專利名稱：具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法及其編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于視頻編碼方法及編碼器，特別是指具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法及編碼器。
一般而言，有二種壓縮型式(1)動畫面壓縮(也稱做移動判斷)，和(2)靜畫面壓縮。一些常用的動畫面壓縮標準包括MPEG-I，MPEG-II，H.261等等。靜畫面壓縮的主流標準為JPEG標準。動畫面壓縮與靜畫面壓縮二者皆使用離散余弦變換(discrete cosin transform，DCT)與可變長度編碼(variable length encoding，VLE)來壓縮資料(即除去空間上多余的資料)與解壓縮資料。
動畫面壓縮使用更進一步使用時間資料來壓縮資料。明確地說，動畫面壓縮采用參考影像先前且/或未來圖框，也稱為B(Bidirectional，雙向)與P(Previous，先前)圖框，的移動判斷技巧?；鞠到y(tǒng)是預(yù)測由圖框至圖框間在時間軸上的移動，接著使用DCT來組織空間軸上多余的資料。
相對地，靜畫面壓縮使用現(xiàn)行圖而不考慮先前圖框。換言之，靜畫面壓縮只使用I圖框(Intra-frame)而不參考B和P圖框。關(guān)于JPEG靜畫面壓縮標準的補充資料請參考Digital equipment公司GregoryWallace于1991年12月投稿至IEEE transactions on ConsumerElectronics上發(fā)表的”The JPEG Still Picture CompressionStandard”文章(在此附上復(fù)本)。
影像的放大(up-scaling)對影像處理一向是重要的，但我們使用不同的架構(gòu)來實現(xiàn)。例如，如果是動畫，我們可將調(diào)整機制合并至移動判斷裝置(motion estimator)。
第1圖所示為現(xiàn)有視頻影像序列的數(shù)字編碼所用的一般結(jié)構(gòu)區(qū)塊及所包含的步驟。特別是視頻影像，由被如數(shù)字相機所擷取的視頻圖框序列10所組成，且被傳送至視頻編碼器12。視頻編碼器12，以圖框接著圖框和宏區(qū)塊接著宏區(qū)塊為基礎(chǔ)，接收數(shù)字資料，并應(yīng)用視頻編碼算法來壓縮視頻資料。在一些應(yīng)用中，視頻編碼算法也可以硬件實現(xiàn)。視頻編碼器12產(chǎn)生一輸出，包括由調(diào)制器16所處理的二元比特流14。調(diào)制器16調(diào)制二元比特流14，且提供適當(dāng)?shù)腻e誤修正。調(diào)制后的二元比特流14接著在適當(dāng)?shù)膫鬏斝诺?8上傳輸，如經(jīng)由無線連結(jié)(如無線電頻率)，有線連結(jié)，或經(jīng)由網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)?？梢阅M形式(如以電話線或經(jīng)由衛(wèi)星)或以數(shù)字形式(如經(jīng)由整體服務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)ISDN或電纜)來做傳輸。所傳輸?shù)亩忍亓?4接著被解調(diào)制器20解調(diào)制，并送至視頻譯碼器22。視頻譯碼器22取解調(diào)制后的二元比特流14，將其轉(zhuǎn)換或譯碼成序列視頻圖框。這些視頻圖框接著被送至可被看到的顯示器26，如電視屏幕或監(jiān)視器。如果傳輸信道18使用模擬形式，則在調(diào)制器16提供數(shù)字至模擬轉(zhuǎn)換器，以將數(shù)字視頻資料轉(zhuǎn)換成模擬形態(tài)以供傳輸，且在解調(diào)制器20提供模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器，以將模擬信號轉(zhuǎn)換回數(shù)字形態(tài)以供譯碼與顯示。
視頻編碼可以許多種方式實施。例如，實際景像或畫面可以相機擷取，并送至視頻編碼的芯片組。此芯片組可以附加卡的方式加至個人計算機(PC)。另一例如，相機可包括執(zhí)行視頻編碼的板上芯片。此板上芯片可以附加卡的方式加至PC，或為分別獨立的視頻電話。又一例如，相機可在PC上，且影像直接送至PC上的處理器來執(zhí)行視頻編碼。
相似地，視頻譯碼器22可以用芯片的方式，并入PC或并入接著至如監(jiān)視器或電視機的顯示單元的視頻盒中。
每個數(shù)字視頻圖框10由x行與y列的像素(也稱做”pels”)所組成。在典型圖框10(請參照第2圖)中，可能有720行與640列的像素。因每個像素包含8位資料(發(fā)光資料)，每個圖框10可能含有超過三兆位的資料(發(fā)光資料)。如果包括色彩資料，每個像素包含高達24位資料，使得此數(shù)目更大。這些大量資料因大部份的應(yīng)用只有有限的儲存能力(即內(nèi)存)和有限的信道頻寬，不適合作數(shù)據(jù)的儲存或傳輸。對應(yīng)此必須儲存或傳輸?shù)拇罅抠Y料，必須提供壓縮來自一圖框10或一序列圖框10的資料的技巧，來提供含有最少量資料的輸出。此壓縮來自連續(xù)視頻圖框的大量資料的過程被稱為視頻壓縮，且在視頻編碼器12中執(zhí)行。
在現(xiàn)有的視頻編碼時，視頻編碼器12會取出每個圖框10，并分割成區(qū)塊。特別是每個圖框10可先被分割成宏區(qū)塊MB，如第2圖所示。每個這些宏區(qū)塊MB可具有如16列和16行的像素。每個宏區(qū)塊MB可被進一步分割成四個區(qū)塊，每個區(qū)塊具有8列和8行的像素。只要每個圖框10被分割成區(qū)塊B，視頻編碼器12便準備好壓縮圖框10中的資料。
第3圖所示為使用于現(xiàn)有視頻編碼器12中，以執(zhí)行視頻壓縮的不同步驟與可能的硬件組件。因每個圖框10含有多個區(qū)塊B，后續(xù)步驟會在區(qū)塊接著區(qū)塊的基礎(chǔ)上處理每個圖框10。
來自每個圖框10的每個區(qū)塊B被送至用以儲存未放大的影像的內(nèi)存42中。分離的放大電路44自內(nèi)存42讀取未放大的影像，放大影像，并將放大后的影像寫回內(nèi)存42。如后文所會描述，DCT區(qū)塊60讀取放大后的影像以做進一步的處理。第5圖會在后文中更進一步說明，其更完整地描述內(nèi)存42，放大電路44，和DCT區(qū)塊60之間的互動。
來自每個圖框10的每個區(qū)塊B也被送至決定區(qū)塊或區(qū)塊組的QP或量化步驟大小數(shù)目的QP決定引擎。此QP數(shù)由分割不同區(qū)塊間圖框的固定位預(yù)算的比率控制機制所決定，且被量化引擎80所使用以實行如下所述的量化。
每個區(qū)塊B現(xiàn)被送至DCT引擎60。各個區(qū)塊的DCT以將最有關(guān)的信息取下至DCT領(lǐng)域中的最低位系數(shù)，來協(xié)助移除空間冗贅。DCT可以用實行每個區(qū)塊B中數(shù)值的似傅立葉變換來完成。DCT產(chǎn)生變換區(qū)塊70，其中零值或低值置于變換區(qū)塊70的最左上角72，且高頻值置于右下角74。
在獲得包含移位區(qū)塊的能量的DCT系數(shù)的區(qū)塊70之后，以量化引擎80執(zhí)行這些區(qū)塊70的量化。量化為在如由2至62的一定范圍內(nèi)變動的段落大小(即預(yù)設(shè)的QP)的均一量化。其以變換區(qū)塊70中每個數(shù)值的分割或定點完成查表運算來實行。例如，區(qū)塊70中每個數(shù)值的量化準位可以由以2QP分割數(shù)值來決定。因此，若QP為10而區(qū)塊70中數(shù)值為100，則此準位用的量化準位等于100除以2QP，即為5。在第1圖中的視頻譯碼器22上，此值用將量化準位(即5)乘上2QP以得到原始值100來重建。所以，量化取有限組數(shù)值并對此組數(shù)值布圖，提供其左上角92含有高量化準位而右下角94包含最零值的量化區(qū)塊90。
然后，量化區(qū)塊90被送至執(zhí)行區(qū)塊90中數(shù)值的之字形掃描的之字形掃描引擎100。掃描方向如第4圖中所示，自含有高量化準位的左上角92開始，經(jīng)過區(qū)塊90中間，至包含最零值的右下角94。之字形掃描產(chǎn)生之字形區(qū)塊110，其中由量化區(qū)塊90來的量化值，被線性地跨越之字形區(qū)塊110而放置。因此，之字形掃描趕上由低向高走的頻率，因而導(dǎo)致之字形區(qū)塊110中零值的長行程。
之字形區(qū)塊110中的值接著被送至執(zhí)行亂度編碼的可變長度編碼引擎120。傳統(tǒng)上，大部份視頻編碼標準使用霍夫曼(Huffman)編碼做亂度編碼。JPEG標準可使用霍夫曼編碼或計算編碼。首先，跟隨著零值行程的非零值編碼為單一”事件”。例如，”400000000000”和”10000000000000”各被編碼成分別的單一事件。然后對這些事件執(zhí)行亂度編碼，以為每個事件產(chǎn)生唯一的二進制代碼。這些二進制代碼可被視頻譯碼器22所辨認，且由視頻譯碼器22譯碼至原始值(即其后跟隨零值行程的非零值)。
因此，現(xiàn)有視頻編碼器12及其運算，如第3圖中所示，利用DCT與量化步驟會產(chǎn)生多個零值行程的事實的優(yōu)點，產(chǎn)生作用以最小化(即壓縮)每個圖框10的輸入?yún)^(qū)塊B上的大量位(請參見第2圖)，至比特流14上最小數(shù)目位。所傳輸?shù)谋忍亓?4由視頻譯碼器22譯碼以反轉(zhuǎn)視頻編碼器12所執(zhí)行的步驟。
因由影像擷取裝置所擷取的影像在許多情況下不同于視頻壓縮器使用的壓縮架構(gòu)所期望的格式，放大是重要而必需的運算。例如，一般輸入裝置，如電荷耦合裝置(charge-coupled device)，或基于CMOS(Complimentary metal oxide semiconductor)的視頻相機與錄像機(Video-cassette recorder，VCR)，所使用的影像格式為國家電視標準委員會(National television standard committee，NTSC)的格式。NTSC格式的視頻格式可為非交錯(non-interlace)顯示模式或進行顯示模式。圖框可具有720×480的大小。在交錯顯示模式中，提供具有圖框的偶數(shù)線的偶數(shù)范圍和具有圖框的奇數(shù)線的奇數(shù)范圍。偶數(shù)范圍和奇數(shù)范圍可各具有720×240的大小。
相對地，普通中間格式(common intermediate format，CIF)壓縮架構(gòu)期望影像具有352×288的大小的格式。因此，在交錯模式中，偶數(shù)范圍和奇數(shù)范圍二者皆需被放大(在y方向)以使范圍高度由240增加至288。在另一例中，根據(jù)由影像擷取裝置所擷取的影像的格式，和特殊壓縮算法所期望的格式，輸入影像在x方向上可能需要被放大(即影像寬度可能需要增加)。
第5圖所示為將所擷取的影像，格式化成適合特殊壓縮架構(gòu)的格式的現(xiàn)有方法。在步驟150中，影像經(jīng)由如電荷耦合裝置(charge-coupled device)或基于CMOS(Complimentary metal oxidesemiconductor)的視頻相機的輸入裝置所擷取。在步驟154中，對所擷取的影像執(zhí)行剪截或縮小運算。在步驟158中，縮小的影像寫入如動態(tài)隨機存取內(nèi)存(dynamic random access memory，DRAM)的內(nèi)存中。在步驟164中，視頻加速器自內(nèi)存中讀取縮小的影像。在步驟168中，視頻加速器對縮小的影像執(zhí)行放大運算(即調(diào)整影像高度使其符合壓縮架構(gòu)的所需)。在步驟174中，放大的影像寫入內(nèi)存中。在步驟178中，DCT模塊自內(nèi)存中讀取放大的影像。
如第5圖所具體顯示，現(xiàn)有方法要(1)保留額外的內(nèi)存以儲存中間影像；及(2)分配存取時間以對內(nèi)存作中間影像的讀出和寫入。
這些額外的內(nèi)存存取降低影像處理系統(tǒng)的整體速度。此外，這些額外的內(nèi)存存取減少內(nèi)存排線的可用頻寬，且增加需要配置給中間結(jié)果的內(nèi)存空間。
所以，仍需要減少內(nèi)存存取數(shù)目，且增加內(nèi)存可用空間及內(nèi)存排線可用頻寬的視頻編碼器與放大器。
本發(fā)明的目的，在提供一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法及其編碼器，該編碼器是具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器。
本發(fā)明的另一目的，在提供一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法及其編碼器，該編碼器具有減少內(nèi)存存取數(shù)目的視頻編碼器架構(gòu)。
本發(fā)明的又一目的，在提供一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法及其編碼器，該編碼器具有增加內(nèi)存可用空間的視頻編碼器架構(gòu)。
本發(fā)明還有一目的，在提供一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法及其編碼器，該編碼器具有增加內(nèi)存排線可用頻寬的視頻編碼器架構(gòu)。
本發(fā)明的目的可以通過以下措施來達到一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，將第一預(yù)設(shè)格式資料調(diào)整成不同于該第一預(yù)設(shè)格式的第二預(yù)設(shè)格式資料，適用于具有視頻編碼器的系統(tǒng)中，該視頻編碼器包括一集成調(diào)整機制、以及接受該第二預(yù)設(shè)格式資料的一壓縮引擎；該方法包括將該第一預(yù)設(shè)格式資料送至該調(diào)整機制；將該第一預(yù)設(shè)格式資料調(diào)整成該第二預(yù)設(shè)格式資料；以及將該第二預(yù)設(shè)格式資料送至該壓縮引擎。
一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，該視頻壓縮器耦合該內(nèi)存，包括一壓縮引擎，用以壓縮資料，該壓縮引擎接受不同于該第一預(yù)設(shè)格式的第二預(yù)設(shè)格式資料；一地址產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生存取該第一預(yù)設(shè)格式資料用的該內(nèi)存所需的地址；以及一集成調(diào)整機制，用以將該第一預(yù)設(shè)格式資料調(diào)整成該壓縮引擎可接受的該第二預(yù)設(shè)格式資料，該調(diào)整機制具有接收該第一預(yù)設(shè)格式資料的一輸入、以及耦合至該壓縮引擎提供該第二預(yù)設(shè)格式資料的一輸出。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點為達成本發(fā)明的這些及其它的目的，提供一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器。調(diào)整機制包括一緩沖器，具有多個以行及列排列的單元。一列譯碼器，用以接收部份地址，且基于所接收的部份地址選擇一列。一行譯碼器，用以接收部份地址，且基于所接收的部份地址選擇一行。列譯碼器及行譯碼器用以指定緩沖器中的一單元。一多任務(wù)器，置于列譯碼器和每列之間，以將列插入緩沖器中，以放大影像。這些多任務(wù)器，基于，用以選擇性地執(zhí)行(1)致能現(xiàn)行列，或(2)同時致能現(xiàn)行列與下一列之一。當(dāng)致能現(xiàn)行與下一列時，相同的資料值可被同時寫入現(xiàn)行列與下一列。一累加器，以選擇性地要求上插入信號。利用集成調(diào)整機制與視頻編碼器，影像可直接被送至視頻編碼器。明確地說，本發(fā)明排除了自獨立的放大器寫入放大影像至內(nèi)存中的步驟，以及自內(nèi)存讀出放大影像至編碼器的步驟，因而節(jié)省一個獨立的放大器與內(nèi)存頻寬。
為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖
，作詳細說明如下第1圖是顯示現(xiàn)有的視頻影像序列的數(shù)字編碼所使用的結(jié)構(gòu)區(qū)塊，及其中的步驟；第2圖所示為視頻資料的一圖框的簡化圖，以及組成此圖框的宏區(qū)塊和區(qū)塊；第3圖是顯示第1圖中的視頻編碼器的不同步驟和硬件組件，用以實行現(xiàn)有的視頻壓縮；第4圖所示為量化區(qū)塊資料如何以之子形方式而被掃描的化圖；第5圖所示為由現(xiàn)有技術(shù)的視頻壓縮系統(tǒng)所執(zhí)行的步驟；第6圖是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例所建構(gòu)的視頻壓縮器的區(qū)塊圖；第7圖是更詳細地顯示第6圖中的調(diào)整機制；第8圖是更詳細地顯示第6圖中的累加器；第9圖所示為由第6圖的視頻壓縮器所實行的處理步驟的流程圖；第10圖是顯示在一區(qū)塊的中以及跨越由第一資料區(qū)塊至第二數(shù)據(jù)區(qū)塊插入排的范例；第11圖是顯示影像的8×4區(qū)塊如何被放大成8×8區(qū)塊；第12圖是顯示本發(fā)明如何將64×64影像放大成64×128影像。
10~圖框；12~視頻編碼器；14~二元比特流；16~調(diào)制器；18~傳輸信道；20~解調(diào)制器；22~視頻譯碼器；24~二元比特流；26~顯器；42~內(nèi)存；44~放大電路；50~決定QP；60~DCT；70~變換區(qū)塊；72~變換區(qū)塊的左上角；74~變換區(qū)塊的右下角；；80~量化；90~量化區(qū)塊；92~量化區(qū)塊的左上角；94~量化區(qū)塊的右下角；100~之字形掃描；110~之字形掃描區(qū)塊；120~可變長度編碼；127~；150~擷取影像；154~剪截影像；158~將所剪截的影像寫至內(nèi)存；164~視頻加速器讀取內(nèi)存；168~執(zhí)行影像放大；174將放大的影像寫至內(nèi)存；178~DCT模塊讀取內(nèi)存；200~視頻壓縮器；204~內(nèi)存；208~地址產(chǎn)生器；308~計數(shù)器；316~調(diào)整機制；320~累加器；340~緩沖器；344~儲存位置；346~列；348~行；360~X譯碼器；370~Y譯碼器；380~儲存位置；390~第一多任務(wù)器；394~第二多任務(wù)器；400~加法器；400~插入排；402~排是否跨越區(qū)塊；404~觸發(fā)器；404~將排寫入本列及下一列；406~將排寫入本列；408~將排寫入本區(qū)塊的最后一排及下一區(qū)塊的第一排；410~移至下條線；500~原始影像；501~修正影像；502~第一區(qū)塊；504~第二區(qū)塊；520~原始影像；522~區(qū)塊；524~放大影像；528~區(qū)塊。
根據(jù)本發(fā)明的視頻編碼方法與裝置提供一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器。利用集成調(diào)整機制與視頻編碼器，影像可直接被送至視頻編碼器而不經(jīng)過前述的中間步驟。明確地說，本發(fā)明排除自獨立的放大器寫入放大影像至內(nèi)存中的步驟，以及自內(nèi)存讀出放大影像至編碼器的步驟，因而節(jié)省一個獨立的放大器與內(nèi)存頻寬。
第6圖是顯示根據(jù)本發(fā)明的實施例所建構(gòu)的視頻壓縮器200的區(qū)塊圖。視頻壓縮器200可以在第3圖中的DCT區(qū)塊中實現(xiàn)，藉以使其不需要放大電路44。視頻壓縮器200與如動態(tài)隨機存取內(nèi)存(dynamicrandom access memory，DRAM)的內(nèi)存204通訊。視頻壓縮器200包括一地址產(chǎn)生器208以產(chǎn)生地址，一壓縮引擎312以執(zhí)行影像的壓縮運算，和一調(diào)整機制316以接收來自內(nèi)存204的未放大影像及以調(diào)整未放大影像的格式至壓縮引擎312可接受的格式。
地址產(chǎn)生器208將地址送至內(nèi)存204。對應(yīng)放此地址，內(nèi)存204將在指定地址位置上的資料送至調(diào)整機制316。調(diào)整機制316使用此地址以致能來自內(nèi)存204的資料，以被選擇性地寫入緩沖器340的指定位置(更詳細的說明請參照第7圖)。
視頻壓縮器200也包括一累加器320，以選擇性地提供”上插”信號至調(diào)整機制316，以插入一排資料至緩沖器340；及一計數(shù)器318，提供地址產(chǎn)生器208一表示(緩沖器340中的)區(qū)塊中所有排已被填滿的END_OF_BLOCK信號。累加器320的一實施例如第8圖中所示，且說明如下；當(dāng)壓縮引擎312建構(gòu)成執(zhí)行離散余弦變換(discrete cosintransform，DCT)時，影像首先被分割成多個8×8區(qū)塊。因此，地址產(chǎn)生器208產(chǎn)生且提供對應(yīng)的地址至內(nèi)存204，以存取像素資料的特殊區(qū)塊。在本實施例中，地址產(chǎn)生器208包括一第一計數(shù)器，為一21位計數(shù)器以自內(nèi)存204中存取資料；一第二計數(shù)器(下文中稱為X計數(shù)器)，為一3位計數(shù)器；以及一第三計數(shù)器(下文中稱為Y計數(shù)器)，亦為一3位計數(shù)器。利用X計數(shù)器與Y計數(shù)器對每個8×8 DCT區(qū)塊中的每個像素作尋址。
后文為像素如何被寫入第7圖中所示的緩沖器的說明。首先，將X計數(shù)器與Y計數(shù)器初始化(即設(shè)為0)。其次，使用地址產(chǎn)生器208，由產(chǎn)生并提供所想要的像素的地址至內(nèi)存204，以在內(nèi)存204中存取所想要的像素。第三，在自內(nèi)存204存取像素后，將像素寫入緩沖器340。
以下程序進一步說明地址產(chǎn)生器208所執(zhí)行的步驟。在以下程序中，考慮一具有寬度Image_Width和高度Image_Height的影像。
〔地址產(chǎn)生程序〕<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[X＝0∥x次元的DCT計數(shù)器Y＝0∥y次元的DCT計數(shù)器i，j∥控制循環(huán)的變量Image_Width_in_DCT＝Image_Width/8；Image_Height_in_DCT＝Image_Height/8；DRAM_ADDR_Y＝initial_address_of_image_in_DRAMfor(i＝0；i＜Image_Height_in_DCT；i＝i+1) ∥計算X次元中的DCT區(qū)塊{DRAM_ADDR_X＝DRAM_ADDR_Y； for(j＝0；j＜Image_Width_in_DCT；j＝j(luò)+1) ∥計算Y次元中的DCT區(qū)塊 {DRAM_ADDR_BLK_Y＝DRAM_ADDR_X；for(Y＝0；Y＜8；Y＝Y(jié)+1){DRAM_ADDR_BLK_X＝DRAM_ADDR_BLK_Y；for(X＝0；X＜8；X＝X+1) { DCT_BUFFER[Y][X]＝DRAM[DRAM_ADDR_BLK_X]； ∥將像素資料寫入DCT緩沖器 DRAM_ADDR_BLK_X＝DRAM_ADDR_BLK_X+1； ∥取得DCT中X次元的像素(同一列)} DRAM_ADDR_BLK_Y＝DRAM_ADDR_BLK_Y+1； ∥取得DCT中Y次元的像素(下一列) } DRAM_ADDR_X＝DRAM_ADDR_X+8； ∥取得X次元中下一DCT初始地址 } DRAM_ADDR_Y＝DRAM_ADDR_Y+8； ∥取得Y次元中下一DCT初始地址}]]></pre>雖然許多應(yīng)用使用Y方向具有八(8)行的區(qū)塊，本實施例可在Y方向處理Y行，其中Y在0和8之間。例如，區(qū)塊可為8×4區(qū)塊，其中Y為4。下文會對此范例參照第11圖詳細說明。因此，地址產(chǎn)生器208被建構(gòu)成處理具有Y次元在0和8之間的區(qū)塊。根據(jù)應(yīng)用，Y次元可不同，且地址產(chǎn)生器208可被建構(gòu)成適合Y值所需范圍。
第7圖更詳細地顯示第6圖中的調(diào)整機制316。如圖所示，調(diào)整機制316包括一緩沖器340，具有多個可以用列346及行348排列的儲存位置344。每個儲存位置344可儲存一或多位以表示影像中的像素。調(diào)整機制316亦包括一x譯碼器360，用以選擇行348的一與一y譯碼器370，用以選擇列346之一。
x譯碼器360包括一輸入，以接收地址產(chǎn)生器208所提供的一或多位地址；及一輸出，對應(yīng)每個行348提供一致能信號以選擇性地致能行348之一。在此例中，有八個獨立分開的可控致能信號(即X0..X7)，各對應(yīng)至八個行348。在此實施例中，x譯碼器360接收地址的低位(即addr[20])。
y譯碼器370包括一輸入，以接收地址產(chǎn)生器208所提供的一或多位地址；及一輸出，對應(yīng)每個列346提供一致能信號以選擇性地致能列346之一。在此例中，有八個獨立分開的可控致能信號(即Y0..Y7)，各對應(yīng)至八個行348。在此實施例中，y譯碼器370接收地址的低位(即addr[53])。
x譯碼器360與y譯碼器370一起可指定緩沖器340中的儲存地址380之一。例如，若地址為0x100011(即addr[50]＝35)，致能列Y4且致能行X3。如此，可致能或選擇在(Y4，X3)的儲存地址380。
調(diào)整機制316亦包括多個多任務(wù)器(例如第一列的MUX 390和第二列的MUX 394)，用以復(fù)制或插入列。每個多任務(wù)器(MUX
)對應(yīng)一特定列。第一多任務(wù)器390包括一輸入，以接收來自y譯碼器370的致能信號Y0；一選擇輸入，以接收來自累加器320的上插信號；以及一輸出，耦合至第一列。第二多任務(wù)器394包括一第一輸入，以接收來自前一列(即第一列)y譯碼器370的致能信號Y0；一選擇輸入，以接收來自累加器320的上插信號；以及一輸出，耦合至第二列。接續(xù)的多任務(wù)器(即MUX[2-7])具有和第二多任務(wù)器370相同的輸入和輸出，在此不重復(fù)說明。一般說來，上插信號用以選擇多任務(wù)器(MUX
)的輸入信號。若不需要插入排，在緩沖器中的一排被致能；但若要插入排，在緩沖器中的二連續(xù)排被同時致能，以使得自內(nèi)存204取得的資料可被同時寫入二連續(xù)列。
如在此例中，當(dāng)涉及影像的高度(即列數(shù))的放大時，但影像的寬度(即行數(shù))不需要放大，如圖所示，只在每一列需要多任務(wù)器。然而，可知利用本發(fā)明可實行的技術(shù)的一般技巧，來放大影像的高度，來放大影像的寬度，或放大影像的高度和寬度二者。例如，明顯地多任務(wù)器可使用在x譯碼器360和列348之間以復(fù)制資料的行。
第8圖更詳細地顯示第6圖中的累加器320。累加器320用以管理上插信號。累加器320包括一加法器400及一觸發(fā)器404。加法器400包括一第一輸入，以接收差分值，在后文中也以標記”k”稱之(即影像高度和壓縮引擎可接受的高度之間的差)；和一第二輸入，以接收累積值(即DDA值)。差分值基于在下例中的計算，由軟件驅(qū)動程序提供。基于這二個輸入，加法器400對這二個輸入值執(zhí)行加法運算，且提供一輸出以表示二輸入值的總和。累加器320的運算在下文中詳細說明。
加法器400包括一第一輸出以提供總和位，以及第二輸出以提供進位位或上插信號。觸發(fā)器404包括一第一輸入，以接收來自加法器400的總和位；一第二輸入，以接收計時信號；一第三輸入，以接收來地址產(chǎn)生器208的重設(shè)信號；以及一輸出，基于這些輸入以提供DDA值回加法器400。在此例中，加法器400為6位加法器，且DDA值為6位寬。DDA值的位數(shù)可隨應(yīng)用不同而變動，且根據(jù)特殊應(yīng)用中所需的精準度而定。計時信號可為系統(tǒng)計時信號，且重設(shè)信號可為由地址產(chǎn)生器208提供的Start_of_Frame信號，以在每個圖框重設(shè)DDA值。在此實施例中，累加器320可為數(shù)字差分累加器(digital differentialaccumulator，DDA)。
考慮一原始影像具有x排高度，以及設(shè)定為y排高度的可接受格式。在一實施例中，累加器320可根據(jù)以下步驟選擇性地宣稱上插信號<pre listing-type="program-listing"><![CDATA[k＝(y-x)； ∥其中k為現(xiàn)行高度x和所需高度y的差∥DDA＝0； ∥將累積值初始化∥for(i＝0；i＜＝x；i＝i+1){DDA＝DDA+k； if(DDA＞＝x) ∥以硬件觀點進位∥ {DDA＝DDA-x； up-insert＝1；∥宣稱上插信號∥ } else {up-insert＝0； ∥撤回宣稱上插信號∥ }}；]]></pre>以下為此方法的一例。在此例中，自2放大為3，使得差分值k等于1，其中y為3且x為2。依據(jù)以上所列步驟DDA＝DDA+kIf(DDA＞＝x)來自內(nèi)存204的排 DDA＝DDA-x 緩沖器340中的列
0 -----→0+1＝1＜2 01 -----→1+1＝2＞＝212-3＝0 1(插入)2 -----→0+1＝1＜2 23 -----→1+1＝2＞＝232-2＝0 3(插入)4 -----→0+1＝1＜2 4對排5至7，同樣的步驟重復(fù)，使排1，3，5，和7被制與插入。
計數(shù)器318隨目前已取得的掃描排數(shù)目而決定是否整個資料區(qū)塊(即8排)皆已被取得。若未宣稱上插信號則計數(shù)器318加1，若宣稱上插信號則加2。加2的原因為掃描線除自內(nèi)存204寫入的一排資料外已被插入。因此，無論是否插入任一排，計數(shù)器318增加。例如，如果無任一排插入，則自內(nèi)存204取得掃描排并寫入緩沖器340，且計數(shù)器318增加1。如果有一排插入，則自內(nèi)存204取得掃描排并寫入緩沖器340的二列(經(jīng)由二個連續(xù)的多任務(wù)器同時致能)，且計數(shù)器318增加2。當(dāng)計數(shù)器318等于或大于7時(若計數(shù)器318自零起計算)，即意味8×8區(qū)塊的資料輸入已完成，且計數(shù)器318提供一END_OF_BLOCK信號至地址產(chǎn)生器208。
第9圖所示為第6圖中的視頻壓縮器所實行的處理步驟流程圖。在步驟400中，決定是否需要插入一排或列。上述范例顯示如何做成此決定。若不插入排，則在步驟406，自內(nèi)存204取得掃描排并寫入緩沖器340的一列，且處理進行至步驟410。
若要插入排，則在步驟402中，決定所要插入的排是否跨越一區(qū)塊(即現(xiàn)行排或列是否為區(qū)塊的最后一列)。若否，在步驟404中，取得現(xiàn)行排并同時寫入緩沖器340的現(xiàn)行列和下一列二者(即致能現(xiàn)行列和下一列二個連續(xù)的多任務(wù)器并將相同資料同時入現(xiàn)行列和第二列)。若所要插入的排跨越一區(qū)塊，則在步驟408中，來自內(nèi)存204現(xiàn)行排資料寫至實時區(qū)塊的最后一列，和影像資料新區(qū)塊(即新8×8區(qū)塊)的第一列。由步驟404和408，處理進行至步驟410和400，其評估下一排以決定是否需要插入排。
本發(fā)明可被實現(xiàn)至視頻編碼器中，以完成包括但不僅限于普通中間格式(common intermediate format，CIF)，QCIF，次QCIF，4CIF，或16CIF的壓縮算法。表I是顯示上列壓縮架構(gòu)所期望的輸入寬度和高度。
表I格式 寬度 高度次QCIF 128 96QCIF 176 144CIF 352 2884CIF 704 57616CIF1408 1152第10圖所示為在區(qū)塊中和自第一資料區(qū)塊跨越至第二數(shù)據(jù)區(qū)塊插入排的范例。原始影像500被放大成修正影像501。原始影像500包括許多排(如1，2，3，4，5，6，7，8，9，10…等)。修正影像501包括第一區(qū)塊502和第二區(qū)塊504。在第一區(qū)塊502中，復(fù)制并插入排1。相似地，復(fù)制并插入排3。在第二區(qū)塊504中，排5并插入為第二區(qū)塊504的第一排。在第二區(qū)塊504中，復(fù)制并插入排7和9。排1，3，7，和9不需要自內(nèi)存取得，因其可在第一版讀至緩沖器時復(fù)制至區(qū)塊中。
第11圖是顯示一影像的8×4區(qū)塊如何被放大成8×8區(qū)塊。在此情況下，排0，1，2，和3被復(fù)制并插入以形成8×8區(qū)塊。
第12圖是顯示本發(fā)明如何將一64×64的影像放大成64×128影像。原始影像520包括多個區(qū)塊522，以列和行排列，其每個區(qū)塊522為8×4區(qū)塊。放大影像524包括多個區(qū)塊528，以列和行排列，其每個區(qū)塊528為8×8區(qū)塊。例如，第11圖中所示的放大可以被用來將8×4區(qū)塊改變成8×8區(qū)塊。區(qū)塊522和524以區(qū)塊索引辨別(如0..127)。
雖然本發(fā)明已以利用引擎或電路的硬件實現(xiàn)說明與揭露如上，但亦可能以軟件實現(xiàn)本發(fā)明。
雖然某些引擎，電路，組件，次系統(tǒng)，或區(qū)塊說明如上作為所包括的某些組件，然其并非用以限定本發(fā)明，不同的組件，或其組合，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可用以提供這些引擎，電路，組件，次系統(tǒng)，或區(qū)塊。
雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當(dāng)視本發(fā)明的權(quán)利要求書并結(jié)合說明書及附圖為準。
權(quán)利要求
1.一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，將第一預(yù)設(shè)格式資料調(diào)整成不同于該第一預(yù)設(shè)格式的第二預(yù)設(shè)格式資料，適用于具有視頻編碼器的系統(tǒng)中，該視頻編碼器包括一集成調(diào)整機制、以及接受該第二預(yù)設(shè)格式資料的一壓縮引擎；其特征是該方法包括將該第一預(yù)設(shè)格式資料送至該調(diào)整機制；將該第一預(yù)設(shè)格式資料調(diào)整成該第二預(yù)設(shè)格式資料；以及將該第二預(yù)設(shè)格式資料送至該壓縮引擎。
2.如權(quán)利要求1所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，其特征是其中該視頻壓縮器耦合至儲存該第一預(yù)設(shè)格式資料的一內(nèi)存，而該內(nèi)存不與將該第二預(yù)設(shè)格式資料送至該壓縮引擎有交互作用。
3.如權(quán)利要求1所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，其特征是其中該調(diào)整機制具有一緩沖器，該緩沖器具有多個以行列排列的儲存位置，而該方法還包括根據(jù)該第一預(yù)設(shè)格式、該第二預(yù)設(shè)格式、該現(xiàn)行列、以及先前插入的排數(shù)目，宣稱一上插信號；以及根據(jù)該上插信號，選擇性地1)致能一現(xiàn)行列以接收資料、或2)同時致能該現(xiàn)行列和下一列。
4.如權(quán)利要求3所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，其特征是還包括決定是否宣稱該上插信號，且若未宣稱則致能該現(xiàn)行列；以及將資料寫入該現(xiàn)行列。
5.如權(quán)利要求3所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，其特征是還包括決定是否宣稱該上插信號，且若未宣稱則同時致能該現(xiàn)行列與該下一列；以及同時將資料寫入該現(xiàn)行列與該下一列。
6.如權(quán)利要求3所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼方法，其特征是還包括決定下一列是否越過一現(xiàn)行區(qū)塊與下一區(qū)塊間的一邊界；若否，則同時致能該現(xiàn)行列與該下一列，且同時將資料寫入該現(xiàn)行列與該下一列；以及若是，則致能該現(xiàn)行列，將資料寫入該現(xiàn)行列，讀取先前所讀取的資料，并將該先前所讀取資料寫入下一區(qū)塊的第一列。
7.一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，該視頻壓縮器耦合該內(nèi)存，其特征是包括一壓縮引擎，用以壓縮資料，該壓縮引擎接受不同于該第一預(yù)設(shè)格式的第二預(yù)設(shè)格式資料；一地址產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生存取該第一預(yù)設(shè)格式資料用的該內(nèi)存所需的地址；以及一集成調(diào)整機制，用以將該第一預(yù)設(shè)格式資料調(diào)整成該壓縮引擎可接受的該第二預(yù)設(shè)格式資料，該調(diào)整機制具有接收該第一預(yù)設(shè)格式資料的一輸入、以及耦合至該壓縮引擎提供該第二預(yù)設(shè)格式資料的一輸出。
8.如權(quán)利要求7所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中集成調(diào)整機制還包括一緩沖器，具有多個以行列排列的儲存位置；一列譯碼器，以接收部份地址，據(jù)以選擇一列；一行譯碼器，以接收部份地址，據(jù)以選擇一行；以及一多任務(wù)器，置于該列譯碼器與每一列之間，根據(jù)該上插信號選擇性地執(zhí)行i)致能一現(xiàn)行列、或ii)同時致能一現(xiàn)行列與下一列。
9.如權(quán)利要求8所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中相同資料可在該現(xiàn)行列和該下一列同時被致能時，同時寫入該現(xiàn)行列和該下一列。
10.如權(quán)利要求8所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中還包括一累加器耦合至該多任務(wù)器，以選擇性地宣稱該上插信號。
11.如權(quán)利要求10所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中還包括一計數(shù)器，當(dāng)接收到該上插信號則增量二，當(dāng)未宣稱該上插信號時則增量一；該計數(shù)器耦合至該地址產(chǎn)生器，提供該地址產(chǎn)生器資料區(qū)塊已完成的通知。
12.如權(quán)利要求11所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中累加器還包括一加法器，具有第一輸入接收一差分值、第二輸入接收DDA值、第一輸出提供實現(xiàn)信號、以及第二輸出提供這些輸入的總和；以及一觸發(fā)器，具有第一輸入接收重設(shè)信號、第二輸入接收計時信號、第三輸入接收該加法器的該第二輸出、以及一輸出提供該DDA值。
13.如權(quán)利要求8所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中該多任務(wù)器還包括對應(yīng)于該第一列的一第一多任務(wù)器，具有第一輸入接收第一列Y-致能信號、一選擇輸入接收該上插信號、以及一輸出；以及多個第二多任務(wù)器，分別對應(yīng)于其它列之一，每一該第二多任務(wù)器具有第一輸入接收各對應(yīng)列Y-致能信號、第二輸入接收緊接在前一列的Y-致能信號、一選擇輸入以接收該上插信號、以及一輸出。
14.如權(quán)利要求8所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中該集成調(diào)整機制還包括一緩沖器，具有多個以行列排列的儲存位置；一列譯碼器，以接收部份地址，據(jù)以選擇一列；一行譯碼器，以接收部份地址，據(jù)以選擇一行；以及一多任務(wù)器，置于該行譯碼器與每一行之間，根據(jù)該上插信號選擇性地執(zhí)行i)致能現(xiàn)行行、或ii)同時致能現(xiàn)行行與下一行。
15.如權(quán)利要求14所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中多任務(wù)器還包括對應(yīng)于該第一行的第一多任務(wù)器，具有第一輸入接收第一行的X-致能信號、一選擇輸入接收上插信號、以及一輸出；以及多個第二多任務(wù)器，對應(yīng)于其它行之一，每一該第二多任務(wù)器具有第一輸入接收各對應(yīng)行的X-致能信號、第二輸入接收緊接在前一行的X-致能信號、一選擇輸入接收該上插信號、以及一輸出。
16.如權(quán)利要求8所述的具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器，其特征是其中該列譯碼器和該行譯碼器同指定該緩沖器內(nèi)的一單元。
全文摘要
一種具有集成調(diào)整機制的視頻編碼器。包括一緩沖器,具有多個行及列排列的單元。一列譯碼器,接收部份地址,且選擇一列。一行譯碼器,接收部份地址,且選擇一行。列譯碼器及行譯碼器用以指定緩沖器中的一單元。一多任務(wù)器,置于列譯碼器和每列之間,將列插入緩沖器中,以放大影像。執(zhí)行(1)致能現(xiàn)行列,(2)同時致能現(xiàn)行列與下一列之一。當(dāng)致能現(xiàn)行與下一列時,相同的資料值可被同時寫入現(xiàn)行列與下一列。一累加器,以選擇性地要求上插入信號。
文檔編號G06T5/00GK1380798SQ01110469
公開日2002年11月20日 申請日期2001年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月11日
發(fā)明者陳建良 申請人:華邦電子股份有限公司