塊RAM。因此，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中的輸入緩沖器910使用四個(gè)具有8比特?cái)?shù)據(jù)寬度和512個(gè)地址的RAM。圖16顯示的是在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中，用作輸入緩沖器的四個(gè)SRAM的存儲(chǔ)器映射。
為了使得從存儲(chǔ)模塊輸入的數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊的輸入順序相適合，需要統(tǒng)一的數(shù)據(jù)處理順序。首先，以由256字節(jié)組成的宏塊的大小，根據(jù)54MHz的頻率，在64個(gè)時(shí)鐘中，將當(dāng)前幀的參考?jí)K和先前幀的搜索區(qū)域中的塊同時(shí)輸入到運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償補(bǔ)償模塊中。在完成參考?jí)K的輸入和參考?jí)K大小的搜索區(qū)域數(shù)據(jù)的輸入之后，在256個(gè)時(shí)鐘中，輸入其余搜索區(qū)域的數(shù)據(jù)。此時(shí)，當(dāng)同時(shí)輸入?yún)⒖級(jí)K的數(shù)據(jù)和搜索區(qū)域的數(shù)據(jù)時(shí)，必須使用復(fù)用器MUX 930和延遲器920，對(duì)從四個(gè)SRAM 910所輸出的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行分布。由于從頂部到底部地將數(shù)據(jù)項(xiàng)輸入到四個(gè)SRAM，所以即使同時(shí)輸出數(shù)據(jù)項(xiàng)，也必須順序輸入數(shù)據(jù)。對(duì)于輸入到運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的數(shù)據(jù)輸入，如圖9所示，對(duì)復(fù)用器和延遲器進(jìn)行安排。如圖9所示的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的延遲器用于從搜索區(qū)域的塊中分離出參考?jí)K，因?yàn)閰⒖級(jí)K和搜索區(qū)域的塊是從同一個(gè)RAM中交替地進(jìn)行輸出。這樣，將所分離的數(shù)據(jù)項(xiàng)通過復(fù)用器，順序地用作運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊的輸入。由于必須以54MHz對(duì)運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊進(jìn)行輸入，復(fù)用器的SEL終端以13.5MHz進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)由運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊所生成的運(yùn)動(dòng)矢量所生成的存儲(chǔ)模塊，將對(duì)應(yīng)于8個(gè)宏塊的數(shù)據(jù)輸入到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊。由于整個(gè)圖像的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)具有720×480的大小，很難在給定的時(shí)間內(nèi)，對(duì)所有數(shù)據(jù)項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。因此，僅在720×2440的奇數(shù)圖像，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)。然而，為了壓縮數(shù)據(jù)，需要用于整個(gè)圖像的還原運(yùn)動(dòng)和獲取差分的處理。對(duì)于色度信號(hào)和亮度信號(hào)，還原運(yùn)動(dòng)和獲取差分都是必需的。因此，為了補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，并且獲取差分信號(hào)，分別需要對(duì)應(yīng)于兩個(gè)宏塊的前一幅圖像的亮度信號(hào)和當(dāng)前圖像的亮度信號(hào)。結(jié)果，需要全部8個(gè)宏塊的大小的數(shù)據(jù)。為了輸入數(shù)據(jù)，基于108MHz，需要64×8＝512個(gè)時(shí)鐘。
圖17顯示的是本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的框圖。
參考圖17，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊包括輸入緩沖器1700，用于操作差分的處理部件(PE)1710，用于在存儲(chǔ)模塊140中存儲(chǔ)PE結(jié)果的輸出緩沖器1770。
通常，將靜態(tài)RAM，即SRAM用作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的輸入緩沖器1700。由于必須存儲(chǔ)8個(gè)宏塊，并且必須將32比特輸入數(shù)據(jù)分為8比特輸入數(shù)據(jù)項(xiàng)，所以需要四個(gè)具有8比特寬度和512比特大小的SRAM。
通過輸入緩沖器1700和PE 1710，對(duì)輸入到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。通過輸出緩沖器1770，將數(shù)據(jù)輸出到存儲(chǔ)模塊140。此時(shí)，為了將數(shù)據(jù)輸出到存儲(chǔ)模塊，必須對(duì)數(shù)據(jù)的順序進(jìn)行重建。為了重建數(shù)據(jù)的順序，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的輸出緩沖器1770包括復(fù)用器，存儲(chǔ)器，延遲器，如下文所述。能夠?qū)⑼ㄟ^成分重建順序的數(shù)據(jù)項(xiàng)直接從輸入模塊輸入到小波模塊。
圖18顯示的是包含在上述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中的PE 1710的框圖。
參考圖18，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中的PE 1710是通過彼此順序連接的延遲器1800，鎖存器1810，減法器1820，組合器1830和D觸發(fā)器1840而形成的。當(dāng)從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的輸入緩沖器1700交替地輸入先前幀的數(shù)據(jù)和當(dāng)前幀的數(shù)據(jù)時(shí)，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中的PE利用延遲器1800和鎖存器1810而各自對(duì)輸入的數(shù)據(jù)項(xiàng)進(jìn)行劃分，和利用減法器1820而獲取差分，輸出所需的結(jié)果。此時(shí)，將該數(shù)據(jù)變?yōu)?比特的正數(shù)，以使得小波模塊的輸出為8比特。結(jié)果，為了使數(shù)據(jù)適用于8比特，將通過從當(dāng)前幀減去先前幀的值而獲得的值除以2，并且將結(jié)果值加上127。通過這樣作，將處于-255和255之間的結(jié)果值轉(zhuǎn)換為處于0和254范圍之間的值。在設(shè)計(jì)解碼器時(shí)，當(dāng)考慮到這一點(diǎn)而進(jìn)行還原時(shí)，產(chǎn)生±1的誤差，其在圖像中可以忽略。另外，在使用存儲(chǔ)器時(shí)，具有8比特的結(jié)果值是很有利的。
圖19顯示的是在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中，輸出緩沖器的存儲(chǔ)器映射。
參考圖19可知，在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中，以輸入順序存儲(chǔ)在輸入緩沖器中的數(shù)據(jù)項(xiàng)的存儲(chǔ)器映射。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中的輸出緩沖器通過包含四個(gè)SRAM或者512字節(jié)，能夠存儲(chǔ)8個(gè)宏塊，以因此具有2048字節(jié)的大小。當(dāng)從存儲(chǔ)模塊輸入數(shù)據(jù)時(shí)，以下面的順序輸入數(shù)據(jù)“Y1_cur→Y1_prev→C1_cur→C1_prev→Y2_cur→Y2_prev→C2_cur→C2_prev”。因此，能夠更平穩(wěn)地對(duì)PE進(jìn)行操作。
同樣，與運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中的輸入緩沖器相同，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊使用四個(gè)SRAM作為輸入緩沖器，這樣將從存儲(chǔ)模塊輸入的32比特?cái)?shù)據(jù)分為8比特?cái)?shù)據(jù)項(xiàng)。將數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)模塊140輸入到運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊所需的時(shí)間在108MHz時(shí)，為512個(gè)時(shí)鐘。為了處理該數(shù)據(jù)，當(dāng)輸出數(shù)據(jù)時(shí)，需要54MHZ頻率的512個(gè)時(shí)鐘。按照“Y1→C1→Y2→C2”的順序，將當(dāng)前幀的數(shù)據(jù)和先前幀的數(shù)據(jù)交替輸出到PE。
圖20顯示的是在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊中，輸出緩沖器1770的框圖。
參考圖20，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊包括四個(gè)復(fù)用器2000，2002，2004，2006，8比特第一和第二存儲(chǔ)器2010和2012，兩個(gè)延遲器2020，和32比特第三存儲(chǔ)器2030。輸出緩沖器1770改變同時(shí)從四個(gè)PE輸出的結(jié)果數(shù)據(jù)的順序，將數(shù)據(jù)以32比特為單位存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中，并且當(dāng)輸入控制信號(hào)時(shí)，將控制信號(hào)輸出到存儲(chǔ)模塊。當(dāng)從輸入模塊向小波模塊傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，改變數(shù)據(jù)順序的原因是為了有效利用數(shù)據(jù)。因此，當(dāng)將運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中時(shí)，改變數(shù)據(jù)的順序。對(duì)由PE計(jì)算的和從PE進(jìn)行輸出的輸出進(jìn)行調(diào)整，以按照Y1，C1，Y2，和C2的順序輸入到32比特SRAM中。
現(xiàn)在描述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的輸出緩沖器1770的操作。將PE的信號(hào)輸出與27MHz的頻率同步，輸入到輸出緩沖器，通過第一和第二復(fù)用器2000和2002與54MHz的頻率同步。利用四個(gè)復(fù)用器，根據(jù)本發(fā)明的輸出緩沖器允許將信號(hào)Y1和C1輸入到第一存儲(chǔ)器2010，將信號(hào)Y2和C2輸入到第二存儲(chǔ)器2012。此時(shí)，第一和第二存儲(chǔ)器使用8比特SRAM。將經(jīng)過此處理的數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在8比特的第一和第二存儲(chǔ)器中。僅將信號(hào)Y1和C1存儲(chǔ)在第一存儲(chǔ)器2010，僅將信號(hào)Y2和C2存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)器2012。由于第一存儲(chǔ)器2010和第二存儲(chǔ)器2012與由從四個(gè)PE輸出的結(jié)果數(shù)據(jù)所確定的數(shù)據(jù)不適合，當(dāng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器時(shí)，通過控制地址和改變順序，將32比特?cái)?shù)據(jù)輸入到第三存儲(chǔ)器2030。降低了存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)器2030中的32比特?cái)?shù)據(jù)的速度，以與27MHz的頻率同步。當(dāng)將存儲(chǔ)在輸出緩沖器中的數(shù)據(jù)項(xiàng)輸出到存儲(chǔ)模塊時(shí)，將數(shù)據(jù)與108MHz的頻率進(jìn)行同步而進(jìn)行輸出。
圖21顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的存儲(chǔ)模塊140的存儲(chǔ)器映射。
下面結(jié)合圖21，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊140進(jìn)行描述。
根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊140是一個(gè)存儲(chǔ)器，用于在特定時(shí)間，對(duì)由整個(gè)系統(tǒng)所生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并且將數(shù)據(jù)分布到系統(tǒng)中的相應(yīng)模塊。因此，根據(jù)本發(fā)明的編碼設(shè)備的各個(gè)模塊與存儲(chǔ)模塊進(jìn)行通信，并且通過編碼設(shè)備的控制模塊160(圖1)，控制數(shù)據(jù)輸入和存儲(chǔ)模塊的輸出。在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，如圖21所示，將具有兩個(gè)存儲(chǔ)器組(bank)的同步圖形顯示RAM優(yōu)選的用作存儲(chǔ)模塊140。
存儲(chǔ)模塊140對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行保護(hù)，該存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)用于從輸入模塊110輸入幀的圖像數(shù)據(jù)，用于傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和補(bǔ)償模塊的前兩幀的圖像數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償生成的差分信號(hào)的數(shù)據(jù)，和對(duì)應(yīng)于作為運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果而生成的運(yùn)動(dòng)矢量的數(shù)據(jù)。
參考圖21，將存儲(chǔ)從輸入模塊110輸入的圖像數(shù)據(jù)的區(qū)域標(biāo)記為“原始Y”和“原始C”。將存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償生成差分信號(hào)數(shù)據(jù)的區(qū)域標(biāo)記為“差分Y塊”和“差分C塊”。根據(jù)存儲(chǔ)器映射的結(jié)構(gòu)，將各個(gè)模塊所生成的數(shù)據(jù)項(xiàng)交替地存儲(chǔ)在兩個(gè)存儲(chǔ)器組中。因此，能夠最大程度地利用存儲(chǔ)模塊的脈沖串模式。
圖22顯示的是對(duì)應(yīng)于所示幀的存儲(chǔ)器映射，以描述將從輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊的過程。參考圖22，下面將詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明，將從輸入模塊輸入的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊的過程。
由于根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)總線為32比特，所以需要180列以存儲(chǔ)720個(gè)像素。在存儲(chǔ)模塊中，將180列存儲(chǔ)在具有256列的各個(gè)存儲(chǔ)器組中，并且將屏幕的一行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組的一行。將由從輸入模塊輸入所處理的原始圖像(4∶2∶2)的數(shù)據(jù)，不管幀圖像的類型，按照?qǐng)D像行順序，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊。圖像共由480行構(gòu)成，將圖像的兩行存儲(chǔ)在構(gòu)成存儲(chǔ)模塊的兩個(gè)存儲(chǔ)器組的一行中。因此，為了存儲(chǔ)所有的數(shù)據(jù)，需要240行。結(jié)果，在存儲(chǔ)模塊中，由于存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于用于原始圖像的幀的存儲(chǔ)器區(qū)域?yàn)?80×240。將此方法應(yīng)用到亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)。
以屏幕的行順序，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊的一行中。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)編碼方法，通過搜索幀圖像中的宏塊而傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)以宏塊為單位讀取數(shù)據(jù)，以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)時(shí)，將數(shù)據(jù)以場(chǎng)為單位而不是以幀為單位進(jìn)行讀取。因此，如圖22所示，將第一奇數(shù)行數(shù)據(jù)奇數(shù)1存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組A，而將連續(xù)地第一偶數(shù)行數(shù)據(jù)偶數(shù)1存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組A，而不是存儲(chǔ)器組B。將第二奇數(shù)行數(shù)據(jù)奇數(shù)2和第二偶數(shù)行數(shù)據(jù)偶數(shù)2存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組B。通過這樣作，不能感覺到存儲(chǔ)器組操作的益處。然而，當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，能夠感覺到存儲(chǔ)器組操作的益處，因?yàn)閷?duì)存儲(chǔ)器組A和存儲(chǔ)器組B是交替讀取的。根據(jù)存儲(chǔ)方法，當(dāng)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一些缺點(diǎn)。然而，在以場(chǎng)為單位從存儲(chǔ)模塊為運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)而讀取數(shù)據(jù)的過程中，能夠感覺到存儲(chǔ)器組操作的益處。
圖23顯示的是對(duì)應(yīng)于所示幀的存儲(chǔ)器映射，以對(duì)將與從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊輸入的差分信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊的過程進(jìn)行解釋。
由根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊所生成的720×480÷256差分信號(hào)位于大小為16×16的塊中。由于數(shù)據(jù)總線為32比特，所以當(dāng)將64列存儲(chǔ)在具有256列的各個(gè)存儲(chǔ)器組時(shí)，將對(duì)應(yīng)于宏塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)器組中。
當(dāng)將差分信號(hào)傳輸?shù)叫〔K時(shí)，差分信號(hào)的形式必須是行數(shù)據(jù)，而不能是宏塊。因此，當(dāng)存儲(chǔ)差分信號(hào)時(shí)，在運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)期間的空余時(shí)間是足夠的。同時(shí)，當(dāng)將差分信號(hào)傳輸?shù)叫〔K時(shí)，對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行連續(xù)傳輸。因此，沒有空余時(shí)間。結(jié)果，當(dāng)讀取差分信號(hào)以將差分信號(hào)傳輸?shù)叫〔K時(shí)，進(jìn)行脈沖串式操作和存儲(chǔ)器組操作是更為合理的。
如圖23所示，將第一塊的數(shù)據(jù)①和第二塊的數(shù)據(jù)②存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組A。將第三塊的數(shù)據(jù)③和第四塊的數(shù)據(jù)④存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器組B。當(dāng)讀取行數(shù)據(jù)時(shí)，在存儲(chǔ)器映射中以黑色標(biāo)記的部分表示順序讀取的數(shù)據(jù)項(xiàng)。通過采用存儲(chǔ)差分信號(hào)的方法，當(dāng)以行的形式讀取數(shù)據(jù)時(shí)，能夠進(jìn)行存儲(chǔ)器組操作。
圖24A和24B顯示的是在根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)模塊中，RANDOM訪問的讀取和寫入的時(shí)序圖。
參考圖24A和24B，當(dāng)將數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)模塊時(shí)，需要設(shè)定行、列和地址(tRCD＝RAS到CAS延遲時(shí)間)的時(shí)間。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，除去設(shè)定行、列和地址的時(shí)間，還需要更多的延遲時(shí)間(讀取等待時(shí)間或者CAS等待時(shí)間)。在根據(jù)本發(fā)明所使用的存儲(chǔ)模塊中，最小值為2個(gè)循環(huán)，并且將由系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)讀取延遲時(shí)間進(jìn)行限制。根據(jù)本發(fā)明，將tRCD設(shè)定為2個(gè)循環(huán)。即，在隨機(jī)存取時(shí)所需的循環(huán)數(shù)目(1ra)能夠根據(jù)下面的公式2獲得，該公式根據(jù)讀取和記錄脈沖串式。
公式21ra(在讀取脈沖串式期間)＝4個(gè)循環(huán)＝tRCD+CAS等待時(shí)間1ra(在記錄脈沖串式期間)＝2個(gè)循環(huán)＝tRCD當(dāng)訪問存儲(chǔ)模塊的數(shù)據(jù)項(xiàng)數(shù)目相同時(shí)，無需通過改變存儲(chǔ)模塊的脈沖串長度，從外部對(duì)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行停用，即可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行內(nèi)部處理。
因此，能夠連續(xù)地訪問數(shù)據(jù)，從而節(jié)省訪問時(shí)間。此時(shí)，在雙存儲(chǔ)器組的情況下，能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)訪問。對(duì)于通過改變脈沖串長度而訪問數(shù)據(jù)的情況，另外需要設(shè)定模式的時(shí)間。然而，當(dāng)數(shù)據(jù)的長度相同，并且多次讀取數(shù)據(jù)時(shí)，改變模式具有更多的優(yōu)點(diǎn)。
在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中，必須對(duì)存儲(chǔ)模塊的定時(shí)進(jìn)行合適的分配，原因是輸入模塊、運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊和輸出模塊共用存儲(chǔ)模塊。圖25顯示的是存儲(chǔ)模塊訪問時(shí)間的時(shí)序表。如圖25所示，基于用于宏塊的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償所需的時(shí)間，形成整個(gè)循環(huán)。輸入模塊和輸出模塊從存儲(chǔ)模塊接收用于讀取數(shù)據(jù)的時(shí)間，或者基于處理宏塊的時(shí)間，在存儲(chǔ)模塊中記錄數(shù)據(jù)。
圖26顯示的是包含在根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備中的輸出模塊130(圖1)的內(nèi)部示意框圖。下面參考圖26對(duì)根據(jù)本發(fā)明的輸出模塊進(jìn)行描述。
如圖26所示，根據(jù)本發(fā)明的輸出模塊130包括FIFO存儲(chǔ)器記錄控制器2600，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器讀取控制器2610，耦合器2620，和流FIFO存儲(chǔ)器2630。輸出模塊130將從小波模塊傳輸?shù)膬蓚€(gè)輸入信號(hào)和從存儲(chǔ)模塊傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量值進(jìn)行混合，并且將結(jié)果轉(zhuǎn)換成為1個(gè)比特長度的數(shù)據(jù)。
FIFO存儲(chǔ)器記錄控制器2600將從小波模塊傳輸?shù)钠鏀?shù)數(shù)據(jù)和偶數(shù)數(shù)據(jù)與代表運(yùn)動(dòng)矢量的數(shù)據(jù)彼此結(jié)合起來，從而生成1比特長度數(shù)據(jù)，并且輸出數(shù)據(jù)。優(yōu)選的使用通過將從小波模塊傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)結(jié)合起來而生成一比特流的過程，以根據(jù)傳輸周期，重復(fù)運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)。由于小波模塊輸出端的FIFO存儲(chǔ)器具有用于存儲(chǔ)一幀數(shù)據(jù)的大小，所以通過經(jīng)?？刂艶IFO存儲(chǔ)器，而輸出數(shù)據(jù)。
因此，在每個(gè)周期，通過76個(gè)時(shí)鐘，將小波模塊的數(shù)據(jù)傳輸?shù)捷敵瞿K。如上所述，將從耦合器2620輸出的比特流形式的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在流FIFO存儲(chǔ)器2630中，與輸出時(shí)鐘進(jìn)行同步，并且最終進(jìn)行輸出。
圖27顯示的是根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的框圖。
如圖27所示，根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備包括輸入模塊2710，第一和第二小波模塊2720和2722，存儲(chǔ)模塊2740，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊2750，F(xiàn)IFO存儲(chǔ)器2740，和輸出FIFO存儲(chǔ)器2730。
將由上述編碼設(shè)備(圖1)進(jìn)行編碼的圖像數(shù)據(jù)，以比特流為單位，輸入到運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備的輸入模塊2710。分別將輸入數(shù)據(jù)中的運(yùn)動(dòng)矢量傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊2740，將其它數(shù)據(jù)傳輸?shù)降谝缓偷诙〔K2720和2722。
將輸入到第一和第二小波模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行小波逆變換，并且通過FIFO存儲(chǔ)器2730傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊2740。
存儲(chǔ)模塊2740將從輸入模塊2710傳輸而來的運(yùn)動(dòng)矢量和從FIFO存儲(chǔ)器2730傳輸而來的小波逆變換數(shù)據(jù)傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊2750，并且對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而對(duì)比特流形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。通過輸出FIFO存儲(chǔ)器2730對(duì)所解碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行最后輸出。
根據(jù)本發(fā)明，減少了進(jìn)行小波變換所需的存儲(chǔ)器，并且通過一個(gè)存儲(chǔ)器，使用共享幀信息和塊信息，減少運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)所需的時(shí)間。同時(shí)，通過使用存儲(chǔ)器，對(duì)同樣地應(yīng)用于與兩個(gè)場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的圖像的運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和共享，能夠簡(jiǎn)化硬件設(shè)備。
還有，能夠?qū)⒏鶕?jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)圖像編碼設(shè)備有效地應(yīng)用于場(chǎng)，其中，場(chǎng)的容量較大，并且很難一次對(duì)所有的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，如大屏幕圖像。同時(shí)，能夠有效地將基于幀的圖像與基于塊的圖像組合起來，并且進(jìn)行信息編碼。
權(quán)利要求
1.一種利用基于幀的小波變換和基于塊的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼的設(shè)備，包括輸入模塊，用于接收原始圖像數(shù)據(jù)；小波模塊，用于對(duì)通過輸入模塊接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行小波處理；運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊，用于獲得運(yùn)動(dòng)矢量；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊，用于利用運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償；存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)從輸入模塊傳來的原始圖像數(shù)據(jù)、從運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊傳來的運(yùn)動(dòng)矢量、以及從運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊傳來的差分信號(hào)數(shù)據(jù)，并根據(jù)相應(yīng)模塊的請(qǐng)求，將所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的模塊；輸出模塊，用于對(duì)從小波模塊輸入的數(shù)據(jù)和從存儲(chǔ)模塊輸入的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行耦合，從而輸出一比特流；以及控制模塊，用于控制各個(gè)模塊的操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，輸入模塊包括輸入緩沖器和輸出緩沖器，輸入緩沖器將輸入到輸入模塊的原始圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊，輸出緩沖器讀取對(duì)應(yīng)于當(dāng)前幀和從存儲(chǔ)模塊傳來的先前幀之間差的數(shù)據(jù)，并且將所讀取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫〔K。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，輸入模塊的輸入緩沖器包括分解器，用于從輸入到輸入模塊的原始圖像數(shù)據(jù)中分別分解出亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)；亮度先入先出存儲(chǔ)器(FIFO)和色度FIFO，分別用于存儲(chǔ)從分解器輸出的所分解的亮度數(shù)據(jù)和所分解的色度數(shù)據(jù)；記錄控制器，用于控制亮度FIFO和色度FIFO，以及分解器的操作；以及讀取控制器，用于控制是否從亮度FIFO和色度FIFO輸出數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的設(shè)備，其特征在于，輸入模塊的輸出緩沖器包括亮度FIFO和色度FIFO，分別用于對(duì)從存儲(chǔ)模塊接收到的亮度數(shù)據(jù)和所分解的色度數(shù)據(jù)進(jìn)行分離和存儲(chǔ)；分離器控制器，用于控制從亮度FIFO和色度FIFO輸入的數(shù)據(jù)；復(fù)用器，用于選擇要輸入到小波模塊的亮度數(shù)據(jù)和色度數(shù)據(jù)；以及FIFO讀取控制器，用于控制亮度FIFO和色度FIFO的輸出和復(fù)用器的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊包括至少一個(gè)輸入緩沖器，用于存儲(chǔ)從存儲(chǔ)模塊傳來的數(shù)據(jù)；輸入緩沖器控制器，用于控制存儲(chǔ)在輸入緩沖器中的數(shù)據(jù)的輸出順序；延遲器，用于根據(jù)輸入緩沖器控制器，對(duì)從輸入緩沖器輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲；復(fù)用器，用于傳輸從延遲器輸出的數(shù)據(jù)；以及運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)器，用于通過處理從復(fù)用器輸出的數(shù)據(jù)，獲得運(yùn)動(dòng)矢量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊包括輸入緩沖器，用于接收宏塊數(shù)據(jù)，該宏塊存儲(chǔ)在由運(yùn)動(dòng)矢量所形成的存儲(chǔ)模塊地址中；處理部件，用于交替地接收與先前幀有關(guān)的數(shù)據(jù)和與當(dāng)前幀有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且獲得輸入數(shù)據(jù)之間的差分；以及輸出緩沖器，用于輸出處理部件的結(jié)果，以將結(jié)果存儲(chǔ)到存儲(chǔ)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，存儲(chǔ)模塊包括存儲(chǔ)器，其能夠存儲(chǔ)與從輸入模塊傳來的一個(gè)幀相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)、與要傳輸?shù)竭\(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊和補(bǔ)償模塊的兩個(gè)先前幀相關(guān)的圖像數(shù)據(jù)、與作為運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)模塊中的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)結(jié)果的運(yùn)動(dòng)矢量相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)、以及與作為運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償結(jié)果的差分信號(hào)相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，存儲(chǔ)模塊包括由第一和第二存儲(chǔ)器組構(gòu)成的存儲(chǔ)器，并且以場(chǎng)為單位，通過在第一存儲(chǔ)器組中存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的第一奇數(shù)行數(shù)據(jù)和第一偶數(shù)行數(shù)據(jù)，在第二存儲(chǔ)器組中存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的第二奇數(shù)行數(shù)據(jù)和第二偶數(shù)行數(shù)據(jù)，而在各個(gè)存儲(chǔ)器組中存儲(chǔ)從輸入模塊傳來的圖像數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，輸出模塊包括FIFO記錄控制器，用于選通流FIFO的輸入端，并且監(jiān)視流FIFO是否已滿；FIFO讀取控制器，用于選通流FIFO存儲(chǔ)器的輸出端，并且監(jiān)視流FIFO是否已空；耦合器，用于對(duì)從小波模塊輸入的輸入數(shù)據(jù)和從存儲(chǔ)模塊輸入的運(yùn)動(dòng)矢量進(jìn)行耦合；以及流FIFO，用于存儲(chǔ)從耦合器輸入的數(shù)據(jù)。
10.一種運(yùn)動(dòng)圖像解碼設(shè)備，使用基于塊的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和基于幀的小波變換，對(duì)通過一比特流類型的編碼而輸入的圖像信號(hào)進(jìn)行解碼，所述運(yùn)動(dòng)圖像解碼設(shè)備包括輸入模塊，用于接收一比特流類型的編碼圖像信號(hào)；小波模塊，用于從輸入模塊接收?qǐng)D像信號(hào)之間的差分信號(hào)，并且對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行小波逆變換；FIFO，用于存儲(chǔ)從小波模塊輸出的信號(hào)；存儲(chǔ)模塊，將圖像信號(hào)中的運(yùn)動(dòng)矢量從輸入模塊傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊，將經(jīng)過小波逆變換的差分信號(hào)從FIFO傳輸?shù)酱鎯?chǔ)模塊；運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊，用于利用從存儲(chǔ)模塊傳來的運(yùn)動(dòng)矢量和差分信號(hào)，對(duì)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償；以及輸出緩沖器，用于最終輸出從存儲(chǔ)模塊接收到的由運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊所編碼的圖像信號(hào)。
全文摘要
公布了一種使用小波變換和運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)的編碼和解碼設(shè)備。本設(shè)備包括輸入模塊，用于接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)；小波模塊，用于對(duì)通過輸入模塊接收到的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行小波變換；預(yù)測(cè)/補(bǔ)償模塊；存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)從輸入模塊傳來的圖像數(shù)據(jù)，并且根據(jù)各個(gè)模塊的請(qǐng)求對(duì)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸；輸出模塊，用于對(duì)從小波模塊輸入的數(shù)據(jù)和對(duì)應(yīng)于從存儲(chǔ)模塊輸入的運(yùn)動(dòng)矢量的數(shù)據(jù)進(jìn)行耦合，從而輸出一比特流；以及控制模塊，用于控制各個(gè)模塊的操作。根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)實(shí)時(shí)地對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像進(jìn)行編碼和解碼時(shí)，雖然使用了更少量的存儲(chǔ)器，但也能夠?qū)φ麄€(gè)圖像進(jìn)行小波變換，并且能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)塊的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1431830SQ0215783
公開日2003年7月23日 申請(qǐng)日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月20日
發(fā)明者申鐘根, 河永浩, 李昊根 申請(qǐng)人:Lg電子株式會(huì)社