專利名稱：對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，特別涉及對在前面圖像和后面圖像的兩側(cè)運動補償?shù)腂圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置。
最近，把動圖像信號編碼為數(shù)字信號后進行處理的方式正在普及。由于在把動圖像信號編碼為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時數(shù)據(jù)量龐大，所以，為了解決這個問題而開發(fā)了壓縮動圖像數(shù)據(jù)的技術(shù)，用于除去動圖像信號的冗長數(shù)據(jù)。
特別是在MPEG中，為了高效率地壓縮動圖像數(shù)據(jù)，定義了I圖像、P圖像、B圖像三種圖像類型。I圖像是不參照其它圖像而編碼的圖像，P圖像用于對在時間上來自前面的I圖像或P圖像進行運動補償?shù)念A(yù)測，B圖像是對根據(jù)在時間上位于前面和后面位置的圖像進行最高效率編碼的圖像。
在MPEG-2中，為了進一步正確地進行運動補償而引入半象素處理方式。半象素處理通過靠近水平方向和/或垂直方向的象素數(shù)據(jù)的平均值求出象素間的數(shù)據(jù)。已有的半象素處理裝置在水平方向進行半象素處理時，一個宏數(shù)據(jù)組每16個象素讀出一次，然后計算出在水平方向上鄰接的16個象素間的平均值；在垂直方向進行半象素處理時，計算出與前行的象素在垂直方向上鄰接的象素間的平均值。特別是在B圖像的運動補償時，因為必須根據(jù)位于前面和后面的圖像畫面，所以為了進行宏數(shù)據(jù)組的半象素處理，必須用另外存儲前行的象素數(shù)據(jù)的存儲器，這樣就產(chǎn)生了不可能連續(xù)輸出數(shù)據(jù)的缺點。
本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其目的是提供一種具有下述功能的宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，即在B圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置中，通過由鎖存器構(gòu)成的傳輸線存儲半象素處理所必需的象素數(shù)據(jù)，同時順序輸出，為了進行運動補償，通過上述傳輸線可以連續(xù)選擇并輸出半象素處理過的數(shù)據(jù)。
為了達到上述目的，本發(fā)明提供一種對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置。所述裝置為把動圖像進行運動補償時選擇的N×N個象素數(shù)據(jù)按規(guī)定單位分割并進行半象素處理的裝置，包括根據(jù)從外部施加的水平方向半象素處理信號，求出構(gòu)成上述N個象素數(shù)據(jù)的連續(xù)象素數(shù)據(jù)與在水平方向同該象素數(shù)據(jù)鄰接的象素數(shù)據(jù)之和的第一單元；順序存儲并輸出由上述第一單元施加的數(shù)據(jù)的傳輸線單元；根據(jù)從外部施加的垂直方向半象素處理信號，求出由上述傳輸線單元輸出的象素數(shù)據(jù)與在垂直方向同該象素數(shù)據(jù)鄰接的象素數(shù)據(jù)之和的第二單元；根據(jù)上述水平方向半象素處理信號和垂直方向半象素處理信號，對由上述第二單元施加的數(shù)據(jù)進行半象素處理或使其照原樣通過的數(shù)據(jù)處理部；通過時鐘把由上述數(shù)據(jù)處理部施加的數(shù)據(jù)分頻并分別存儲的觸發(fā)器單元；選擇并輸出來自上述觸發(fā)器單元的數(shù)據(jù)中的運動補償時必要的數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換單元附圖的簡要說明如下

圖1是說明為了進行半象素處理而選擇17象素×17行的概念圖。
圖2是表示為了進行半象素處理的17象素×17行的圖，其中A是表示前面圖像的概念圖，B是表示后面圖像的概念圖。
圖3A、圖3B是表示根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置的構(gòu)成圖。
圖4是圖3裝置中的觸發(fā)器單元的定時圖。
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1是說明為了進行半象素處理而選擇17象素×17行的概念圖。
按照MPEG，一般的運動補償單位的宏數(shù)據(jù)組對于輝度信號而言由16象素×16行構(gòu)成。可是，在水平方向上進行半象素處理時必須選取17象素，在垂直方向上進行半象素處理時應(yīng)該保存17行的數(shù)據(jù)。即，進行宏數(shù)據(jù)組的半象素處理時，如圖1所示，為了獲得17×17象素間的數(shù)據(jù)應(yīng)該在水平方向上選擇17象素、在垂直方向上選擇17行的數(shù)據(jù)。
圖2示出了為了進行半象素處理而選擇的17象素×17行的情形，圖2A是表示前面圖像的概念圖，圖2B是表示后面圖像的概念圖。
本發(fā)明涉及的半象素處理裝置不是用16象素單位進行宏數(shù)據(jù)組的半象素處理單位，而是用8象素單位進行宏數(shù)據(jù)組的半象素處理單位。即，并不是在前面圖像的第一行中全部讀取17個象素之后，求出0～16象素數(shù)據(jù)和1～17象素數(shù)據(jù)的平均值后產(chǎn)生半象素處理的數(shù)據(jù)，而是在讀取0～8象素的9個象素數(shù)據(jù)后，輸出按照0～7象素數(shù)據(jù)和1～8象素數(shù)據(jù)的平均而半象素處理的8個象素數(shù)據(jù)，繼而讀取8～16象素的9個象素數(shù)據(jù)，求出平均而獲得半象素處理的8個象素數(shù)據(jù)。如果利用上述的方式，則具有利用同樣的半象素處理裝置不僅對于Y信號，而且對于作為基本的運動補償單位8×8的U分量和V分量的信號也可進行半象素處理的優(yōu)點。
圖3A、圖3B是表示根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置的構(gòu)成圖。
首先，為了進行半象素處理而施加前面圖像的9象素
數(shù)據(jù)F1-1。從前面圖像的9象素
數(shù)據(jù)中，將下位8象素的
數(shù)據(jù)加在第一加法器32上，將上位8象素的[1∶8]數(shù)據(jù)加在第一邏輯與門31上。從外部把水平方向半象素處理信號加在第一邏輯與門31上，在不進行水平方向半象素處理的情況下施加“0”，在相反的情況下，即在進行水平方向半象素處理時施加“1”。在不進行水平方向半象素處理而施加“0”的情況下，第一邏輯與門31的輸出是“0”，因此在第一加法器32中只輸入
數(shù)據(jù)。在水平方向進行半象素處理的情況下，從第一邏輯與門31向第一加法器32輸出[1∶8]數(shù)據(jù)，“1”的進位Cin輸入給第一加法器32。第一加法器32將包含“1”的進位而輸入的
數(shù)據(jù)和[1∶8]數(shù)據(jù)相加，并將增加1位的9位×8數(shù)據(jù)輸出給第四鎖存器33。雖然增加1位的9位×8數(shù)據(jù)也被輸出給第二邏輯與門37，但是，這是通過四個鎖存器后進行與第一鎖存器(L1)36輸出的數(shù)據(jù)相垂直方向的半象素處理的數(shù)據(jù)。
在下一個數(shù)據(jù)組中，施加前面圖像的第一行的剩余的9象素[8∶16]數(shù)據(jù)F1-2。對[8∶16]數(shù)據(jù)進行與
數(shù)據(jù)同樣的處理，在把其結(jié)果加在第四鎖存器33上時，將存儲在第四鎖存器33中的F1-1的數(shù)據(jù)加在第三鎖存器(L3)34上。
在下一個數(shù)據(jù)組中，施加后面圖像的第一行的
數(shù)據(jù)B1-1并進行同樣的處理。當(dāng)將其結(jié)果加在第四鎖存器33上時，儲存在第四鎖存器33中的F1-2數(shù)據(jù)被加在第三鎖存器34上，同時，存儲在第三鎖存器34中的F1-1數(shù)據(jù)被加在第二鎖存器(L2)35上。
在下一個數(shù)據(jù)組中，施加后面圖像的第一行的[8∶16]數(shù)據(jù)B1-2并進行同樣的處理。當(dāng)將其結(jié)果加在第四鎖存器33上時，存儲在第四鎖存器33上的B1-1數(shù)據(jù)被加在第三鎖存器34上，同時存儲在第三鎖存器34中的F1-2數(shù)據(jù)被加在第二鎖存器35上，存儲在第二鎖存器35中的F1-1數(shù)據(jù)被加在第一鎖存器36上。
在下一個數(shù)據(jù)組中，施加前面圖像的第二行的
數(shù)據(jù)F2-1并進行同樣的處理。當(dāng)將其結(jié)果加在第四鎖存器33上時，存儲在第四鎖存器33中的B1-2數(shù)據(jù)被加在第三鎖存器34上，存儲在第三鎖存器34中的B1-1數(shù)據(jù)被加在第二鎖存器35上，存儲在第二鎖存器35中的F1-2數(shù)據(jù)被加在第一鎖存器36上，存儲在第一鎖存器36中的F1-1數(shù)據(jù)輸出給第二加法器38。
上述四個鎖存器33～36在本發(fā)明裝置中構(gòu)成傳輸線。
另一方面，通過水平方向半象素處理的上述F2-1數(shù)據(jù)在被加到第四鎖存器33上的同時，又被加在第二邏輯與門37上。在第二邏輯與門37中加上垂直方向半象素處理信號，或照原樣輸出上述數(shù)據(jù)或輸出0。即，在垂直方向進行半象素處理時，施加“1”的垂直方向半象素處理信號，在把上述處理的F2-1數(shù)據(jù)按其原樣輸出給第二加法器38的同時，使第二加法器的進行Cin為“1”。在不進行垂直方向半象素處理時，施加“0”的垂直方向半象素處理信號并輸出“0”。
因此，在進行垂直方向半象素處理時，在第二加法器38中，將由第一鎖存器36輸入的F1-1數(shù)據(jù)、由第二邏輯與門37輸出的F2-1數(shù)據(jù)和1的進位Cin相加。反之，在不進行垂直方向半象素處理時，第二邏輯與門37的輸出為“0”。由于進位Cin是“0”，所以按其原樣輸出由第一鎖存器36輸入的F1-1數(shù)據(jù)。
從第二加法器38輸出的數(shù)據(jù)根據(jù)向水平方向或垂直方向的半象素處理，輸出最大10位×8數(shù)據(jù)。在只進行水平方向或垂直方向半象素處理時，輸出9位×8數(shù)據(jù)；在進行水平方向和垂直方向半象素處理時，輸出10位×8數(shù)據(jù)；在不進行半象素處理時，輸出8位×8數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)處理部39確定用2除或用4除或按原樣輸出根據(jù)垂直方向半象素處理信號和水平方向半象素處理信號輸入的數(shù)據(jù)。即，只在垂直方向或水平方向進行半象素處理時，用2除以輸入的9位×8數(shù)據(jù)；在水平方向和垂直方向進行半象素處理時，用4除以10位×8數(shù)據(jù)；在不進行半象素處理時，按其原樣輸出已輸入的數(shù)據(jù)。這時，利用根據(jù)水平方向半象素處理信號或垂直方向半象素處理信號輸入的進位容易進行四舍五入。
在上述任何一種情況下，從數(shù)據(jù)處理部39輸出的數(shù)據(jù)都可以輸出8位×8位。
從數(shù)據(jù)處理部39輸出的數(shù)據(jù)被施加在四個觸發(fā)器41～44上。四個觸發(fā)器41～44加有啟動信號。四個觸發(fā)器41～44的啟動信號由二位計數(shù)器50和譯碼器51產(chǎn)生。二位計數(shù)器50根據(jù)輸入時鐘輸出0～3的二位計數(shù)值，譯碼器51根據(jù)每二位輸入的計數(shù)值產(chǎn)生各觸發(fā)器41～44的啟動信號0～3。
各觸發(fā)器41～44設(shè)計成能把八字節(jié)的數(shù)據(jù)分成每四字節(jié)為一份存儲或輸出的結(jié)構(gòu)，特別是第三觸發(fā)器43只存儲下位四字節(jié)。
第一多路轉(zhuǎn)換器45和第二多路轉(zhuǎn)換器46選擇從四個觸發(fā)器41～44輸出的數(shù)據(jù)并輸出給預(yù)測方向組合部47。
圖4是圖3裝置中的觸發(fā)器單元的定時圖。
圖4A是利用二位計數(shù)器50的計數(shù)值，圖4B是時鐘信號，圖4C是由數(shù)據(jù)處理部39輸出的半象素處理的數(shù)據(jù)。
如圖4所示，計數(shù)值為“0”時，在下一個時鐘上升沿，第一觸發(fā)器41被啟動并把半象素處理的八字節(jié)的F1-1數(shù)據(jù)分成上位四字節(jié)
和下位四字節(jié)[4∶7]并存儲。
在計數(shù)值為“1”時，在下一個時鐘的上升沿，第二觸發(fā)器42被啟動并存儲半象素處理的八字節(jié)F1-2數(shù)據(jù)。
在計數(shù)值為“2”時，在下一個時鐘的上升沿，第三觸發(fā)器43被啟動并存儲半象素處理的八字節(jié)的B1-1數(shù)據(jù)中的下位四字節(jié)[4∶7]，同時通過第一多路轉(zhuǎn)換器45選擇存儲在第一觸發(fā)器41中的F1-1
數(shù)據(jù)，通過第二多路轉(zhuǎn)換器46選擇半象素處理數(shù)據(jù)的B1-1的沒存儲的上位四字節(jié)
并輸出給預(yù)測方向組合部47。
在計數(shù)值為“3”時，在下一個時鐘的上升沿，第四觸發(fā)器44被啟動并存儲半象素處理的B1-2數(shù)據(jù)，而且通過第一多路轉(zhuǎn)換器45選擇存儲在第一觸發(fā)器41中的F1-1[4∶7]數(shù)據(jù)，通過第二多路轉(zhuǎn)換器46選擇存儲在第三觸發(fā)器43中的B1-1[4∶7]數(shù)據(jù)并輸出給預(yù)測方向組合部47。
如果看到圖3所示的譯碼器51的計數(shù)值0～3，便可以根據(jù)計數(shù)值弄清楚被啟動的觸發(fā)器；如果看到被第一多路轉(zhuǎn)換器45和第二多路轉(zhuǎn)換器46所示的計數(shù)值2，3，0，1，還可以弄清根據(jù)各個計數(shù)值選擇的觸發(fā)器的部分。
預(yù)測方向組合部47把由第一多路轉(zhuǎn)換器45選擇的前面圖像的四字節(jié)數(shù)據(jù)和由第二多路選擇器46選擇的后面圖像的四字節(jié)數(shù)據(jù)相加，求出其平均值后輸出給加法器48。
加法器48施加IDCT數(shù)據(jù)，并將此數(shù)據(jù)與從上述預(yù)測方向組合部47輸出的數(shù)據(jù)加在一起輸出給范圍限制部49。
范圍限制部49為了輸出補償處理的最后四字節(jié)的結(jié)果數(shù)據(jù)而限制數(shù)據(jù)大小。
如上所述，按照本發(fā)明的裝置，不僅可以通過第一多路轉(zhuǎn)換器45和第二多路轉(zhuǎn)換器46每個時鐘輸出四字節(jié)數(shù)據(jù)，從而可連續(xù)輸出數(shù)據(jù)；還可以把象素處理單位變成八字節(jié)，不僅可以用于Y信號的處理上，也可以用于U分量的信號和V分量的信號處理上。
權(quán)利要求
1.一種對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，所述裝置為把動圖像進行運動補償時選擇的N×N個象素數(shù)據(jù)按規(guī)定單位分割并進行半象素處理的裝置，其特征在于，包括根據(jù)從外部施加的水平方向半象素處理信號，求出構(gòu)成上述N個象素數(shù)據(jù)的連續(xù)象素數(shù)據(jù)與在水平方向同該象素數(shù)據(jù)相鄰的象素數(shù)據(jù)之和的第一單元；順序存儲并輸出由上述第一單元施加的數(shù)據(jù)的傳輸線單元；根據(jù)從外部施加的垂直方向半象素處理信號，求出由上述傳輸線單元輸出的象素數(shù)據(jù)與在垂直方向同該象素數(shù)據(jù)相鄰的象素數(shù)據(jù)之和的第二單元；根據(jù)上述水平方向半象素處理信號和垂直方向半象素處理信號，對由上述第二單元施加的數(shù)據(jù)進行半象素處理或使其照原樣通過的數(shù)據(jù)處理部；通過時鐘把由上述數(shù)據(jù)處理部施加的數(shù)據(jù)分頻并分別存儲的觸發(fā)器單元；從上述觸發(fā)器單元的數(shù)據(jù)中選擇并輸出運動補償時必要的數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，其特征在于，上述傳輸線單元由多個鎖存器構(gòu)成，傳輸線的第一鎖存器存儲由上述第一單元施加的數(shù)據(jù)，傳輸線的最后一個鎖存器把由上位鎖存器施加的數(shù)據(jù)輸出給上述第二單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半圖像處理裝置，其特征在于，上述第一單元包括使上述水平方向半象素處理信號與構(gòu)成上述N個象素數(shù)據(jù)的連續(xù)象素數(shù)據(jù)輸入并進行邏輯與的第一邏輯與門；求出由上述第一邏輯與門施加的數(shù)據(jù)與在水平方向與上述連續(xù)的象素數(shù)據(jù)相鄰的象素數(shù)據(jù)之和的第一加法器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，其特征在于，上述第二單元包括使上述垂直方向半象素處理信號和在水平方向與由上述傳輸線單元輸出的象素數(shù)據(jù)相鄰的象素數(shù)據(jù)輸入并進行邏輯與的第二邏輯與門；使從上述第二邏輯與門和上述傳輸線單元輸出的象素數(shù)據(jù)相加的第二加法器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，其特征在于，上述第一單元和第二單元分別對應(yīng)于水平方向和垂直方向半象素處理信號，含有輸入進位；上述數(shù)據(jù)處理部在求二份或4份數(shù)據(jù)時利用上述進位進行四舍五入。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，其特征在于，上述觸發(fā)器單元把由上述數(shù)據(jù)處理單元所施加的數(shù)據(jù)分成兩份并進行存儲。
全文摘要
一種對動圖像進行運動補償時宏數(shù)據(jù)組的半象素處理裝置，包括根據(jù)水平半象素信號求N個連續(xù)象素數(shù)據(jù)與在水平相鄰的象素數(shù)據(jù)之和的第一單元；存儲并輸出數(shù)據(jù)的傳輸線；根據(jù)垂直半象素信號求傳輸線輸出的象素數(shù)據(jù)與在垂直相鄰的象素數(shù)據(jù)之和的第二單元；根據(jù)水平和垂直的半象素信號對第二單元的數(shù)據(jù)進行半象素處理的數(shù)據(jù)處理部；分頻并存儲數(shù)據(jù)處理部數(shù)據(jù)的觸發(fā)器；輸出觸發(fā)器數(shù)據(jù)中運動補償數(shù)據(jù)的多路轉(zhuǎn)換器?？捎糜谔幚鞾信號及U、V分量信號。
文檔編號H03M7/36GK1159124SQ96121480
公開日1997年9月10日 申請日期1996年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月13日
發(fā)明者金濟翊 申請人:三星電子株式會社