專利名稱：具有一個(gè)改進(jìn)型運(yùn)動(dòng)估算器和具有減少的數(shù)據(jù)通量的高清晰度電視發(fā)送和接收系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)高清晰度電視發(fā)送系統(tǒng)，在系統(tǒng)中圖象被分為多個(gè)部分，對(duì)于那些部分的每一個(gè)部分，使用了運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一個(gè)視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式可以被使用，因此這個(gè)系統(tǒng)用具有為每一個(gè)圖象的部分確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的一個(gè)運(yùn)動(dòng)估算器和為在附加的數(shù)字發(fā)送通道上發(fā)送確定那些所說(shuō)部分的所有的運(yùn)動(dòng)矢量的數(shù)據(jù)裝置所裝備，對(duì)于那些所說(shuō)部分那樣一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量被使用。
本發(fā)明還涉及一個(gè)高清晰電視發(fā)送方法，在該方法中圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于那些部分的每一個(gè)部分，使用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一個(gè)視頻發(fā)送方式可以被使用，所說(shuō)的方法因而包括為對(duì)每一個(gè)那些圖象的部分確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的運(yùn)動(dòng)估算，和在附加的數(shù)字發(fā)送通道上發(fā)送確定那些所說(shuō)的部分的所有的運(yùn)動(dòng)矢量，對(duì)于那些所說(shuō)部分的那樣一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量被使用。
它還涉及一個(gè)高清晰度電視接收機(jī)用以描繪被發(fā)送的圖象，在這些圖象中圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于那些所說(shuō)的部分的每一個(gè)，利用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一個(gè)視頻再現(xiàn)的方式被使用，在這種方式中，對(duì)被處理的每一個(gè)圖象部分，運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)被接收，所說(shuō)的接收機(jī)用一個(gè)裝置裝備，該裝置從那些運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)中產(chǎn)生兩個(gè)相繼接收的圖象間的中間圖象，這些裝置包括，特別是為記錄運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器。
本發(fā)明特別可應(yīng)用于用稱之為BMA(塊對(duì)照算法)的類型的一個(gè)運(yùn)動(dòng)估算器裝備的系統(tǒng)中，那就是說(shuō)包含第一裝置用以在相繼出現(xiàn)的一對(duì)圖象的面前，檢驗(yàn)這些圖象中的一個(gè)的一部分，依次和另一個(gè)圖象的一系列的部分相比較去尋求相同和類似，這些部分占據(jù)一系列這種位置，以至如果為了尋求一個(gè)相同或一個(gè)相似，它們每個(gè)都沿著一個(gè)可能的運(yùn)動(dòng)矢量位移，它們將和檢驗(yàn)的部分重合。
這樣一個(gè)系統(tǒng)被稱之為DATV(數(shù)字輔助電視)，在DATV中對(duì)視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)補(bǔ)充特別是運(yùn)動(dòng)矢量用數(shù)字裝置發(fā)送，這些可以從題為“應(yīng)用于HD，MAC圖象編碼和解碼的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償內(nèi)插”(MotionCompesatedinterpolationappliedtoHD.MACPicturesencodinganddecoding)的著作中得知，作者是M·R，Haghiri和F·Fonsalas，發(fā)表在第二屆(HDTV)高清晰度電視的信號(hào)處理國(guó)際討論會(huì)上，1988年2月29日-3月3日。
在由本文件建議的系統(tǒng)中，發(fā)送的信號(hào)產(chǎn)生于一個(gè)50赫攝象機(jī)并具有每行有1440個(gè)象素，具有1152行的隔行掃描的圖象，這個(gè)信號(hào)被認(rèn)為是在54MHZ頻率上取樣，這個(gè)頻率是(CCIR)國(guó)際無(wú)線電通訊咨詢委員會(huì)的611號(hào)推薦的頻率的4倍。一種使用的編碼用來(lái)通過(guò)因數(shù)4減小該取樣頻率，它具有的附加數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)能量是盡可能的小。為此，圖象被劃分為多個(gè)部分，在這個(gè)實(shí)例中有16×16象素的很多方塊，對(duì)于每個(gè)方塊，一種發(fā)送方式可以從多種中選擇一個(gè)，這些方式中的一個(gè)利用了一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量。
這個(gè)文件也敘述了BMA型的一種運(yùn)動(dòng)估算器，在這種估算器中，17個(gè)相繼的比較的發(fā)生是為了用最大值位移±3象素估算運(yùn)動(dòng)，這個(gè)比較的數(shù)目隨位移的最大值幅度的方塊增多或減小而且該方法因此對(duì)大的運(yùn)動(dòng)迅速變得不可能。
本發(fā)明使得迅速得到在每一個(gè)圖象部分物體的運(yùn)動(dòng)的估算成為可能，是因?yàn)檫@樣的現(xiàn)實(shí)，即運(yùn)動(dòng)估算器進(jìn)一步包含裝置，為的是在與一個(gè)檢驗(yàn)過(guò)的部分相聯(lián)系的，接著發(fā)生的新的一對(duì)圖象出現(xiàn)的情況下，在這個(gè)新的對(duì)的第二個(gè)圖象中，先前圖象的多個(gè)部分組成的一組，所說(shuō)的一組包含有與檢驗(yàn)過(guò)的部分和鄰接的部分，在先前圖象中占有相同位置的部分，而且還基于這樣的現(xiàn)實(shí)，那就是，對(duì)于新的一對(duì)僅有可能的運(yùn)動(dòng)矢量是由對(duì)應(yīng)于被聯(lián)系的一組的部分的先前的圖象對(duì)所確定的那些。基于相同的理由，運(yùn)動(dòng)估算其特征在于運(yùn)動(dòng)估算進(jìn)一步包括有相繼的圖象的新的一對(duì)的出現(xiàn)，在這個(gè)新的一對(duì)的第二個(gè)圖象中，與先前的圖象的多個(gè)部分的一組中一個(gè)檢驗(yàn)的部分相聯(lián)系，所說(shuō)的小組包含這樣的部分，它在先前的圖象中，占據(jù)著與檢驗(yàn)的部分也有鄰近的部分相同的位置，其特征還在于對(duì)于這個(gè)新的對(duì)，唯一可能的運(yùn)動(dòng)矢量，是那些為先前圖象對(duì)所確定的，對(duì)應(yīng)著相聯(lián)系的小組的部分。
那一種運(yùn)動(dòng)估算器的工作比現(xiàn)有技術(shù)的估算器要快。
這是很重要的，那就是注意為先前圖象對(duì)的運(yùn)動(dòng)的確定，任何型的運(yùn)動(dòng)估算器都能使用，因此沒(méi)有必要使用一種BMA型估算器。
在運(yùn)動(dòng)估算這樣完成以后，證實(shí)是否這個(gè)估算允許獲得最好的圖象是重要的。為此，提供一些裝置在接收時(shí)實(shí)現(xiàn)一解碼模擬的解碼和由解碼圖象和原圖象間的比較來(lái)確定處理過(guò)程中圖象的第二對(duì)的部分的質(zhì)量等級(jí)，那種處理是用那種被確定的運(yùn)動(dòng)矢量所裝備。
在這種情形，用前面敘述的裝置確定了運(yùn)動(dòng)估算，通過(guò)利用發(fā)送運(yùn)動(dòng)的裝置，使得接近附加數(shù)字通道的通量成為可能，那種裝備對(duì)第二對(duì)指明，那一對(duì)是上述過(guò)的小組的元素，那一組提供最佳運(yùn)動(dòng)矢量。
利用一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的方式能為相當(dāng)大的最大值運(yùn)動(dòng)所使用。由于這個(gè)的結(jié)果，必須發(fā)送的局部運(yùn)動(dòng)的值的比特?cái)?shù)是大的，然而這個(gè)發(fā)送可能耗費(fèi)數(shù)字發(fā)送能力的顯著的部分甚至超過(guò)它。在這種情形，不論任何什么理由，它都不希望使用如前所述的一個(gè)運(yùn)動(dòng)估算器，它盡管可能使用本發(fā)明去獲得在附加數(shù)據(jù)通道上的數(shù)據(jù)能量的減少。
為此，一個(gè)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內(nèi)一種視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式從至少是兩種方式間選擇，這些方式在取樣結(jié)構(gòu)上彼此是不同的，第一種方式使用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)，然而在第二方式，圖象頻率比在第一種方式中的要高，但具有較低的空間清晰度，用與在一個(gè)附加的數(shù)字通道上發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置裝備起來(lái)的系統(tǒng)，數(shù)據(jù)與每一個(gè)部分和與被選中的第一方式的所有的部分的運(yùn)動(dòng)矢量確定被選擇的方式，在一個(gè)圖象部分的一個(gè)檢驗(yàn)過(guò)程中，用裝置有利地裝備，為了它該第一種方式至今已經(jīng)選擇，把這一部分和先前圖象的多個(gè)部分的一組聯(lián)系起來(lái)，所說(shuō)的組包含這樣的部分，它在先前的圖象中占據(jù)著與檢驗(yàn)過(guò)的部分和鄰接部分的相同的位置，并具有為了對(duì)所說(shuō)的檢驗(yàn)部分進(jìn)行檢驗(yàn)的裝置，為包含在所說(shuō)組中的先前圖象的部分確定的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，按次序，在沒(méi)有檢驗(yàn)是正的情形，啟動(dòng)按照第二種方式進(jìn)行中的部分的處理，依次，在有一個(gè)檢驗(yàn)是正的情形下，確認(rèn)第一種方式的選擇并發(fā)送對(duì)先前圖象檢驗(yàn)是正的的一組的那些元素進(jìn)行識(shí)別標(biāo)記的一條數(shù)據(jù)。
為相同的目的，一種高清晰度電視發(fā)送方法，在這種方法中，圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于每一個(gè)部分選擇了一種視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式，這種選擇是在至少是兩種彼此不同的取樣結(jié)構(gòu)間進(jìn)行，第一種方式利用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)，然而在第二種方式圖象頻率比第一方式高，但是具有一個(gè)較低的空間分解度，所說(shuō)的方法因而包含，一個(gè)對(duì)于圖象的每一個(gè)部分的運(yùn)動(dòng)矢量，在一個(gè)附加的數(shù)字通道上的發(fā)送，為每一個(gè)部分和該部分所有的運(yùn)動(dòng)矢量確定所選擇的方式的數(shù)據(jù)，對(duì)于這些部分，第一種方式被選擇，所說(shuō)的方法在一個(gè)圖象部分的一個(gè)檢驗(yàn)的過(guò)程中有利地進(jìn)一步包含，那種第一種方式目前已經(jīng)選擇，和這一部分聯(lián)系的是前圖象的多個(gè)部分的一組，所說(shuō)的組包含這樣部分，它在先前的圖象中，占據(jù)與檢驗(yàn)的部分和鄰接部分相同位置，對(duì)所說(shuō)檢驗(yàn)的部分檢驗(yàn)為先前圖象的部分確定每一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，先前的圖象包含在所說(shuō)的組，依次，在沒(méi)有檢驗(yàn)是正的情形下，啟動(dòng)按照第二種方式進(jìn)行的這部分的處理，而且依次在一個(gè)檢驗(yàn)是正的情形，確認(rèn)第一種方式的選擇并發(fā)送數(shù)據(jù)條，它為先前圖象的一組的那些元素識(shí)別和標(biāo)記檢驗(yàn)是正的。
在第一改進(jìn)的實(shí)施例中，如果被比較的運(yùn)動(dòng)矢量座標(biāo)間是相同的，一個(gè)檢驗(yàn)結(jié)果被斷定為正。
在這個(gè)第二種改進(jìn)的實(shí)施例中，對(duì)于被比較的運(yùn)動(dòng)矢量間的差是極小的元素的檢驗(yàn)判定是正，或者另一方面，如果一些裝置提供用來(lái)在接收時(shí)產(chǎn)生解碼模擬的解碼和靠解碼圖象和原圖象間的比較，對(duì)于檢驗(yàn)部分確定最滿意的方式的選擇，確認(rèn)第一種方式可能被選中，檢驗(yàn)的部分是靠比較來(lái)確定的運(yùn)動(dòng)矢量來(lái)裝備。那么，這個(gè)差值比預(yù)先確定的閥值要求。
如果本發(fā)明的裝置和被發(fā)送的運(yùn)動(dòng)矢量的數(shù)目的減少結(jié)合起來(lái)，更大的減化可以得到。發(fā)送運(yùn)動(dòng)矢量的減少是基于統(tǒng)計(jì)說(shuō)法的，為此本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)特別值得注意是在于它包含為在稱之為先前圖象的處理過(guò)程中做確定的裝置，在這個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量組中，一個(gè)副組中包含著在這個(gè)圖象中最頻繁遇到的矢量，和對(duì)于每一個(gè)圖象一次地?cái)?shù)字地發(fā)送這個(gè)副組的所有的矢量的特征的裝置，在于，如果稱之為先前的一個(gè)圖象部分的運(yùn)動(dòng)矢量是該副組的一個(gè)元素，第一種方式用于這種圖象部分，而且由標(biāo)注副組來(lái)規(guī)定這個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，第二種方式被用于這種情形，而這種運(yùn)動(dòng)矢量沒(méi)有一個(gè)是副組，其特征還在于在那樣前面敘過(guò)的一個(gè)圖象的檢驗(yàn)的過(guò)程中第一種方式目前被選擇，以前敘述的先前圖象的部分的一組的內(nèi)容被使用的第一種方式的那些部分所限制。
為了從本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)中得到好處和可能再造發(fā)送的圖象，接收機(jī)有利地用一些裝置裝備，這些裝置為的是在一個(gè)第二個(gè)圖象的一部分的檢驗(yàn)過(guò)程中，基于一個(gè)接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)條目，該條目識(shí)別一個(gè)第一圖象的一部分的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，并施加它給第二個(gè)圖象的部分。
參照附圖下面將進(jìn)行非限定的實(shí)施例的描繪，對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施提供更好的理解。


圖1是圖解一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的清晰度的一方式。
圖2是發(fā)送系統(tǒng)的編碼電路的裝置的一個(gè)方塊圖。
圖3是本發(fā)明說(shuō)明書中敘過(guò)的不同圖象的清晰度的圖解。
圖4表明在兩個(gè)相繼的不同圖象中的圖象部分。
圖5是實(shí)施本發(fā)明的一部分的電路單元的一個(gè)詳細(xì)方塊圖。
圖6是實(shí)施本發(fā)明的另一部分的電路單元的一個(gè)詳細(xì)方塊圖。
圖7是圖6的單元24的一個(gè)詳細(xì)方塊圖。
圖8為確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量圖示一個(gè)算法。
用示例的方法所描述的系統(tǒng)的目的是發(fā)送從發(fā)生器來(lái)的圖象，發(fā)生器具有1152個(gè)有效行，每行有1440個(gè)象素，而只使用唯一的等于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的625行(其中576個(gè)有效行，每行有720個(gè)象素)制式的視頻通帶。
為了允許恢復(fù)丟失的一部分視頻信息，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)相結(jié)合。
為了發(fā)送視頻信號(hào)，使用了三種不同的方式。
在一種“80ms”方式中，借助于一種適當(dāng)?shù)臄?shù)字濾波，進(jìn)行如此發(fā)送，例如，首先在一個(gè)20毫秒(ms)的期間傳奇數(shù)行的奇數(shù)象素，隨后是偶數(shù)行的奇數(shù)象素的20毫秒期間，再隨后是奇數(shù)行的偶數(shù)象素的20毫秒期間，最后是偶數(shù)行的偶數(shù)象素，整個(gè)發(fā)送一個(gè)圖象因此占用了80毫秒的時(shí)間。然而在每個(gè)20毫秒的期間，整個(gè)圖象的表面被描繪，這就允許和老的625行制式相兼容。通過(guò)適當(dāng)?shù)刂匦陆M合在4個(gè)順序的20毫秒的周期的過(guò)程中所描繪的象素，可能再造出一個(gè)高清晰度圖象。為此，必須使原圖象在該80毫秒的過(guò)程中沒(méi)有實(shí)質(zhì)上的變化。這種方式因此適用于固定的或準(zhǔn)固定圖象。
在一種“40毫秒”方式中，在適當(dāng)?shù)臄?shù)字濾波以后發(fā)送如此進(jìn)行，例如，只有偶數(shù)行，它的所有的象素在兩種時(shí)候發(fā)送。在20毫秒的期間發(fā)送奇數(shù)象素，然而在一個(gè)時(shí)期傳送偶數(shù)象素(可以預(yù)期兩個(gè)象素中僅有一個(gè)發(fā)送，但對(duì)所有的行)，因此，有一半的清晰度損失了，但是圖象在40毫秒內(nèi)描繪，這就是說(shuō)，比80毫秒的方式快一倍，這允許一定的運(yùn)動(dòng)。
在這種“40毫秒”方式中，一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量對(duì)每個(gè)圖象部分是適用的。圖1示出了一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，這個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量表示在該時(shí)間過(guò)程中圖象中的一個(gè)物體的位移，在這種情形它有用象素/40ms表示的X＝+4，Y＝+3座標(biāo)。如果在未處理的座標(biāo)上放置的量大于±6象素，對(duì)應(yīng)于矢量的起點(diǎn)的中心象素與圖1中13×13個(gè)方格圖形所表示的這些象素中的一個(gè)之間的距離是每個(gè)可能的運(yùn)動(dòng)矢量，這就表現(xiàn)出169個(gè)可能的矢量。
運(yùn)動(dòng)矢量允許在接收機(jī)中產(chǎn)生一個(gè)中間圖象以及兩個(gè)發(fā)送的圖象間的暫時(shí)的插入量，為了產(chǎn)生一個(gè)中間圖象，一個(gè)開端來(lái)自于發(fā)送的圖象，可運(yùn)動(dòng)的部分延著適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量位移，它是由發(fā)射機(jī)指明的。可以利用兩個(gè)圖象而且在它們之間有一個(gè)輔助的圖象被插入。為了進(jìn)一步詳述再造這一圖象的方法，可能要涉及到前序中所公開敘述的部分。依靠這個(gè)附加圖象，進(jìn)一步加倍圖象的暫時(shí)的清晰度，這就允許使用這種方式，甚至大的運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)在圖象中，盡管如此，只有當(dāng)運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的或是準(zhǔn)穩(wěn)定的，中間圖象才是正確的。在相反的情形，當(dāng)較高的加速度出現(xiàn)，應(yīng)使用第三種“20毫秒”方式。
在“20毫秒”方式中，僅在20毫秒的期間發(fā)送，例如，奇數(shù)行的奇數(shù)象素，并且在隨后的20毫秒的過(guò)程并以一種相同的方式發(fā)送一個(gè)新的圖象。因此，暫時(shí)的清晰度是極好的，這是由于圖象重復(fù)率為50的緣故，這允許所有的運(yùn)動(dòng)的發(fā)送沒(méi)有模糊效應(yīng)和加速運(yùn)動(dòng)效果。另一方面，空間分解度是低的，(只有四個(gè)象素中的一個(gè)象素被發(fā)送)，并對(duì)應(yīng)625行的制式。當(dāng)被觀察的物體運(yùn)動(dòng)迅速，由于人的眼睛對(duì)缺乏空間分解度的圖象缺乏敏感性，所以上述空間低的分解度是不太令人討厭的。
圖象被劃分為多個(gè)部分，例如，在16×16象素的小方塊的情形，對(duì)于每一個(gè)這些部分或“塊”可以使用不同的方式。進(jìn)一步，在背景前面有運(yùn)動(dòng)物體的情形，后者可以用“80毫秒”方式來(lái)描繪所有它的細(xì)節(jié)，這時(shí)用多邊形形成16×16象素的方塊并且環(huán)繞可移動(dòng)的物體是非常緊密的，“40毫秒”或“20毫秒”方式將局部使用。
而且，為了簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的處理過(guò)程，在80毫秒不可變時(shí)間間隙的時(shí)間體制內(nèi)處理圖象的序列，而且不劃分這些80毫秒為多于兩個(gè)以上的相位是適當(dāng)?shù)?。每個(gè)被處理的80毫秒間隙是一個(gè)獨(dú)立整體，也就是說(shuō)，獨(dú)立于相鄰的間隙。
為了定義本發(fā)明的上下文，以及它的實(shí)際情況，圖2表示在發(fā)送方面一個(gè)編碼系統(tǒng)的一個(gè)方塊圖。
在連接處34，根據(jù)一行掃描，圖象順序地到達(dá)。分別由(9，26)，(10，27)和(11，28)三個(gè)平行的通道同時(shí)處理圖象。
“80毫秒”通道包括一個(gè)予處理單元9和一個(gè)執(zhí)行“亞一取樣”的取樣電路的級(jí)連，這就是說(shuō)，用對(duì)應(yīng)于全部的象素清晰度的頻率的1/4去取樣，該部分描述了在80毫秒內(nèi)一個(gè)完整的圖象。
“20毫秒”通道包括一個(gè)予處理單元10和一個(gè)在20毫秒內(nèi)取樣一完整圖象的一個(gè)“亞一取樣”電路27的級(jí)連。這個(gè)通道在20毫秒內(nèi)用低清晰度描述一個(gè)完整的圖象。
“40毫秒”通道包括一個(gè)予處理單元11和一個(gè)亞一取樣器28，每個(gè)40毫秒發(fā)送一個(gè)圖象。
輸入信號(hào)34也被送給電路25用來(lái)作運(yùn)動(dòng)矢量的估算，運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算對(duì)應(yīng)于以前定義的每一個(gè)圖象部分的運(yùn)動(dòng)，電路25在連接處21提供該運(yùn)動(dòng)矢量的值。
一個(gè)選擇控制電路31同時(shí)接收由連接點(diǎn)34來(lái)的原圖象的描繪，連接點(diǎn)21來(lái)的速度矢量并通過(guò)其輸入端S1、S2、S3接收三個(gè)通道中每一個(gè)產(chǎn)生的描繪。這個(gè)復(fù)雜電路，在三個(gè)通道中每一個(gè)的基礎(chǔ)上，為16×16象素的每一個(gè)方塊進(jìn)行解碼模擬，它能在接收時(shí)進(jìn)行，特別是在“40毫秒”通道情況下，借助于運(yùn)動(dòng)矢量，而且在三個(gè)通道的每一個(gè)基礎(chǔ)上將編碼的圖象和原圖象34的比較。最接近原圖象的編碼圖象的通道被選擇，在對(duì)于每一個(gè)方塊的三種方式中一種特殊的選擇因此產(chǎn)生。這個(gè)控制電路31在連接線22、23同時(shí)分別地提供關(guān)于相繼圖象的決定。
符號(hào)35表示的一個(gè)方塊，它具體包含一個(gè)裝置，該裝置在一個(gè)相關(guān)的數(shù)字通道上發(fā)送為每一個(gè)部分確定選擇方式的數(shù)據(jù)，和選擇了第一種方式的那些部分的所有的運(yùn)動(dòng)矢量，它也能夠包含一些元件，這些元件用以校正來(lái)自選擇控制電路31的決定。通過(guò)連接線21將運(yùn)動(dòng)矢量加給它，最初的決定是由連接線22、23提供的。校正了的決定提供給連接線16、17，而在連接線18上有被傳送的數(shù)字成份。
依賴于決定16和17以及在由三個(gè)通道提供信號(hào)41、42、43的基礎(chǔ)上，多路合成器32在具有壓縮通帶的模擬輸出33上傳送被選擇的通道。
除去數(shù)字輔助電視(DATV)編碼器35，其余所有的單元形成了現(xiàn)有技術(shù)部分，特別是關(guān)于予處理和取樣的方法的更詳細(xì)的敘述在前序提及的文件所提供，以及Vreeswijk等人1988年2月29日-3月3日出席Aguila會(huì)議發(fā)表的題為“一種HD-MAC編碼系統(tǒng)”的文件和較早申請(qǐng)的號(hào)為88-05010(PHF88-522)的法國(guó)專利，這些在此結(jié)合起來(lái)供參考。
本發(fā)明適用于運(yùn)動(dòng)估算器25。它的工作是基于分塊比較算法(“BMA”)。
圖3表示了每個(gè)具有36個(gè)方塊的5個(gè)方格圖形，每一個(gè)表征暫時(shí)地順序的5個(gè)原圖象50-54的相同的36個(gè)象素。這些象征地描繪的圖象在展望中一個(gè)在另一個(gè)的前面。但是實(shí)際上僅有一個(gè)單一的視覺(jué)顯示支撐;圖示50在一個(gè)給定的瞬間獲得，圖象54在80毫秒后獲得。這些描繪的圖象是在前面敘述過(guò)的80毫秒的間隔范圍內(nèi)全都呈現(xiàn)的。
圖象50和54在相同的時(shí)間是一個(gè)間隔的最后一個(gè)圖象和另一個(gè)間隔的第一個(gè)圖象。他們出現(xiàn)在每一個(gè)間隔，這些間隔他們彼此接界。對(duì)第一個(gè)40毫秒間隔，其具有3個(gè)圖象50、51、52產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)估算，然后對(duì)具有52、53、54一個(gè)圖象的第二個(gè)40毫秒間隔進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估算。這些偶數(shù)的圖象因此得到兩次機(jī)會(huì)。
這些圖象的實(shí)際有效的傳送由箭頭44所指示。在攝象機(jī)輸出可得到的原圖象51和53不被發(fā)送而將在接收時(shí)再造出來(lái)，這是在一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。例如，具有每40毫秒2個(gè)象素的水平幅度和每40毫秒4個(gè)象素的垂直幅度，對(duì)應(yīng)由箭頭45或46表示的位移的運(yùn)動(dòng)矢量。
對(duì)于圖象對(duì)50-52，任何類型的運(yùn)動(dòng)估算器都能使用，對(duì)于隨后的對(duì)52-54，運(yùn)動(dòng)估算器必須是BMA型，為了簡(jiǎn)便的緣故，在此假定一種BMA型的估算器用于所有的情形。
運(yùn)動(dòng)矢量的尋求在于，包括有第1和第2相繼出現(xiàn)的圖象50-52，檢查一個(gè)圖象的一部分，例如52，依次和另一圖象的一系列部分進(jìn)行比較，例如50，這些部分占據(jù)著一系列位置以致于如果他們每一個(gè)沿著可能運(yùn)動(dòng)矢量位移，他們將和被檢查的部分重合。經(jīng)一系列的比較后選擇出的運(yùn)動(dòng)矢量自然是對(duì)應(yīng)研究中的一系列部分中的一個(gè)，它給予圖象52的被檢查過(guò)的部分最大的相似性，一個(gè)表示這種相似性的一個(gè)函數(shù)的例子以后將給出。
先驗(yàn)地提出一個(gè)±6象素/40毫秒的一個(gè)運(yùn)動(dòng)限制，可能的矢量由圖1所說(shuō)明，在這里矢量的數(shù)是169。實(shí)際上，根據(jù)圖8所表明的三階法沒(méi)有169個(gè)比較可以實(shí)現(xiàn)。圖8是首先測(cè)定由圖中用圓圈表示的僅有的系列位置。然后，假設(shè)由黑色圓圈所表示的位置給出了最好的結(jié)果，由星表示的位置被測(cè)定，最后由三角表示的位置，圍繞著繪出最好結(jié)果的。因此，在±6象素/40毫微的最大運(yùn)動(dòng)量的情形下被實(shí)現(xiàn)的比較的數(shù)目將是25。
實(shí)際上，不但考慮圖象50和52，而且考慮圖象51的極小化函數(shù)，這個(gè)函數(shù)一方面代表依賴于圖象51和50間的象素毫度差的半和的兩個(gè)方塊間的相似性，而且另一方面也代表了圖象51和圖象52間的這種相似性。因此一對(duì)圖象50和52的單一運(yùn)動(dòng)矢量被確定，而且一對(duì)圖象52和54的另一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量也將被確定，在第二個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量確定中對(duì)于對(duì)52和54，運(yùn)行的本發(fā)明是適當(dāng)?shù)摹?br> 在對(duì)50、52其后，對(duì)于出現(xiàn)的新圖象對(duì)52、54，所進(jìn)行的方式是不同的。在這一對(duì)中，這第一個(gè)圖象52也是先前一對(duì)圖象的第2個(gè)，其運(yùn)動(dòng)部分相對(duì)于第一圖象50已經(jīng)確定了。
圖4表示在圖象53中檢驗(yàn)過(guò)程中的一部分R。由先前圖象51的多個(gè)部分組成的一組5和上面部分R相聯(lián)系。這個(gè)組包括部分E，它與被檢驗(yàn)的部分R在圖象中占有相同的位置。同樣8個(gè)鄰接的部分圍繞著部分E。
現(xiàn)在，不考慮對(duì)于元素R幅度小于或等于±6象素的所有運(yùn)動(dòng)矢量的可能，那也就是說(shuō)曾經(jīng)是169個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，僅僅考慮對(duì)應(yīng)小組5的9個(gè)部分的9個(gè)矢量，這些矢量在圖象51的檢測(cè)過(guò)程中得到確定。圖象51和先前的50、52圖象對(duì)相關(guān)聯(lián)。
這9個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量導(dǎo)致部分R和占據(jù)如此位置的9個(gè)部分(未表現(xiàn))間的比較，這些位置如果他們每一個(gè)沿著上述9個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量位移，他們將和部分R重合。在這些比較的過(guò)程中利用了圖象52、53、54間的差的半和，正象在圖象50、51、52情形一樣僅僅比較的數(shù)不同，在很大程度上可以使用相同的硬件或軟件裝置。這呈現(xiàn)出圖5所示的裝置，該裝置允許本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)估算而且包含兩套類似的單元。
第一套29、57、58、49、61和在前序中敘及過(guò)的文件論述的現(xiàn)有技術(shù)的裝置是相同的。在輸入端，空間濾波器29確保一個(gè)適當(dāng)?shù)挠柘纫灰粸V波，兩個(gè)延遲元件57和58，每一個(gè)起延遲20毫秒的作用，這就是說(shuō)，等于兩個(gè)原圖象間的時(shí)間。50、51、52這三個(gè)連接線在相同的時(shí)刻傳送關(guān)于對(duì)應(yīng)相繼圖象部分的信息(這些連接線的參考符號(hào)和圖3中分別對(duì)應(yīng)的圖象是相同的)。對(duì)于幀間相關(guān)的單元49實(shí)現(xiàn)函數(shù)C的計(jì)算。C表示圖象部分間的差。
C ( V ) =ε 〔I ( P j , E i ) -I ( P j - V, F i - 1 ) + I ( P j + V , F i + 1 )2〕2]]>j＝1，……N此處-V是假定的可能的矢量的序數(shù);
-N是一個(gè)圖象部分的象素?cái)?shù)目;
-I(Pj，F(xiàn)i)是場(chǎng)(field)Fi的象素Pj的亮度;
-Pj±V是按照對(duì)應(yīng)的矢量的量相對(duì)于Pj的象素編置。
單元61記錄所有的C(V)的值，該值是由單元49所確定的，而且表示他是最小的。
按照本發(fā)明，該裝置補(bǔ)充了另外部件，這個(gè)部件包含兩個(gè)延遲單元55、56，以使用于同時(shí)處理圖3中的5個(gè)圖象，分別對(duì)應(yīng)單元49、61的第2套單元48、60。當(dāng)48、60這套處理圖象52、53、54的一些部分時(shí)，49、61這一套處理圖象50、51、52的一些部分。圖象50-52，圖象52-54兩組結(jié)果被分別加到輸出連線62、63。
單元59由一些延遲元件所組成，單元59的原理將在此后參照?qǐng)D7更詳細(xì)地解釋。它允許同時(shí)表現(xiàn)圖4的組5的成分的9個(gè)矢量，并且能夠由此供給單元48。單元48與單元49的區(qū)別在于，它考慮僅僅9個(gè)矢量，單元59提供這些矢量給它而沒(méi)有考慮所有的可能的矢量(見圖2)。
兩單元49、48一個(gè)在另一個(gè)后面工作，是因?yàn)闉榱斯ぷ饕粋€(gè)需要另外一個(gè)的結(jié)果。
對(duì)于兩個(gè)相繼的圖象對(duì)，對(duì)于第一個(gè)圖象對(duì)的每個(gè)圖象部分有25個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量要比較，而對(duì)于第二個(gè)圖象對(duì)，有9個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量要比較，總共是34個(gè)比較，而在現(xiàn)有技術(shù)中，有2×25＝50個(gè)比較。這增益是顯著的而且允許用給定性能的一個(gè)設(shè)備，例如處理較大的最大值幅度的運(yùn)動(dòng)矢量。當(dāng)最大值幅度增加，由本發(fā)明貢獻(xiàn)的增益恰恰趨于2。
這個(gè)裝置能很好地工作是由于下列的原因讓我們考慮圖4中包含有方塊E和鄰接方塊的9個(gè)方塊的小組。如果這個(gè)圖象包含一個(gè)物體4，該物體比這個(gè)小組大而且還覆蓋著它這個(gè)物體在一個(gè)單一的塊內(nèi)移動(dòng)，對(duì)應(yīng)該9個(gè)部分的所有運(yùn)動(dòng)是相同的，如果在以后的圖象中物體4繼續(xù)覆蓋方塊R而且運(yùn)動(dòng)沒(méi)有變化，對(duì)應(yīng)于方塊R的運(yùn)動(dòng)也是相同的。對(duì)應(yīng)圖53的部分R的運(yùn)動(dòng)與對(duì)應(yīng)于圖51的9個(gè)方塊的任何一個(gè)，例如，中心方塊，是相等的。這種情形是很經(jīng)常的。
它也可以是這樣的，在一個(gè)不動(dòng)的背景前一個(gè)小物體移動(dòng)，例如一個(gè)物體7，它包圍方塊H，它具有座標(biāo)X、Y的運(yùn)動(dòng)VH。讓我們假設(shè)，首先是X＝0，Y＝16。這僅僅是一種教學(xué)示例，但它的分析是很簡(jiǎn)單的。在40毫秒的一個(gè)周期后，這個(gè)物體維持相同的運(yùn)動(dòng)，已經(jīng)升高了16個(gè)象素，它覆蓋著圖53的方塊R，方塊R的運(yùn)動(dòng)繪出了一清晰度，由相當(dāng)于圖象51的方塊N所表示(術(shù)語(yǔ)“方塊的運(yùn)動(dòng)”必須理解為“占據(jù)該方塊的物體的運(yùn)動(dòng)”)。
如果，用一更加一般的方法，這個(gè)運(yùn)動(dòng)例如是，X＝0，Y＝4，必須有4倍的40毫秒以便物體5將升高一個(gè)方格，當(dāng)它僅占有方塊R的一個(gè)很小的表面時(shí)，這里的背景例如是不動(dòng)的，方塊R的運(yùn)動(dòng)是零，它就是圖象51的方塊E。當(dāng)這個(gè)物體占據(jù)圖象53的方塊R的中等比例面積時(shí)，這可能是沒(méi)有適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)矢量，那么對(duì)這一方塊做一變化，改為“20毫秒”方式，從這個(gè)物體占據(jù)方塊R的一個(gè)很主要表面的時(shí)刻開始，對(duì)這一方塊的運(yùn)動(dòng)變成物體7，即該圖象的方塊N(假設(shè)物體是夠大同時(shí)包圍兩個(gè)方塊)。
因此已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種方法，它能夠在大多數(shù)情況下，確定相應(yīng)于與先前圖象部分相關(guān)的一個(gè)圖象部分的運(yùn)動(dòng)，其數(shù)據(jù)是已經(jīng)確定了的。當(dāng)同意在“40毫秒”方式中考慮的最大的矢量比16象素/40毫秒小時(shí)，一個(gè)物體，在40毫秒內(nèi)，不能來(lái)自于比鄰接方塊要更遠(yuǎn)的方塊。因此在圖象51中考慮多于9個(gè)方塊是不必要的。
在圖象52-54中運(yùn)動(dòng)矢量的確定產(chǎn)生于一求極小值過(guò)程。因此從那些可能的運(yùn)動(dòng)中找出概率最大的運(yùn)動(dòng)。證實(shí)由此出現(xiàn)的解碼圖象是最好的一個(gè)是更加必要的。
為了這一目的，提供了一個(gè)裝置用以在接收時(shí)完成解碼模擬的解碼并通過(guò)比較解碼的圖象和原圖象，來(lái)確定在處理過(guò)程具有以前敘述過(guò)的確定的運(yùn)動(dòng)矢量的第二對(duì)圖象的這部分質(zhì)量等級(jí)。這些裝置簡(jiǎn)單地包括選擇控制電路31，31處理52-54圖象的這些部分根據(jù)本發(fā)明確定的它們的運(yùn)動(dòng)矢量，完全是用我們公知的處理50-52圖象的這些部分的相同的方法。
然而，本發(fā)明也允許具有減少數(shù)字能量的諸如第二對(duì)圖象52、54的速度矢量的傳輸性能，而且獨(dú)立地發(fā)生在這樣的情況，就是使用或者不使用本發(fā)明運(yùn)動(dòng)估算器。
所需求的數(shù)字能量的計(jì)算現(xiàn)在將解釋，為了去填80毫秒的每一個(gè)間隔，80毫秒作為一個(gè)整體來(lái)處理，在此僅有5個(gè)可能的情形。
1.具有一個(gè)單一的80毫秒圖象;
2.兩個(gè)“20毫秒”圖象跟在一個(gè)“40毫秒”圖象的后面;
3.一個(gè)“40毫秒”圖象跟在兩個(gè)“20毫秒”圖象的后面;
4.具有兩個(gè)“40毫秒”的圖象;
5.或者具有4個(gè)“20毫秒”的圖象。
對(duì)于80毫秒的每個(gè)間隔，以前曾敘述過(guò)的五種情形中所用情形的清晰度以及與每個(gè)模式相關(guān)的必須發(fā)送給接收機(jī)。所需要的比特?cái)?shù)依賴于可能狀況的數(shù)目，第一種情況，對(duì)應(yīng)著一單一的狀況，他和情形5是相同的。另一方面在2和3的情形，它包含一個(gè)“40毫秒”方式，它還必須傳輸運(yùn)動(dòng)矢量的值。
首先，讓我們假設(shè)，本發(fā)明未實(shí)施，讓我們考慮具有一個(gè)最大值幅度±6象素的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量(在每個(gè)垂直/水平方向上)。這對(duì)應(yīng)著132＝169個(gè)可能矢量，也就是169個(gè)可能的狀況(見圖1)。
在情形4，它必須確定兩個(gè)矢量(每一個(gè)對(duì)應(yīng)兩個(gè)40毫秒周期的一個(gè))這對(duì)應(yīng)169個(gè)第1矢量×169個(gè)第2矢量，也就是1692個(gè)狀況。
對(duì)應(yīng)五種情形的狀況總數(shù)是把每種情形的狀況數(shù)求和。也就是情形11情形2169情形3169情形41692＝28561情形51總數(shù)2890128901個(gè)狀況中的一種狀況可由15比特的方法來(lái)確定。
這些15比特必須為圖象中的每一個(gè)部分重新確定。如果這些部分是16×16個(gè)方塊，在每個(gè)圖象有1440×1152個(gè)象素，這里有6480個(gè)部分。然而，每秒鐘有12.5個(gè)80毫秒的間隔?？偟模?5比特×6480方塊×12.5間隔的通量＝1215000比特/秒將是必要的。這個(gè)通量比起例如在D2MAC數(shù)據(jù)包制式中打算指定的這類信息要高。D2MAC(復(fù)用模擬分量)Packed包(在場(chǎng)返回期間大約1兆比特/秒)。
在此有一個(gè)約定，在現(xiàn)有技術(shù)中限制矢量為+3象素。實(shí)際上，對(duì)每個(gè)方塊有72＝49可能的矢量，而且在總的敘及的五種情形1+49+49+492+1＝2501狀況，這些狀態(tài)可由12比特描述。這個(gè)通量因而是12×6480×12.5＝972000比特/秒，這是可以接受的。然而很遺憾地限制了運(yùn)動(dòng)矢量的幅值，它可用來(lái)確定圖象的質(zhì)量。曾經(jīng)償試過(guò)發(fā)明一種方法傳輸±6象素甚至更大些的運(yùn)動(dòng)矢量，使用一種可行的大約1兆比特/秒的最大值數(shù)字通量。
讓我們假設(shè)，對(duì)所有的圖象已經(jīng)估算了運(yùn)動(dòng)矢量，有或者沒(méi)有根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)動(dòng)估算器，而且選擇控制電路31已經(jīng)對(duì)一個(gè)80毫秒間隔的40毫秒的第二個(gè)周期的一個(gè)圖象部分選擇了40毫秒方式。參照?qǐng)D4，象用前面敘及的類似的設(shè)備裝備起來(lái)的本系統(tǒng)，這些裝置使得80毫秒的間隔的第一周期的一個(gè)圖象的9個(gè)部分5和這個(gè)間隔的第二個(gè)圖象的部分R相聯(lián)系。提供的一些裝置用以比較部分R的運(yùn)動(dòng)矢量與9個(gè)部分5的運(yùn)動(dòng)矢量的每一個(gè)。有了這個(gè)比較就可選擇和尋找完全相同的運(yùn)動(dòng)矢量或者其差值僅小于一個(gè)予選確定的閾值。
如果在一組5的一個(gè)部分的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量和部分R的運(yùn)動(dòng)矢量間存在完全的相同，這就可能為80毫秒間隔的第二個(gè)周期的部分R確認(rèn)40毫秒方式的選擇，而且傳輸對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量的值，不涉及160組可能的座標(biāo)(圖1)，然而相當(dāng)簡(jiǎn)單地表明組5的那一個(gè)元素的比較是正的。因此這里僅僅有9個(gè)可能性，而不是169，這樣數(shù)字通量可以相當(dāng)?shù)販p少。
如果已經(jīng)做出決擇同意尋求僅有的最小差值或小于一個(gè)予先確定的閥值的差值，基于這個(gè)差，然而在方塊R的“真實(shí)”(“true”)和組5(它希望用于它的地方)的方塊的矢量間的可能，對(duì)于部分R，“40毫秒”方式可能不再是最好的方式了。因此，有必要提供這樣的裝置，通過(guò)解碼的圖象與原圖象之間的比較，為每個(gè)檢驗(yàn)的部分確定最理想的模式，該部分有組5中最接近單元R的那個(gè)單元的運(yùn)動(dòng)矢量。
聲明“40毫秒”方式已為80毫秒的一個(gè)間隔的第二相位所采用就意味著前面敘及的第3或第4種情形是可利用的，第3種情形也是可能的，是由于，甚至如果在間隔的第一相位期間對(duì)于元素E已選擇了“20毫秒”方式，和鄰接組5中的E的其他部分的比較仍然可以完成，對(duì)于它的一些部分在第一相位時(shí)已選擇了“40毫秒”方式。
這些裝置再來(lái)一遍，當(dāng)然還有圖2中控制電路31的那些(裝置)，為了部分R，在它們確認(rèn)選擇“40毫秒”方式的情形，象以前一樣發(fā)送運(yùn)動(dòng)矢量的值，表明對(duì)于組5的那些元素的比較是正的。
在沒(méi)有比較是正的情況，它將可能發(fā)送方塊R的運(yùn)動(dòng)矢量靠的是它的座標(biāo)，但是這種方法表現(xiàn)出不可予見的和需要較大的數(shù)字通量的缺點(diǎn)。再次改變到“20毫秒”方式因此既簡(jiǎn)單又滿意。
在已經(jīng)使用了本發(fā)明使用的BMA運(yùn)動(dòng)估算器的情形下，運(yùn)動(dòng)矢量的發(fā)送當(dāng)然是基于該相同的原理，這就是說(shuō)發(fā)送裝置指示第二個(gè)周期，第二周期是已經(jīng)提供了最佳運(yùn)動(dòng)矢量的組5的元素中的一個(gè)。
對(duì)于5種情形的狀況總數(shù)前文已公布過(guò)現(xiàn)在列出情形11情形2169情形3169(或9)情形4169×9情形51(總數(shù))18611861個(gè)狀況中的一個(gè)狀況可由11比特的裝置確定;現(xiàn)在這個(gè)對(duì)應(yīng)891000比特/秒的一個(gè)通量，這個(gè)通量和由D2MAC數(shù)據(jù)包制式提供的容量完全兼容。
打算使用附加的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)允許對(duì)一個(gè)圖象處理的電視接收機(jī)裝備象素存儲(chǔ)器，在這種情形下提供了運(yùn)動(dòng)矢量，這種接收機(jī)也用記錄這些矢量的存儲(chǔ)器裝備。這就導(dǎo)致，在接收機(jī)，使用通常提供的存儲(chǔ)器裝置可能測(cè)定先前圖象的運(yùn)動(dòng)矢量。為了實(shí)行本發(fā)明，唯一的一個(gè)增添的單元是一個(gè)很簡(jiǎn)單的處理器單元，這個(gè)單元是基于在處理過(guò)程中圖象部分的知識(shí)和接收來(lái)自從發(fā)射機(jī)的數(shù)目，指定先前圖象中的9個(gè)部分中的一個(gè)(根據(jù)本說(shuō)明書前文出現(xiàn)過(guò)的)，計(jì)算存儲(chǔ)地址，被指定的部分的運(yùn)動(dòng)矢量位于那個(gè)存儲(chǔ)地址，開始讀它并寫上作為現(xiàn)在部分的運(yùn)動(dòng)矢量。實(shí)際上，用一個(gè)處理器系統(tǒng)裝備的接收機(jī)完成適合于圖象的部分的數(shù)字運(yùn)算，前文涉及的另外一個(gè)單元由軟件裝置提供，作為本領(lǐng)域熟練的人來(lái)說(shuō)構(gòu)成這個(gè)單元是很容易的。
為了進(jìn)一步增加數(shù)據(jù)的通量，傳輸系統(tǒng)進(jìn)一步包括這樣一個(gè)裝置，用于在處理涉及到先前圖象與圖象50、52相關(guān)聯(lián)的圖象51的過(guò)程中，在這組運(yùn)動(dòng)矢量中確定一個(gè)包含運(yùn)動(dòng)矢量的副組，它出現(xiàn)的機(jī)會(huì)最頻繁，該裝置并對(duì)每個(gè)圖象發(fā)送一次該副組所有運(yùn)動(dòng)矢量的特征，因此每個(gè)圖象部分的運(yùn)動(dòng)矢量參照該副組確定之。如果被傳輸?shù)囊粋€(gè)圖象的部分的變化矢量不是該副組中的一個(gè)成分，這個(gè)圖象部分使用第二種方式。
用這種安排，確定第一個(gè)圖象51所必要的數(shù)字通量進(jìn)一步減少。另一方面，它可能是那樣的，組5的一些方塊中的一個(gè)或多個(gè)用圖51(由于它的速度矢量不形成所說(shuō)的副組的部分)中的“20毫秒”方式處理，然而圖53的方塊R本身用“40毫秒”方式處理。雖然，并沒(méi)有放棄本發(fā)明的應(yīng)用，但是尋找組5的那些方塊的一致性是有限制的，組5是用“40毫秒”方式處理的。
這些裝置借助于圖6的電路來(lái)實(shí)施，圖6是圖2DATV編碼器35的一部分。
標(biāo)志0和-1在這個(gè)圖中用來(lái)分別指一個(gè)圖象和前面的圖象。
決定(三種方式的選擇)D(-1)和D(0)，發(fā)自圖2的選擇控制電路，通向連接線22、23。運(yùn)動(dòng)矢量提供到連接線21。
運(yùn)動(dòng)矢量信號(hào)通過(guò)有40毫秒延遲的一個(gè)電路2是為了把同相位的圖象0的每個(gè)矢量和圖象-1的每一個(gè)矢量裝入。一個(gè)電路12接收這個(gè)延遲過(guò)的運(yùn)動(dòng)矢量和一個(gè)來(lái)自三個(gè)通道間的選擇的決定(D-1)，這三個(gè)通道被認(rèn)為是圖象-1。電路12是一個(gè)處理器單元。該單元隨著一個(gè)圖象的完整的描繪，依靠出現(xiàn)的頻率的等級(jí)建立運(yùn)動(dòng)矢量的分類，給一個(gè)單元20提供最頻繁的矢量的副組的描繪。該運(yùn)動(dòng)矢量信號(hào)出現(xiàn)在電路12的輸入端，并且通過(guò)一個(gè)延遲電路14將其傳輸給單元20，電路14對(duì)應(yīng)于完成分類的處理器12所占用的時(shí)間。單元20決定由電路14發(fā)送的運(yùn)動(dòng)矢量是否形成由處理器12傳遞給的副組的一部分。如果不是這種情形，決定D(-1)被可能地改變，為的是利用“20毫秒”通道的選擇。這改變了的最終選擇信號(hào)表示為MD(-1)。如果選擇了“40毫秒”方式(運(yùn)動(dòng)矢量形成了副組的部分)就提供一些對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量V(-1)。由單元12、14、20實(shí)現(xiàn)的選擇是關(guān)于80毫秒的一個(gè)間隔的第一個(gè)“40毫秒”圖象。
通過(guò)電路19，它是為了按照在單元12、20實(shí)行的不同處理的持續(xù)時(shí)間的延遲進(jìn)行補(bǔ)償，運(yùn)動(dòng)矢量傳導(dǎo)給單元24。正象決定MD(-1)和矢量V(-1)一樣，關(guān)于圖象O的決定D(0)，在連接線23，被傳導(dǎo)給單元24。
在圖7更加詳細(xì)地?cái)⑹隽藛卧?4。它最終將決定MD(0)也可能有矢量V(0)供給脈沖形成電路15，電路15在一方面接收每80毫秒周期傳送一次的運(yùn)動(dòng)矢量的副組的描繪，然后對(duì)每一圖象部分決定MD(-1)和MD(0)也可能是兩個(gè)對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量V(0)和V(-1)。單元36是一個(gè)延遲單元，它補(bǔ)償由單元24引入的延遲。
單元15編輯數(shù)據(jù)和提供數(shù)據(jù)給輸出18，根據(jù)在數(shù)字傳輸通道上予定的格式傳輸。
在圖7詳細(xì)描述的電路24接收決定以及-那里適當(dāng)?shù)?在分別與圖象-1和0對(duì)應(yīng)的連接線38，39上的相應(yīng)矢量。標(biāo)注為1BD、2BD和1LBD的單元是貢獻(xiàn)一個(gè)延遲的延遲單元，分別是一個(gè)圖象部分(“塊延遲”)(“blockdelay”)2個(gè)圖象部分和一行的圖象部分(“塊的行延遲”)(“l(fā)ineofblockdelay”)。用其他的話，“1BD”是通過(guò)的時(shí)間，例如，從一部分A至一部分B，“2BD”是從一部分A到一部分C的通過(guò)(時(shí)間)，和“1LBD”是從一部分A到一部分D的通過(guò)(時(shí)間)。借助于圖描述，它的工作，基于適當(dāng)?shù)难舆t，是明顯的，關(guān)于塊5的部分A到I的數(shù)據(jù)是流通的，所有的在相同時(shí)刻，對(duì)連接線它們本身也標(biāo)注A至I。
相同型號(hào)的一個(gè)電路用于圖5的單元59，同時(shí)傳導(dǎo)組5的9個(gè)部分的數(shù)據(jù)給計(jì)算電路48。
在圖7的電路24，每個(gè)標(biāo)注“CP”的單元執(zhí)行比較功能，它是在圖的側(cè)面，在它的兩個(gè)輸入端的運(yùn)動(dòng)矢量的座標(biāo)間的比較。比較的結(jié)果通過(guò)所有的“CP”塊的一個(gè)公共總線到一個(gè)決定單元37，37把修正了的決定MD(0)送到連接線3上。修正的決定MD(0)是為了檢驗(yàn)的圖象(它是，例如圖3中的圖象53)。如果沒(méi)有比較結(jié)果是正的，決定MD(0)是“20毫秒”方式的選擇，否則，確定“40毫秒”方式，運(yùn)動(dòng)矢量用一個(gè)數(shù)字裝置發(fā)送，這個(gè)數(shù)字指定那樣一個(gè)“CP”單元，該單元對(duì)應(yīng)著連線A至I中提供一個(gè)正的比較值的那一連線。
如果被比較的運(yùn)動(dòng)矢量的座標(biāo)間是絕對(duì)的相同，一個(gè)比較可能判定為正。在這種情形，不需要有新的“40毫秒”方式的適應(yīng)的證實(shí)。
比較的判據(jù)可能是被比較的運(yùn)動(dòng)矢量間的差小于一個(gè)預(yù)定的閥值。在這種情形，它仍然必要執(zhí)行一在接收時(shí)解碼模擬的解碼并確定，該決定依靠比較編碼圖象和原圖象，對(duì)檢驗(yàn)過(guò)的部分，選擇最滿意的方式，檢驗(yàn)過(guò)的部分，具有用參照?qǐng)D7敘述的方法檢驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)矢量。這個(gè)決定是有利地借助于單元31作出的，對(duì)于最初的決定D(0)和D(-1)的31已經(jīng)完成編碼圖象和原圖象間的比較。
如果不用前文敘述的統(tǒng)計(jì)方法，來(lái)減少被傳輸?shù)氖噶康臄?shù)目，該矢量是用于傳送“80毫秒”的一個(gè)周期的圖象的第一對(duì)，那么圖6中單元12、14和20消失，決定D(-1)就未經(jīng)校正地傳導(dǎo)給單元24。
假如，此外參照?qǐng)D5敘及的裝置被使用，圖6和圖7的電路變得無(wú)益，由于靠選擇控制電路31所做的第一決定對(duì)于選自9個(gè)的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量聯(lián)系是立即的，就圖象的第二對(duì)而言，圖2的DATV編碼器簡(jiǎn)化為一個(gè)數(shù)據(jù)編輯電路。
權(quán)利要求
1.高清晰電視發(fā)送系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于這些部分的每一個(gè)，利用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一個(gè)視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式能夠被使用，因此，這個(gè)系統(tǒng)用一個(gè)為每一個(gè)圖象部分確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的一個(gè)運(yùn)動(dòng)估算器，和在一個(gè)附加的數(shù)據(jù)通道上發(fā)送數(shù)據(jù)的裝置所裝備，該數(shù)據(jù)確定了所有的運(yùn)動(dòng)矢量，運(yùn)動(dòng)矢量屬于每一個(gè)圖象部分都有一個(gè)矢量被使用的圖象，其特征在于運(yùn)動(dòng)估算器進(jìn)一步包括一些裝置，在有一個(gè)按著發(fā)生的新的圖象對(duì)參加的情況下，和一個(gè)檢驗(yàn)的部分相聯(lián)系的，在這個(gè)新對(duì)的第二個(gè)圖象中，先前圖象的多個(gè)部分的一組，所說(shuō)的組包含著在先前圖象中占據(jù)著與檢驗(yàn)的部分，以及這些鄰接部分相同位置的部分，而且還在于，對(duì)于這些新對(duì)的唯一可能的運(yùn)動(dòng)矢量是那些，為對(duì)應(yīng)聯(lián)系的小組的那些部分的先前圖象部分所確定的。
2.按照權(quán)利要求1所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于提供了一些裝置，這些裝置在接收時(shí)執(zhí)行一解碼模擬的解碼并通過(guò)解碼圖象和原圖象間的比較確定在具有檢驗(yàn)的運(yùn)動(dòng)矢量的處理過(guò)程中第二個(gè)圖象對(duì)的部分的質(zhì)量等級(jí)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于，它用一些裝置所裝備，該裝置發(fā)送這樣的運(yùn)動(dòng)，它為第二對(duì)指示，第二對(duì)是已經(jīng)提供了最佳運(yùn)動(dòng)矢量的前面敘述的小組的元素。
4.高清晰度電視發(fā)送系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于每一個(gè)上面所說(shuō)的部分，從彼此在取樣結(jié)構(gòu)上不同的至少是兩種的視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式中選擇一種，第一種方式使用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)，然而第二種方式，圖象的頻率比第一種方式的高，但是具有較低的空間清晰度，這個(gè)系統(tǒng)因而用與每一個(gè)圖象部分確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的裝置裝備，而且還有裝置為在附加的數(shù)字通道上發(fā)送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為每一個(gè)部分和已經(jīng)選擇了第一種方式的部分的所有運(yùn)動(dòng)矢量確定被選擇的方式，其特征在于，它用一些裝置所裝備，為了在目前已經(jīng)選擇的第一種方式的一個(gè)圖象部分的一檢驗(yàn)過(guò)程中，將這一部分與先前圖象的多個(gè)部分的一組相聯(lián)系。所說(shuō)的小組包含有在先前的圖象中占據(jù)著與檢驗(yàn)的部分以相鄰的部分相同位置的部分，而且還用這樣的裝置裝備，為所說(shuō)的檢驗(yàn)部分檢驗(yàn)為包含在所說(shuō)小組內(nèi)的先前圖象的部分所確定的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，依次(接著)，在沒(méi)有檢驗(yàn)是正值的情形，去啟動(dòng)按照第二種方式進(jìn)行中的部分的處理，接著，在有一個(gè)檢驗(yàn)是正值的情形，去確認(rèn)第一種方式的選擇和發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)條目，它識(shí)別標(biāo)注先前圖象的小組的那一個(gè)元素的檢驗(yàn)是正的。
5.按照權(quán)利要求4所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于如果被比較的運(yùn)動(dòng)矢量的座標(biāo)間是相同的，一個(gè)檢驗(yàn)被判定為正。
6.按照權(quán)利要求4所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于被比較的速度矢量間獲得差值的元素，檢驗(yàn)被判定為正，那些矢量是最小的，或換言之一個(gè)差值低于預(yù)先一一確定的閥值，如果提供的裝置在接收時(shí)去完成一解碼模擬的解碼和通過(guò)解碼圖象和原圖象間的比較為檢驗(yàn)部分確定最滿意的方式，檢驗(yàn)部分具有運(yùn)動(dòng)矢量。而這些運(yùn)動(dòng)矢量通過(guò)比較，確認(rèn)第一種方式可能被選擇。
7.按照權(quán)利要求4至6任何一個(gè)所述的發(fā)送系統(tǒng)，其特征在于它包含這樣的裝置，它在稱之為先前圖象的圖象處理過(guò)程中，在運(yùn)動(dòng)矢量的組中，確定包含在這個(gè)圖象中最頻繁遇到的矢量的一個(gè)副組，還包括這樣的裝置，每個(gè)圖象一次地?cái)?shù)字式地發(fā)送這個(gè)副組的所有矢量的特征，還在于如果稱之為先前的一個(gè)圖象的運(yùn)動(dòng)矢量是副組的一個(gè)元素，第一種方式被用于這個(gè)圖象部分而運(yùn)動(dòng)矢量被確定，參注這個(gè)副組，然而，如果這個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量不是這個(gè)副組的一個(gè)元素，于是使用第二種方式，在這種情形，在為目前已選擇了第一種方式的前面已敘過(guò)的一個(gè)圖象部分的檢驗(yàn)的過(guò)程中，前面已敘過(guò)的先前圖象的部分的組的內(nèi)容被限定為第一種方式使用的部分。
8.為描繪被發(fā)送的圖象的高清晰度電視接收機(jī)，其中發(fā)送的圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于每一個(gè)部分，利用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一種視頻數(shù)據(jù)再現(xiàn)的方式可以使用，對(duì)于用這種方式處理的每一個(gè)圖象部分，這些速度矢量數(shù)據(jù)被接收，這個(gè)接收機(jī)用一些裝置裝備，用以在運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生兩個(gè)相繼接收的兩個(gè)圖象間的一個(gè)中間圖象，特別是，一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器用以記錄運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)，其特征在于進(jìn)一步用一些裝置裝備，用以在一個(gè)第二圖象的一個(gè)部分的產(chǎn)生的過(guò)程中，在一個(gè)接收的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)條目的基礎(chǔ)上，該數(shù)據(jù)條識(shí)別第一圖象的一個(gè)部分的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，施加它到第二個(gè)圖象的部分。
9.高清晰度電視發(fā)送的方法，在該方法中圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于每一部分，利用運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)的一個(gè)視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式可能使用，所說(shuō)的方法包括為每一個(gè)圖象部分確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量的一個(gè)運(yùn)動(dòng)估算，和在一個(gè)附加的數(shù)據(jù)發(fā)送通道上發(fā)送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量被使用的部分確定所有的運(yùn)動(dòng)矢量，其特征在于，運(yùn)動(dòng)估算進(jìn)一步包括在相繼的新圖象對(duì)參加的情況下，在這些新對(duì)的第二個(gè)圖象里，與先前圖象的每個(gè)部分的一個(gè)小組的一個(gè)檢驗(yàn)部分的聯(lián)系，所說(shuō)的組包含這樣的部分，它在先前的圖象里占據(jù)著象檢驗(yàn)部分一樣的相同位置，而且鄰接部分也是這樣，其特征還在于對(duì)于這些新對(duì)，僅僅可能的運(yùn)動(dòng)矢量是那些為對(duì)應(yīng)著與小組聯(lián)系的部分的先前圖象的對(duì)所確定的。
10.高清晰度電視發(fā)送方法，該方法中圖象被劃分為多個(gè)部分，對(duì)于每一個(gè)部分一種視頻數(shù)據(jù)發(fā)送方式從彼此在取樣結(jié)構(gòu)上不同的至少是兩種方式中選擇出來(lái)，第一種方式利用了運(yùn)動(dòng)矢量數(shù)據(jù)，然而在第二種方式中，圖象的頻率比在第一種方式中的高，但是具有一個(gè)低的空間清晰度，所說(shuō)的方法隨后包括對(duì)于每一個(gè)圖象部分的一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，和在一個(gè)附加的數(shù)字通道上發(fā)送數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)為每一個(gè)部分和已經(jīng)選擇了第一種方式的部分的所有運(yùn)動(dòng)矢量確定被選擇的方式，其特征在于所說(shuō)的方法進(jìn)一步包括，對(duì)于目前已經(jīng)選擇了的第一種方式的一個(gè)圖象部分的一個(gè)檢驗(yàn)的過(guò)程中，將這個(gè)部分與先前圖象的多個(gè)部分的一個(gè)小組聯(lián)系，該所說(shuō)的小組在先前的圖象中，占據(jù)著與檢驗(yàn)的部分而且還有相鄰接的部分相同的位置，以及為所說(shuō)檢驗(yàn)部分，檢驗(yàn)為包含在所說(shuō)組中的先前圖象的部分而確定的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)矢量，接下去，在沒(méi)有檢驗(yàn)是正的情形，啟動(dòng)根據(jù)第二種方式進(jìn)行中的部分的處理，并且依次，在只有一個(gè)檢驗(yàn)的結(jié)果是正的情形，確認(rèn)第一種方式的選擇并發(fā)送識(shí)別和標(biāo)注在先前圖象的小組中的檢驗(yàn)是正的元素的一個(gè)數(shù)據(jù)條目。
全文摘要
用于高清晰度電視發(fā)送的一個(gè)運(yùn)動(dòng)估算器包含一個(gè)裝置，在圖象(51)已進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估算后，當(dāng)隨后圖象(53)的運(yùn)動(dòng)要估算時(shí)，它工作。該裝置使圖象(53)中被檢驗(yàn)的一部分(R)和原圖象(51)各部分的一組(5)相聯(lián)系，該組包含的部分在該圖象中占有與檢驗(yàn)過(guò)的部分以及鄰接部分相同的位置，這個(gè)裝置調(diào)查是否被檢測(cè)的9個(gè)運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)對(duì)于所說(shuō)組(5)的9個(gè)部分能夠加到部分(R)。
文檔編號(hào)H04N7/24GK1040722SQ89106350
公開日1990年3月21日 申請(qǐng)日期1989年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月21日
發(fā)明者謨罕默德·雷扎·哈吉里, 菲利普·蓋伊沙德 申請(qǐng)人:菲利浦光燈制造公司