專利名稱：圖像信號(hào)壓縮編碼方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種序列圖像信號(hào)壓縮編碼方法及裝置，具體涉及一種用于壓縮編碼分成場的幀的方法和裝置，在一幀內(nèi)的一場僅利用該場自身數(shù)據(jù)來處理，另一場則利用該幀內(nèi)兩場之間的差分分量來處理。
常規(guī)的圖像信號(hào)壓縮編碼方法按幀為基本單位來進(jìn)行，即，其中僅利用各幀自身信息壓縮編碼每個(gè)幀的幀內(nèi)編碼(I)幀、其中對從時(shí)間上旱于當(dāng)前幀的前面I幀或P幀中檢測的差分分量進(jìn)行壓縮編碼的預(yù)測(P)幀、以及其中對從先前I或P畫面或隨后I或P畫面中檢測的差分分量進(jìn)行壓縮編碼的雙向預(yù)測(B)幀。
如上所述，在常規(guī)的圖像信號(hào)壓縮編碼方法中，輸出數(shù)據(jù)由按幀為基本單位利用幀間信息來組成。然而，盡管這樣的壓縮編碼方法在利用幀間信息來組成輸出數(shù)據(jù)方面有用，但是不能利用幀內(nèi)數(shù)據(jù)信息。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種圖像信號(hào)壓縮編碼方法，用于在一幀內(nèi)對一場僅通過編碼該場本身的數(shù)據(jù)來編碼這個(gè)場，而對另一場則通過編碼該幀內(nèi)兩場之間的差分分量來編碼該場。
本發(fā)明的另二個(gè)目的是提供一種圖像信號(hào)壓縮編碼裝置，用于在一幀內(nèi)對一場僅通過編碼該場本身的數(shù)據(jù)來編碼這個(gè)場，而對另一場則通過編碼該幀內(nèi)兩場之間的差分分量來編碼該場。
因此，為了實(shí)現(xiàn)第一目的，提供了一種圖像信號(hào)壓縮編碼方法，包括下列步驟(a)對由幀組成的輸入序列圖像信號(hào)的一場，僅利用該場本身的數(shù)據(jù)來壓縮編碼這個(gè)場，以及(b)對另一場，則利用該場和前一場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)來壓縮編碼該場。
為了實(shí)現(xiàn)第二目的，提供了一種圖像信號(hào)壓縮編碼裝置，包括預(yù)處理器，用于按原樣輸出由幀組成的輸入序列圖像信號(hào)的一場數(shù)據(jù)，并且輸出另一場和其前一場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)作為另一場數(shù)據(jù)；以及編碼器，用于對預(yù)處理器的輸出進(jìn)行壓縮編碼來產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
通過參照附圖對優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將更加清楚。附圖中


圖1是一般數(shù)字視頻記錄/播放設(shè)備采用的圖像信號(hào)壓縮編碼器的方框圖；圖2示出圖1所示圖像信號(hào)壓縮編碼器的輸出數(shù)據(jù)量；圖3是本發(fā)明的圖像信號(hào)壓縮編碼器的方框圖；圖4示出圖3所示圖像信號(hào)壓縮編碼器的輸出數(shù)據(jù)量；圖5A和5B示出圖3所示圖像信號(hào)壓縮編碼器的輸入數(shù)據(jù)格式。
以下，將參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的圖像信號(hào)壓縮編碼方法和裝置進(jìn)行詳細(xì)的說明。
實(shí)際在數(shù)字記錄/播放設(shè)備中采用壓縮編碼方法時(shí)，為了便于信號(hào)處理，不常使用利用幀間運(yùn)動(dòng)向量的P幀和B幀，而是經(jīng)常只使用基于一幀的I幀。圖1是一般數(shù)字視頻記錄/播放設(shè)備采用的圖像信號(hào)壓縮編碼器的方框圖。
在圖1中，當(dāng)由幀組成的序列圖像信號(hào)輸入離散余弦變換(DCT)處理器102時(shí)，DCT處理器102以DCT塊(8像素×8行)為單位對序列圖像信號(hào)進(jìn)行DCT處理，并將頻域的DCT系數(shù)輸出給量化器104。
量化器104對每幀按照由比特率控制器110輸出的固定比特率調(diào)整的量化步長，來量化和壓縮DCT系數(shù)。變長碼編碼器(VLC)106對量化器104輸出的量化系數(shù)進(jìn)行變長碼編碼，并將變長碼編碼的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖器108中。
圖2示出圖1所示圖像信號(hào)壓縮編碼器的輸出數(shù)據(jù)量。比特率固定為以幀為單位。所以，若基于幀的處理結(jié)果固定為預(yù)定量，一場數(shù)據(jù)是一幀的一半。
于是，在常規(guī)壓縮編碼器中，使用基于運(yùn)動(dòng)矢量的幀間數(shù)據(jù)信息并且圖1所示的一般壓縮編碼器根本沒有使用幀內(nèi)數(shù)據(jù)信息。
圖3是本發(fā)明的圖像信號(hào)壓縮編碼器的方框圖，其中利用一幀內(nèi)場間的數(shù)據(jù)相關(guān)性來執(zhí)行壓縮編碼。在圖3中，按場為單位輸入由幀組成的序列圖像信號(hào)，場數(shù)據(jù)同時(shí)輸入給場存儲(chǔ)器202和選擇器206的第一輸入端。
減法器204將輸入的場數(shù)據(jù)減去場存儲(chǔ)器202中存儲(chǔ)的先前場數(shù)據(jù)，并將差分分量輸出給選擇器206的第二輸入端。
根據(jù)場識(shí)別信號(hào)，對于一幀的一場(例如，第一場或奇數(shù)場)，選擇器206選擇當(dāng)前輸入給第一輸入端的一場數(shù)據(jù)，并將所選數(shù)據(jù)輸出給DCT處理器208進(jìn)行壓縮編碼。除了處理單位是場不是幀以外，這與圖1所示的壓縮編碼器執(zhí)行的壓縮編碼相同。
而且，按照場識(shí)別信號(hào)，對于一幀的另一場(例如，第二場或偶數(shù)場)，選擇器206將一幀中兩場之間的差分分量輸入給DCT處理器208，以僅對此差分分量進(jìn)行壓縮編碼。
換句話說，DCT處理器208對由選擇器206選擇的數(shù)據(jù)進(jìn)行DCT處理，并將頻域的DCT系數(shù)輸出給量化器210。量化器210對每幀按照由比特率控制器216輸出的固定比特率調(diào)整的量化步長，來量化和壓縮DCT系數(shù)。此時(shí)，若每幀的固定比特率與圖1所示的壓縮編碼器的固定比特率相同，本發(fā)明中使用的量化步長值則比圖1所示的壓縮編碼器使用的量化步長值小。因此，在本發(fā)明中，對一幀所能分配的編碼數(shù)據(jù)量比基于幀壓縮編碼情況中的大。
變長碼編碼器212對量化器210輸出的量化系數(shù)進(jìn)行變長碼編碼，并將變長碼編碼的數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)在緩沖器214中。比特率控制器216調(diào)整量化步長的大小，以使在緩沖器214中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的比特率不超過每幀的固定比特率。
這里，場存儲(chǔ)器202、減法器204和選擇器206可被表示為一個(gè)預(yù)處理器。而且，圖3所示的其它部分，包括DCT處理器、一直到比特率控制器208-216等等，可被表示為一個(gè)編碼器。此處所述僅為示范性實(shí)施例，當(dāng)然還可以有其它的應(yīng)用實(shí)例。
而且，在由圖3所示本發(fā)明結(jié)構(gòu)的壓縮編碼的一幀的輸出數(shù)據(jù)總量與圖2所示一幀的數(shù)據(jù)總量相等的條件下，由于其中只有場間差分分量被壓縮編碼的場數(shù)據(jù)較小，可以獲得另一場中處理的大量比特。因此，同現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠處理更多的輸入數(shù)據(jù)，得到更好的畫面質(zhì)量。
換句話說，如圖4所示，其中只處理自身數(shù)據(jù)的場的比特量(標(biāo)識(shí)為I場數(shù)據(jù))，大于其中處理場間差分分量的場的比特量(標(biāo)識(shí)為P場數(shù)據(jù))。
圖5A和5B示出本發(fā)明的圖像信號(hào)壓縮編碼器的輸入數(shù)據(jù)格式。圖5A示出由幀組成的圖像，圖5B示出分成場的輸入數(shù)據(jù)格式。
按照本發(fā)明的圖像信號(hào)壓縮編碼方法，如果按場為單位輸入由幀組成的序列圖像信號(hào)，則根據(jù)輸入的由幀組成的序列圖像信號(hào)的性質(zhì)，這樣壓縮圖像信號(hào)，使得一場僅利用該場自身數(shù)據(jù)來壓縮編碼，另一場則利用該場和先前場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)(不考慮運(yùn)動(dòng)矢量)來壓縮編碼。以這種方法，能夠大大降低后一場的輸出數(shù)據(jù)量，增加前一場的輸出數(shù)據(jù)量。
如上所述，按照本發(fā)明，按場為單位進(jìn)行壓縮編碼，以使一幀內(nèi)一場僅利用該場自身數(shù)據(jù)來壓縮編碼，另一場則利用兩場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)來壓縮編碼，從而能夠提高被處理圖像信號(hào)的分辨率。
權(quán)利要求
1．一種圖像信號(hào)壓縮編碼方法，包括下列步驟(a)對由幀組成的輸入序列圖像信號(hào)的一場，僅利用該場本身的數(shù)據(jù)來壓縮編碼這個(gè)場，以及(b)對另一場，則利用此場和前一場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)來壓縮編碼該場。
2．如權(quán)利要求1所述的圖像信號(hào)壓縮方法，還包括下列步驟(c)將由幀組成的所述序列圖像信號(hào)劃分成場單位。
3．一種圖像信號(hào)壓縮編碼方法，包括下列步驟(a)提供通過將由幀組成的輸入序列圖像信號(hào)延遲一場獲得的延遲場數(shù)據(jù)；(b)檢測在所述序列圖像信號(hào)的所述延遲場數(shù)據(jù)和另一場數(shù)據(jù)之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)；(c)按照場識(shí)別信號(hào)，提供從一場數(shù)據(jù)和差分?jǐn)?shù)據(jù)中交替選擇的數(shù)據(jù)；(d)采用預(yù)定壓縮編碼算法編碼所選擇的數(shù)據(jù)。
4．一種圖像信號(hào)壓縮編碼裝置，包括預(yù)處理器，用于按原樣輸出由幀組成的輸入序列圖像信號(hào)的一場數(shù)據(jù)，并且輸出另一場和其前一場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)作為另一場數(shù)據(jù)；以及編碼器，用于對預(yù)處理器的輸出進(jìn)行壓縮編碼來產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)。
5．如權(quán)利要求4所述的圖像信號(hào)壓縮編碼裝置，其中所述的預(yù)處理器包括場存儲(chǔ)器，用于提供通過將輸入序列幀圖像信號(hào)延遲一場獲得的延遲場數(shù)據(jù)檢測器，用于檢測在所述序列圖像信號(hào)的所述延遲場數(shù)據(jù)和另一場數(shù)據(jù)之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)選擇器，用于按照場識(shí)別信號(hào)，有選擇地輸出場數(shù)據(jù)或差分?jǐn)?shù)據(jù)。
6．如權(quán)利要求4所述的圖像信號(hào)壓縮編碼裝置，其中所述的預(yù)處理器還包括劃分器，用于將由幀組成的輸入序列圖像信號(hào)劃分成場單位。
7．如權(quán)利要求5所述的圖像信號(hào)壓縮編碼裝置，其中所述的編碼器包括離散余弦變換(DCT)處理器，用于對所選擇的數(shù)據(jù)執(zhí)行DCT處理并輸出DCT系數(shù)；量化器，用于按照量化步長的大小來量化DCT系數(shù)并輸出量化數(shù)據(jù)；變長碼編碼器，用于對量化數(shù)據(jù)進(jìn)行變長碼編碼并輸出變長碼編碼的數(shù)據(jù)；以及比特率控制器，用于調(diào)整量化步長的大小，以控制變長碼編碼數(shù)據(jù)的比特率近似于對每幀固定的目標(biāo)比特率。
全文摘要
一種序列圖像信號(hào)壓縮編碼方法及裝置,其中如果按場為單位輸入由幀組成的序列圖像信號(hào),則根據(jù)輸入的由幀組成的序列圖像信號(hào)的性質(zhì),這樣壓縮輸入信號(hào),使得一場僅利用該場自身數(shù)據(jù)來壓縮編碼,另一場則利用該場和先前場之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)而不考慮運(yùn)動(dòng)矢量來壓縮編碼。以這種方法,能夠大大降低第二場的輸出數(shù)據(jù)量,增加第一場的輸出數(shù)據(jù)量。
文檔編號(hào)H04N7/30GK1222040SQ98126358
公開日1999年7月7日 申請日期1998年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月29日
發(fā)明者金志鎬, 樸永浚 申請人:三星電子株式會(huì)社