專利名稱：視頻信號(hào)編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行編碼的視頻信號(hào)編碼裝置。
近年來(lái)，已經(jīng)開發(fā)出了壓縮數(shù)字視頻信號(hào)的技術(shù)。然而，為了使壓縮方法標(biāo)準(zhǔn)化，并以硬件(LSI)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓縮算法需要巨量資金和人力，所以正在嘗試對(duì)壓縮算法進(jìn)行較小的改變，以便利用已有的標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)上可得到的視頻設(shè)備，在硬件中實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)，開發(fā)出一種新的視頻信號(hào)編碼裝置。
圖5描述了一種傳統(tǒng)的視頻信號(hào)編碼裝置，它利用對(duì)4∶1∶1取樣進(jìn)行編碼的設(shè)備對(duì)4∶2∶2取樣信號(hào)進(jìn)行編碼。對(duì)4∶1∶1取樣編碼的設(shè)備對(duì)應(yīng)于這樣一種壓縮算法，它利用已有標(biāo)準(zhǔn)和市場(chǎng)上可得到的視頻設(shè)備用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在圖5中，501是視頻信號(hào)輸入端，它輸入數(shù)字視頻信號(hào)，502是有效區(qū)域分塊裝置，它僅把輸入信號(hào)的有效區(qū)域分成塊，并把這些塊輸出到兩個(gè)信道上，503和504是有效區(qū)域編碼器，它對(duì)已輸入的有效區(qū)域中的這些塊進(jìn)行高效編碼。下面簡(jiǎn)單描述一下有效區(qū)域。如果數(shù)字視頻信號(hào)是根據(jù)例如525/60制式傳輸?shù)模瑒t傳輸?shù)男盘?hào)中的視頻信號(hào)的所有區(qū)域由480行主線和3或7.5行伴線組成。這里480行稱為有效區(qū)域，伴線稱為附加區(qū)域。傳統(tǒng)視頻信號(hào)編碼裝置僅處理有效區(qū)域內(nèi)的視頻信號(hào)。如果數(shù)字視頻信號(hào)是根據(jù)例如625/50制式傳輸?shù)?，則傳輸?shù)男盘?hào)中的視頻信號(hào)的所有區(qū)域由576行主線和9行伴線組成。
下面描述這種結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)視頻信號(hào)編碼器的工作情況。
從輸入端501輸入4∶2∶2取樣的數(shù)字視頻信號(hào)。有效區(qū)域分塊裝置502僅把輸入信號(hào)中的有效區(qū)域劃分成宏塊。
在4∶1∶1信號(hào)取樣期間，這些宏塊由四個(gè)在屏幕上以在水平方向連續(xù)分布的亮度信號(hào)的DCT(離散余弦變換)塊以及兩個(gè)分布在屏幕上與四個(gè)亮度信號(hào)的DCT塊相同位置上的色差信號(hào)DCT塊組成。在4∶2∶2信號(hào)取樣期間，這些宏塊由兩個(gè)在屏幕上以在水平方向連續(xù)分布的亮度信號(hào)的DCT塊以及兩個(gè)分布在屏幕上與兩個(gè)亮度信號(hào)的DCT塊相同位置上的色差信號(hào)DCT塊組成。
因此，由于4∶2∶2信號(hào)中每幀的宏塊的數(shù)量是4∶1∶1信號(hào)中的兩倍，因此，可以處理4∶1∶1信號(hào)的有效區(qū)域編碼器適用于圖5所示的兩個(gè)信道。
然而，如上所述，單個(gè)宏塊內(nèi)的DCT塊的數(shù)量在4∶1∶1信號(hào)與4∶2∶2信號(hào)之間是不同的，所以4∶1∶1信號(hào)的有效區(qū)域編碼器503和504不能直接使用。因此，有效區(qū)域分塊裝置502把由空數(shù)據(jù)組成的兩個(gè)DCT塊加到4∶2∶2信號(hào)上，以使4∶2∶2信號(hào)中單個(gè)宏塊中DCT塊的數(shù)量與4∶1∶1信號(hào)中的相同，從而可以對(duì)4∶1∶1信號(hào)利用有效區(qū)域編碼器503和504。
因此，有效區(qū)域分塊裝置502把一幀數(shù)據(jù)劃分成包括所有像素值都相同的空DCT塊的宏塊，并進(jìn)一步把單幀的宏塊劃分成兩個(gè)信道，把這些宏塊輸出到有效區(qū)域編碼器503和504。與在4∶1∶1信號(hào)的輸入中的一樣，有效區(qū)域編碼器503和504對(duì)有效區(qū)域分塊裝置502來(lái)的輸出進(jìn)行編碼。圖6示出了對(duì)4∶2∶2信號(hào)的宏塊進(jìn)行與4∶1∶1信號(hào)相同的編碼而獲得的一列數(shù)據(jù)。
如圖6所示，對(duì)4∶2∶2信號(hào)進(jìn)行編碼主要是利用這樣兩個(gè)區(qū)域，即，一個(gè)是輸入了存儲(chǔ)在六個(gè)區(qū)域0至5中四個(gè)區(qū)域(即區(qū)域0、2、4和5)內(nèi)的交流分量的區(qū)域，這六個(gè)區(qū)域0至5中輸入了對(duì)4∶1∶1信號(hào)進(jìn)行編碼獲得的數(shù)據(jù)，另一個(gè)是輸入了記錄了空DCT塊的區(qū)域1和3內(nèi)存儲(chǔ)的交流分量的區(qū)域。
然而，由于在空DCT數(shù)據(jù)塊中，這些DCT塊中的所有數(shù)據(jù)都具有相同的像素值，因此用這些DCT塊進(jìn)行編碼僅提供了直流值，沒有提供交流值。因而，對(duì)DCT數(shù)據(jù)進(jìn)行VLC(可變長(zhǎng)度編碼)獲得的數(shù)據(jù)僅由直流分量和作為編碼結(jié)束碼的EOB組成。因此，在圖6中，雖然通常把9個(gè)直流位、3個(gè)附加信息位和4個(gè)交流位輸入到保留區(qū)域601和602，但把空DCT塊的9個(gè)直流位、3個(gè)附加信息位和4個(gè)編碼結(jié)束碼(EOB)位輸入到處理4∶2∶2信號(hào)的這些區(qū)域。
要把區(qū)域1和2內(nèi)的交流分量包括在內(nèi)的區(qū)域用于記錄其內(nèi)的不能存儲(chǔ)在其它區(qū)域內(nèi)的交流分量數(shù)據(jù)。
然而，根據(jù)上述方法，對(duì)從已編碼數(shù)據(jù)來(lái)的視頻信號(hào)進(jìn)行解碼，不需要在對(duì)4∶2∶2信號(hào)進(jìn)行編碼期間產(chǎn)生的空DCT塊的直流值和附加信息，因此，編碼數(shù)據(jù)包括了無(wú)用的數(shù)據(jù)，它們沒有被有效地利用。
鑒于這種傳統(tǒng)的問題，本發(fā)明提供一種視頻信號(hào)編碼裝置，它可以更有效地利用編碼數(shù)據(jù)，可以改善出錯(cuò)率。
本發(fā)明第一個(gè)發(fā)明是一種視頻信號(hào)編碼裝置，它包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個(gè)壓縮塊單元包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上的位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)；以及替代裝置，用所述第二壓縮數(shù)據(jù)塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)可以使例如高效地利用所有已編碼的數(shù)據(jù)，并輸入到位于屏幕上相同位置上的多個(gè)像素的相同的塊、亮度和色差信號(hào)上。因而，即使產(chǎn)生錯(cuò)誤，與已有技術(shù)的更多的像素相比，它僅影響這多個(gè)像素，從而本質(zhì)上改善了出錯(cuò)率，減小了對(duì)解碼期間圖像質(zhì)量的不利影響。
本發(fā)明的第二發(fā)明是視頻信號(hào)編碼裝置，它包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成多個(gè)第一塊，把多個(gè)所述第一塊劃分成x(x≥2)個(gè)信道，進(jìn)行輸出；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，第二壓縮塊單元包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和分布在屏幕上位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)，所述第二分塊裝置并把所述多個(gè)第二壓縮塊分成所述x個(gè)信道輸出；以及替代裝置，在每個(gè)x信道中工作，用所述第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)可以例如用多信道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與第一發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明的第三發(fā)明是視頻信號(hào)編碼裝置，它包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生附加壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個(gè)塊單元包括亮度信號(hào)的兩個(gè)像素和分布在屏幕上與所述兩個(gè)像素相同位置的色差信號(hào)的兩個(gè)像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)輸入例如相同的塊以及分布在屏幕上相同位置上的兩個(gè)像素的亮度和色差信號(hào)。因而，即使發(fā)生錯(cuò)誤，與已有技術(shù)更多的像素相比，它僅影響到這兩個(gè)像素，從而本質(zhì)上改善了出錯(cuò)率，減小了解碼期間對(duì)圖像質(zhì)量的不利影響。
本發(fā)明的第四發(fā)明是視頻信號(hào)編碼裝置，它包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)具為6位；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二塊單元，每個(gè)第二塊單元包括亮度信號(hào)的兩個(gè)像素和分布在屏幕上與所述兩像素相同位置上的色差信號(hào)的兩個(gè)像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊中的亮度信號(hào)的兩個(gè)像素的12位替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)，而用所述第二壓縮塊中的色差信號(hào)的兩個(gè)像素的12位替代另一區(qū)域中同一所述第一壓縮塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)也提供例如與第三發(fā)明相同的效果，并最初時(shí)把8位數(shù)據(jù)壓縮到6位獲得增加區(qū)域的圖像，從而盡管進(jìn)行了解碼仍能保持高質(zhì)量的圖像。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的在分布在屏幕上相同位置上的兩個(gè)像素的亮度信號(hào)與色差信號(hào)；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的高效編碼的視頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解釋圖；圖5是傳統(tǒng)的例子的框圖；圖6是傳統(tǒng)例子的解釋圖。
參考號(hào)解釋101、201、501視頻信號(hào)輸入端102、202分割器103、203、502有效區(qū)域分塊裝置104、204、205、503、504有效區(qū)域編碼器105、206附加區(qū)域編碼器106、207附加區(qū)域分塊裝置
107、208替代裝置(實(shí)施例1)下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例1。
圖1描述本發(fā)明的實(shí)施例1。參考號(hào)101表示視頻信號(hào)輸入端，它輸入視頻信號(hào)，102是分割器，把輸入視頻信號(hào)劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域。103是有效區(qū)域分塊裝置，對(duì)傳統(tǒng)視頻信號(hào)記錄裝置在其上可以記錄數(shù)據(jù)的輸入視頻信號(hào)的有效區(qū)域進(jìn)行分塊，104是有效區(qū)域編碼器，對(duì)分塊后的有效區(qū)域進(jìn)行高效編碼，105是附加區(qū)域編碼器，對(duì)與有效區(qū)域不同的視頻信號(hào)附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼，106是附加區(qū)域分塊裝置，對(duì)高效編碼的附加區(qū)域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，107是替代裝置，用附加區(qū)域的塊中的數(shù)據(jù)替代有效塊中的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二區(qū)域?qū)?yīng)于有效區(qū)域和附加區(qū)域。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一分塊裝置和第一壓縮裝置分別對(duì)應(yīng)于有效區(qū)域分塊裝置103和有效區(qū)域編碼器104。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二分塊裝置和第二壓縮裝置分別對(duì)應(yīng)于附加區(qū)域分塊裝置106和附加區(qū)域編碼器105。
下面描述上述配置的視頻信號(hào)編碼裝置的工作情況。
分割器102把視頻信號(hào)輸入端101輸入的數(shù)字視頻信號(hào)劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域的像素。有效區(qū)域分塊裝置103對(duì)有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，并用有效區(qū)域編碼器104對(duì)它進(jìn)行高效編碼(例如利用DCT)，然后輸出到替代裝置107。附加區(qū)域編裝置105對(duì)附加區(qū)域的像素進(jìn)行高效編碼(例如利用非線性量化)，用附加區(qū)域分塊裝置106進(jìn)行分塊，然后輸出到替代裝置107。替代裝置107用附加區(qū)域分塊裝置106輸出的附加區(qū)域塊內(nèi)的數(shù)據(jù)替代包括在有效區(qū)域編碼器104進(jìn)行有高效編碼的有效區(qū)域塊內(nèi)的并與在解碼已編碼的有效區(qū)域(未示出)期間要求的數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。
如上所述，本發(fā)明的視頻信號(hào)編碼裝置用附加區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)替代了有效塊中的數(shù)據(jù)。因此，如果例如把編碼4∶1∶1信號(hào)的設(shè)備用于編碼4∶2∶2的信號(hào)，傳統(tǒng)上包括在編碼數(shù)據(jù)中的無(wú)用數(shù)據(jù)被附加區(qū)域中的像素的數(shù)據(jù)替代，從而高效地利用所有已編碼數(shù)據(jù)。無(wú)用的數(shù)據(jù)是指對(duì)已編碼的有效區(qū)域進(jìn)行解碼所要求的那些數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。
因此，傳統(tǒng)僅處理有效區(qū)域的編碼裝置可以僅記錄數(shù)字視頻信號(hào)的有效區(qū)域中的行(例如480行)，但根據(jù)該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可以記錄特定制式(例如在525/60制式的情況下為487.5行)規(guī)定的數(shù)字視頻信號(hào)的所有區(qū)域中的多行。
即，根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置在附加區(qū)域(即在傳統(tǒng)編碼裝置中為無(wú)用的區(qū)域)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，從而增加可以記錄的行數(shù)。因此，與制式一致的所有有效行都可以記錄，而不需要生產(chǎn)新的編碼裝置。
根據(jù)本發(fā)明，對(duì)不是4∶2∶2信號(hào)的信號(hào)也可以提供相似的效果。
根據(jù)本發(fā)明，附加區(qū)域的塊數(shù)必須小于或等于有效區(qū)域的塊數(shù)。
(實(shí)施例2)下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例2。
圖2描述了本發(fā)明的實(shí)施例2。參照號(hào)201表示視頻信號(hào)輸入端，它輸入視頻信號(hào)，202是分割器，分割視頻信號(hào)，203是有效區(qū)域分塊裝置，對(duì)傳統(tǒng)視頻信號(hào)記錄裝置可以記錄數(shù)據(jù)的輸入視頻信號(hào)的有效區(qū)域進(jìn)行分塊，204和205是有效區(qū)域編碼器，對(duì)分塊的有效區(qū)域進(jìn)行高效編碼，206是附加區(qū)域編碼器，對(duì)視頻信號(hào)的附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼，207是附加區(qū)域分塊裝置，對(duì)高效編碼的附加區(qū)域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，208是替代裝置，用附加區(qū)域塊中的數(shù)據(jù)替代有效塊中的數(shù)據(jù)。
下面描述上述結(jié)構(gòu)的視頻信號(hào)編碼裝置的工作情況。
分割器202把視頻信號(hào)輸入端201輸入的視頻信號(hào)劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域像素。與實(shí)施例1一樣，用有效區(qū)域分塊裝置203對(duì)有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，但根據(jù)發(fā)明，把分塊數(shù)據(jù)劃分成兩個(gè)信道，并輸入到有效區(qū)域編碼器204和205，其中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效編碼(例如利用DCT)，然后輸入到替代裝置208。由附加區(qū)域編碼器206對(duì)附加區(qū)域的像素進(jìn)行高效編碼(例如利用非線性量化)，由附加區(qū)域分塊裝置207進(jìn)行分塊，然后輸出到替代裝置208，替代裝置208用附加區(qū)域塊中的數(shù)據(jù)替代包括在高效編碼的有效區(qū)域的塊內(nèi)的與解碼已編碼有效區(qū)域所要求的數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實(shí)施例，把有效區(qū)域的塊輸出通過兩個(gè)信道。有效區(qū)域編碼器204和205輸出的塊中的數(shù)據(jù)在根據(jù)預(yù)定過程劃分成兩個(gè)信道后替換附加區(qū)域的塊。該過程必須僅對(duì)應(yīng)于用于解碼(未示出)后續(xù)圖像輸出的過程，劃分成兩個(gè)信道的過程可以是任意的；例如可以在任一時(shí)刻把單塊或多塊進(jìn)行劃分。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的視頻信號(hào)編碼裝置可以實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1相同的效果，即使使用了多信道結(jié)構(gòu)，并可應(yīng)用于利用多個(gè)傳統(tǒng)的編碼視頻的的裝置對(duì)高比特率信號(hào)進(jìn)行編碼。
根據(jù)本實(shí)施例的信道劃分可以擴(kuò)展到包括三個(gè)或多個(gè)信道的多信道結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明每個(gè)信道的附加區(qū)域的塊數(shù)必須僅小于或等于有效區(qū)域的塊數(shù)。
(實(shí)施例3)
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例3。
本發(fā)明的視頻信號(hào)編碼裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示的相同。下面參照?qǐng)D1進(jìn)行描述。與實(shí)施例1相同，分割器102把視頻信號(hào)輸入端101輸入的4∶2∶2取樣的視頻信號(hào)劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域像素。與實(shí)施例1相同，有效區(qū)域分塊裝置103對(duì)有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，由有效區(qū)域編碼器104進(jìn)行高效編碼，然后輸出到替代裝置107。在附加區(qū)域編碼器105內(nèi)對(duì)附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼，并輸出到附加區(qū)域分塊裝置106。由于根據(jù)本實(shí)施例，輸入信號(hào)具有4∶2∶2取樣，因此，如圖3所示，附加區(qū)域分塊裝置106形成亮度信號(hào)(Y信號(hào))的兩個(gè)像素(Vpix0,Cpix1)、與屏幕上的上述兩個(gè)像素位置相同的像素的色差信號(hào)Cb的一個(gè)像素(Cpix2)，以及分布位置相同的像素的色差信號(hào)Cr的一個(gè)像素(Vpix4)中的單個(gè)塊，然后把該塊輸出到替代裝置107。該單個(gè)塊對(duì)應(yīng)于下述的圖4中的數(shù)據(jù)塊401a和402a。替代裝置107用附加區(qū)域分塊裝置106輸出的附加區(qū)域塊內(nèi)的數(shù)據(jù)替代包括在有效區(qū)域編碼器104高效編碼的有效區(qū)域塊中的、并與對(duì)已編碼的有效區(qū)域進(jìn)行解碼(未示出)期間要求的數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。在圖4中，不想要的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于替代之前的區(qū)域401和402中記錄的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，第二塊對(duì)應(yīng)于附加區(qū)域分塊裝置106輸出的一個(gè)塊。
除了效果與實(shí)施例1相同之外，根據(jù)本發(fā)明的視頻信號(hào)編碼裝置還提供了下面的效果。
如上所述，把亮度信號(hào)的兩個(gè)像素(Cpix0,Cpix1)、在屏幕上分布位置與上述兩個(gè)像素相同的像素的色差信號(hào)Cb的一個(gè)像素(Cpix2)以及分布位置相同的色差信號(hào)Cr的一個(gè)像素(Cpix3)(見圖3)輸入到同一塊中(即由區(qū)域0至5組成的數(shù)據(jù)記錄區(qū)，圖示在圖4中)。因此，如果發(fā)生差錯(cuò)，為了防止對(duì)一個(gè)記錄塊進(jìn)行解碼，根據(jù)本發(fā)明，與已有技術(shù)的多個(gè)像素相比，它僅影響兩個(gè)像素，從而從本質(zhì)上改善了出錯(cuò)率，減小了解碼期間對(duì)圖像質(zhì)量的不利影響。不能解碼的像素可以通過用前一幀中相同位置上的像素來(lái)替代它，并在屏幕上顯示，從而方便地進(jìn)行內(nèi)插。根據(jù)本發(fā)明，第一塊對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)記錄區(qū)，由圖4所示的區(qū)域0至5組成。
下面進(jìn)一步解釋產(chǎn)生這種差異的原因。例如，考慮這樣的結(jié)構(gòu)，在相同的數(shù)據(jù)記錄區(qū)中沒有記錄亮度信號(hào)的兩個(gè)像素(Cpix0,Cpix1)、在屏幕上的分布位置與上述兩像素相同的色差信號(hào)Cb的一個(gè)像素(Cpix1)以及分布位置相同的色差信號(hào)Cr的一個(gè)像素(Cpix3)。在這種情況下，例如，如果在相同的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域上記錄了在屏幕上分布在不同位置上的像素的色差信號(hào)Cb和Cr，則記錄媒體(例如磁帶)表面上的瑕疵或灰塵可以出現(xiàn)錯(cuò)誤，阻礙對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)記錄區(qū)的整體進(jìn)行解碼，從而影響不同位置上的所有像素。
根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)利用實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)還可以對(duì)包括兩個(gè)或多個(gè)信道的多信道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效果。
根據(jù)本發(fā)明，附加區(qū)域的塊數(shù)必須小于或等于有效區(qū)域的塊數(shù)。
(實(shí)施例4)下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例4。
本視頻信號(hào)編碼裝置的結(jié)構(gòu)與圖2所示的相同。下面對(duì)照?qǐng)D2描述。與實(shí)施例2中一樣，分割器202把視頻信號(hào)輸入端201輸入的4∶2∶2取樣的視頻信號(hào)分成有效和附加區(qū)域像素。與實(shí)施例2中一樣，有效區(qū)域分塊裝置203對(duì)有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，由有效區(qū)域編碼器204和205進(jìn)行高效編碼，然后輸出到替代裝置208。在附加區(qū)域編碼器206中通過例如非線性量化對(duì)每個(gè)像素進(jìn)行編碼，使其碼長(zhǎng)度為6位，并輸出到附加區(qū)域分塊裝置207。
如圖3所示，與實(shí)施例3中一樣，附加區(qū)域分塊裝置207形成亮度信號(hào)(Y信號(hào))的兩個(gè)像素(Cpix0,Cpix1)、在屏幕上的分布位置與上述兩個(gè)像素相同的像素的色差信號(hào)Cb的一個(gè)像素(Cpix2)和分布位置相同的像素的色差信號(hào)Cr的一個(gè)像素(Cpix3)的單個(gè)塊，然后把該塊輸出到替代裝置208。該單個(gè)塊對(duì)應(yīng)于圖4中數(shù)據(jù)塊401a和402a。
圖4示出了替代裝置208進(jìn)行的替代方法。替代裝置208用附加區(qū)域的塊中的數(shù)據(jù)替代記錄在圖4中陰影區(qū)401和402的高效編碼的有效區(qū)域的塊中部分?jǐn)?shù)據(jù)。圖4中的陰影區(qū)401和402與傳統(tǒng)例子中描述的保留區(qū)601和602相同，根據(jù)本實(shí)施例，用來(lái)替代附加區(qū)域分塊裝置207輸出的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明第一塊中的預(yù)定區(qū)域和另一區(qū)域?qū)?yīng)于圖4所示的區(qū)域401和402。
根據(jù)本發(fā)明的替代方法用壓縮區(qū)域塊中的亮度信號(hào)的兩個(gè)像素(Cpix0,Xpix1)中的12位來(lái)替代陰影區(qū)域401中的數(shù)據(jù)，而用陰影區(qū)402中的數(shù)據(jù)替代色差信號(hào)的兩個(gè)像素(Cpix2,Cpix3)中的12位(圖4中的數(shù)據(jù)塊402a)。雖然本實(shí)施例把附加區(qū)域分塊裝置207輸出的一個(gè)塊分成兩個(gè)數(shù)據(jù)塊401a和402a，并把這些數(shù)據(jù)塊記錄在不同的區(qū)域401和402，但這兩個(gè)區(qū)域401和402都位于同一數(shù)據(jù)記錄區(qū)中。圖4中要替代的像素唯一地對(duì)應(yīng)于圖3中該塊中的像素。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的視頻信號(hào)編碼裝置提供了第一和第三發(fā)明的效果。此外，通過簡(jiǎn)單地把原8位數(shù)據(jù)壓縮成6位數(shù)據(jù)得到增加區(qū)域的圖像，從而，盡管進(jìn)行了解碼，仍能保持高的圖像質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，附加區(qū)域中的塊數(shù)量必須僅小于或等于有效區(qū)域中的塊數(shù)量，根據(jù)本實(shí)施例，每個(gè)信道的附加區(qū)域中的塊數(shù)量必須僅小于或等于有效區(qū)域中的塊數(shù)量。
雖然，已結(jié)合高效編碼描述了上述實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這一方面，也可以使用非壓縮編碼。在這種情況下，如上所述，單個(gè)像素原包括8位，所以需要4個(gè)字節(jié)的區(qū)域來(lái)記錄4個(gè)像素的數(shù)據(jù)。由于圖4中包括EOB的陰影區(qū)401和402的總和對(duì)應(yīng)于4個(gè)字節(jié)，所以這種情況可以通過把部分交流分量記錄區(qū)用作EOB記錄區(qū)來(lái)處理。
此外，雖然已結(jié)合在編碼之后對(duì)附加區(qū)域進(jìn)行分塊這種結(jié)構(gòu)描述了上述實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這一方面，也可以在分塊之后對(duì)附加區(qū)域進(jìn)行編碼。在這種情況下，視頻信號(hào)編碼裝置包含把輸入視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域的分割裝置、把第一區(qū)域分成第一塊單元的第一分塊裝置、對(duì)第一塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第一壓縮塊的第一壓縮裝置、把第二區(qū)域劃分成包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上分布位置與這些多個(gè)像素相同的像素的色差信號(hào)的第二塊單元、對(duì)第二塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，以輸出這一數(shù)據(jù)作為第二壓縮塊的第二壓縮裝置以及用第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。在這種情況下，圖1和圖2描述的附加區(qū)域編碼器105(或206)和106(或207)倒轉(zhuǎn)設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)提供了與上述相似的效果。
雖然第一實(shí)施例沒有限制可以改善出錯(cuò)率的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以設(shè)置一種結(jié)構(gòu)，其中，如上述實(shí)施例一樣，把分布在屏幕相同位置上的多個(gè)像素的亮度信號(hào)和色差信號(hào)都輸入到同一塊中。在這種情況下，視頻信號(hào)編碼裝置包含把輸入數(shù)字視頻信號(hào)分成第一區(qū)域和第二區(qū)域的分割裝置、把第一區(qū)域分成第一塊單元的第一分塊裝置、對(duì)第一塊進(jìn)行高效編碼產(chǎn)生第一壓縮塊的第一壓縮裝置、對(duì)第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)的第二壓縮裝置、把第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成每個(gè)包括多個(gè)信號(hào)的亮度信號(hào)和在屏幕上的分布位置與這些多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)的第二塊單元的第二分塊裝置以及用第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)的替代裝置。因而，即使發(fā)生了錯(cuò)誤，它也僅影響這多個(gè)像素，從而本質(zhì)上改善了出錯(cuò)率，減小在解碼期間對(duì)圖像質(zhì)量的不利影響。
雖然第二實(shí)施例沒有限制可以改善出錯(cuò)率的結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)然也可以設(shè)置一種結(jié)構(gòu)，其中如上述實(shí)施例一樣，把分布在屏幕上相同位置上的多個(gè)像素的亮度和色差信號(hào)輸入到同一塊中。在這種情況下，視頻信號(hào)編碼裝置包含把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域的分割裝置、把第一區(qū)域劃分成多個(gè)第一塊并把多個(gè)塊分成(x)(x≥2)個(gè)信道輸出的第一分塊裝置、對(duì)第一塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第一壓縮塊的第一壓縮裝置、對(duì)第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)的第二壓縮裝置、把第二壓縮數(shù)據(jù)塊劃分成包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上的分布位置與這多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)的第二壓縮塊單元，并把多個(gè)第二壓縮數(shù)據(jù)塊分成(x)個(gè)信道輸出的第二分塊裝置、以及在(x)個(gè)信道的每個(gè)信道中用第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)的替代裝置。因而，如果使用了多信道結(jié)構(gòu)，即使出現(xiàn)了錯(cuò)誤，它也僅影響這多個(gè)像素，因而本質(zhì)上改善了出錯(cuò)率，減小了解碼期間對(duì)圖像質(zhì)量的不利影響。
此外，雖然已結(jié)合有效和附加區(qū)域描述了上述實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這方面，也可以把其它區(qū)域用作第一和第二區(qū)域。
如上所述，根據(jù)上述實(shí)施例，如果例如把對(duì)4∶1∶1信號(hào)進(jìn)行編碼的設(shè)備用來(lái)對(duì)4∶2∶2信號(hào)進(jìn)行編碼，則替代編碼數(shù)據(jù)的裝置能用在解碼期間使用的附加區(qū)域的像素替代一般出現(xiàn)在已編碼數(shù)據(jù)中的對(duì)已編碼的有效區(qū)域的解碼沒有用的無(wú)用數(shù)據(jù)。即，可以高效地使用所有編碼數(shù)據(jù)，并且，如果傳統(tǒng)的有效區(qū)域編碼器可以記錄的有效區(qū)域的行數(shù)小于特定制式中規(guī)定的，則根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置可以增加記錄的有效行數(shù)，從而使該制式中規(guī)定的所有有效行都被記錄，而不需要生產(chǎn)新的編碼器。
如從上述描述中顯然，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能更有效地利用編碼數(shù)據(jù)，改善出錯(cuò)率。
權(quán)利要求
1.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個(gè)壓縮塊單元包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上的位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)；以及替代裝置，用所述第二壓縮數(shù)據(jù)塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
2.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成多個(gè)第一塊，把多個(gè)所述第一塊劃分成x(x≥2)個(gè)信道，進(jìn)行輸出；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，第二壓縮塊單元包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和分布在屏幕上位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)，所述第二分塊裝置并把所述多個(gè)第二壓縮塊分成所述x個(gè)信道輸出；以及替代裝置，在每個(gè)x信道中工作，用所述第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
3.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生附加壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個(gè)塊單元包括亮度信號(hào)的兩個(gè)像素和分布在屏幕上與所述兩個(gè)像素相同位置的色差信號(hào)的兩個(gè)像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
4.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，每個(gè)數(shù)據(jù)具為6位；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二塊單元，每個(gè)第二塊單元包括亮度信號(hào)的兩個(gè)像素和分布在屏幕上與所述兩像素相同位置上的色差信號(hào)的兩個(gè)像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊中的亮度信號(hào)的兩個(gè)像素的12位替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)，而用所述第二壓縮塊中的色差信號(hào)的兩個(gè)像素的12位替代另一區(qū)域中同一所述第一壓縮塊中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。
5.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二分塊裝置，把所述第二區(qū)域分成每個(gè)包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上的分布位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)的第二塊單元；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，把該數(shù)據(jù)作為第二壓縮塊輸出；以及替代裝置，用所述輸出的第二壓縮塊替代存儲(chǔ)在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
6.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一編碼裝置，對(duì)所述第一塊進(jìn)行編碼產(chǎn)生第一編碼塊；第二編碼裝置，對(duì)所述第二區(qū)域進(jìn)行編碼，產(chǎn)生第二編碼數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二編碼數(shù)據(jù)分成每個(gè)包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上分布位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)的第二編碼塊單元；以及替代裝置，用所述第二編碼數(shù)據(jù)塊替代存儲(chǔ)在同一所述第一編碼塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
7.一種視頻信號(hào)編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，把所述第一塊編碼成第一編碼塊；第二分塊裝置，把所述第二區(qū)域劃分成每個(gè)包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和在屏幕上分布位置與所述多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)的第二編碼塊單元；第二壓縮裝置，對(duì)所述第二塊進(jìn)行編碼，產(chǎn)生第二編碼數(shù)據(jù)，并把它作為第二編碼塊輸出；以及替代裝置，用所述第二編碼塊替代存儲(chǔ)在同一所述第一編碼塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一所述的視頻信號(hào)編碼裝置，其特征在于，如果所述輸入數(shù)字視頻信號(hào)是根據(jù)(1)525/60制式傳輸?shù)?，則所述第一區(qū)域具有480行，而所述第二區(qū)域具有7.5行，如果所述輸入數(shù)字視頻信號(hào)是根據(jù)(2)625/50制式傳輸?shù)?，所述第一區(qū)域具有576行，而所述第二區(qū)域具有9行。
9.如權(quán)利要求1至5中任一所述的視頻信號(hào)編碼裝置，其特征在于，所述第一壓縮裝置進(jìn)行的高效編碼包括變換編碼，第二所述壓縮裝置進(jìn)行的高效編碼是非線性量化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種視頻信號(hào)編碼裝置,包含把輸入數(shù)字視頻信號(hào)劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域的分割器102、把有效區(qū)域劃分成有效塊的有效區(qū)域分塊裝置103、對(duì)有效塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生有效壓縮塊的有效區(qū)編碼器104、對(duì)附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼產(chǎn)生附加壓縮數(shù)據(jù)的附加區(qū)域編碼器105、把附加壓縮數(shù)據(jù)劃分成每個(gè)包括多個(gè)像素的亮度信號(hào)和分布位置與這多個(gè)像素相同的像素的至少一個(gè)色差信號(hào)的附加壓縮塊以及用附加壓縮塊替代預(yù)定位置的相同有效壓縮塊中的數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1218352SQ98122609
公開日1999年6月2日 申請(qǐng)日期1998年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者藤原裕士, 西野正一, 竹內(nèi)誠(chéng)一, 和気一博 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社