專利名稱：強制幀內(nèi)編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字圖像信號的編碼系統(tǒng)，特別是涉及能夠?qū)娭茙瑑?nèi)編碼的圖象數(shù)據(jù)更迅速更準(zhǔn)確的復(fù)原的強制幀內(nèi)編碼方法。
一般說來，高清晰度電視、高圖象質(zhì)量的VTR、數(shù)字VTR和數(shù)字攝像機之類把圖像和音響信號進行數(shù)字處理的機器中都有把圖像和音響信號編碼后傳送并存儲，再把它們譯碼后進行重放的系統(tǒng)。為了這種編碼譯碼系統(tǒng)在產(chǎn)業(yè)中的利用，正在積極進行國際性標(biāo)準(zhǔn)化工作。為決定適于各應(yīng)用領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制式，也正在努力之中。
圖1A是一般的編碼系統(tǒng)的方框圖，一般的原理對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說都是公知的，所以，僅就幀內(nèi)編碼和幀間編碼作簡略說明。
在幀內(nèi)編碼的情況下，開關(guān)22、23全都斷開，減法器把來自外部的輸入圖像數(shù)據(jù)輸出到正交變換器12。即外來的輸入圖像數(shù)據(jù)經(jīng)正交變換器12、量化器13直接送到可變長編碼器14。因此，在幀內(nèi)編碼的情況下，緩沖器15把從外部加到減法器經(jīng)脈沖編碼調(diào)制的圖像數(shù)據(jù)傳送到接收機。另一方面，在幀間編碼的情況下，開關(guān)22、23全部接通，減法器11從外來輸入的圖像數(shù)據(jù)中減掉來自運動補償器21的圖像數(shù)據(jù)。結(jié)果，輸入的圖像數(shù)據(jù)和比輸入的圖像數(shù)據(jù)領(lǐng)先一幀的圖像數(shù)據(jù)的差分信號被輸入到正交變換器12。而且，加法器18把經(jīng)逆量化器16和逆變換器17送來的數(shù)據(jù)與運動補償器21的輸出數(shù)據(jù)相加后輸出到幀存儲器19，所以，在幀間編碼的情況下，由減法器11得到的差分數(shù)據(jù)被編碼后存儲在緩沖器15中再傳送到接收機。這種PCM和DPCM技術(shù)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說都是公知技術(shù)。
圖1B是一般的譯碼系統(tǒng)的方塊圖，這個系統(tǒng)對由圖1A那樣的編碼系統(tǒng)編碼的圖像數(shù)據(jù)進行譯碼重放。一般的譯碼裝置由可變長譯碼器31、逆量化器32、逆正交變換器33、加法器34、運動補償器35和幀存儲器36構(gòu)成，它對由圖1A的裝置編碼的圖像數(shù)據(jù)進行譯碼。在經(jīng)過幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)情況下，由于開關(guān)37斷開，逆正交變換器33的輸出數(shù)據(jù)原樣通過加法器34。而對于經(jīng)幀間編碼的數(shù)據(jù)情況來說，加法器34把逆正交變換器33的輸出數(shù)據(jù)和通過接通的開關(guān)37來自運動補償器35的數(shù)據(jù)加在一起后輸出去。因為圖1B的譯碼系統(tǒng)是一般使用的系統(tǒng)，所以，省略了對系統(tǒng)動作的詳細說明。
圖2A表示由圖1A編碼系統(tǒng)編碼的圖像數(shù)據(jù)一幀，如圖2所示，一幀由“X列XY行”個像素組成，用編碼所規(guī)定的大小單位分成為“P列XQ行”個宏數(shù)據(jù)塊(下稱MB)，這個MB由“m行×n列”個具有“N×N像素”大小的數(shù)據(jù)塊構(gòu)成，各MB又由亮度數(shù)據(jù)塊Y和色度數(shù)據(jù)塊C構(gòu)成。一個MB由4個亮度數(shù)據(jù)塊Y和2個色度數(shù)據(jù)塊C構(gòu)成的情況下，如圖2B所示，MB內(nèi)的各N×N像素數(shù)據(jù)塊按箭頭的順序被編碼。
在這種編碼系統(tǒng)中，當(dāng)接通電源變換頻道時，或者在編碼過程中產(chǎn)生差錯時，用把被譯碼的差分信號與前一幀信號相加再構(gòu)成一幀的“幀間譯碼”就難以復(fù)原原來的圖像。因此，為了用譯碼器能正常地復(fù)原圖像，譯碼器要對整幀的一部分數(shù)據(jù)進行幀內(nèi)編碼，作為執(zhí)行幀內(nèi)編碼的單位，把使用宏數(shù)據(jù)塊按一定周期進行強制幀內(nèi)編碼的MB定為“強制幀內(nèi)MB”。
圖3A至圖3C分別表示被強制幀內(nèi)編碼的圖像數(shù)據(jù)的一幀，圖3A至圖3C中打有陰影線的列表示被強制幀內(nèi)編碼的MB。首先，在圖3A中，第“i”幀的圖像數(shù)據(jù)從左向右按順序編碼，為對各幀進行編碼，首先對第1幀最上部的宏數(shù)據(jù)塊從左向右進行編碼。如圖3A至圖3C所示，對每隔一定間隔的MB進行強制幀內(nèi)編碼，而剩余的宏數(shù)據(jù)塊進行幀間編碼。對一行的編碼結(jié)束后，對一行以同樣的方式對各宏數(shù)據(jù)塊進行編碼，這樣的過程對一幀來說適用同樣方式進行。
如圖3B所示，如果用這種方式完成了對第“i”幀的編碼，那么對下一幀即第“i+1”幀的強制幀內(nèi)編碼的MB列向右移一列。同樣，當(dāng)完成對第“i+1”幀的編碼后，對下一幀即“i+2”幀來說，如圖3C的編碼后，對下一幀即“i+2”幀來說，如圖3C所示，其被強制幀內(nèi)編碼的MB列再向右移一列。
圖1B的裝置來復(fù)原用前述方式進行編碼的數(shù)據(jù)。被幀間編碼的宏數(shù)據(jù)塊按照正在被更新的前一幀圖像數(shù)據(jù)進行正常復(fù)原?？墒?，如果這種前一幀的圖像數(shù)據(jù)未被更新的話，經(jīng)幀間編碼的宏數(shù)據(jù)塊就不被正常地復(fù)原。因此，在水平方向發(fā)生了移動的數(shù)據(jù)塊的情況下，由于前幀的圖像數(shù)據(jù)未被正常地更新，所以為了把幀間編碼過的宏數(shù)據(jù)塊正常地復(fù)原就必須稍許延時，也就是說，必須延時到用來復(fù)原被幀間編碼的宏數(shù)據(jù)塊的前一幀圖像數(shù)據(jù)完全更新為止。由于大部分圖像水平方向的動作比垂直方向多，所以前述的延時的問題就更加嚴(yán)重。
1993年4月1日公開的Niimura等人的歐洲專利0，536，630A2中披露了能進行編碼圖像信號高速重放的技術(shù)。按照這個現(xiàn)有技術(shù)，使數(shù)據(jù)的傳送順序不同于讀取掃描線排列的像素的順序，而且對于沿水平方向排列的11個超級數(shù)據(jù)塊的各個都傳送一個更新數(shù)據(jù)塊，這樣，在快放模式下，把更新數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)連續(xù)地記錄在幀存儲器內(nèi)之后，再用掃描線按照像素的傳送順序存儲的幀存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)讀取出來，因此，在快放時很容易得到良好的重放圖像。
本發(fā)明的方式是用不同于前述現(xiàn)有技術(shù)而可以容易地高速重放編碼信息的一種方法。
本發(fā)明的目的是改善圖像系統(tǒng)中進行強制幀內(nèi)編碼的方法，而提供一種能更迅速、更正確地復(fù)原圖像數(shù)據(jù)的強制幀內(nèi)編碼方法。
把分割為規(guī)定大小的數(shù)據(jù)塊單位的圖像數(shù)據(jù)有選擇地進行幀內(nèi)/幀間編碼的方法中，實現(xiàn)上述目的的強制幀內(nèi)編碼方法包括如下步驟按圖像幀的縱向順序輸入構(gòu)成圖像幀的數(shù)據(jù)塊群;把被輸入的圖像數(shù)據(jù)塊有選擇地進行幀內(nèi)/幀間編碼，對配置得橫向相互毗鄰的數(shù)據(jù)塊列進行強制幀內(nèi)編碼;每完成一幀的圖像數(shù)據(jù)的編碼后，移動被強制幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)塊列。
按照本發(fā)明的強制幀內(nèi)編碼方法，由于強制幀內(nèi)編碼的宏數(shù)據(jù)塊列相互縱向設(shè)定一定間隔，而且宏數(shù)據(jù)塊的編碼方向設(shè)定為縱方向，所以，不僅可以迅速復(fù)原圖像，而且能保持各宏數(shù)據(jù)塊列數(shù)據(jù)量均勻一致。
下面根據(jù)


本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1A及圖1B是表示原來的編碼和譯碼系統(tǒng)的方塊圖。
圖2A至圖2B是表示被編碼的圖像數(shù)據(jù)的格式的示意圖。
圖3A至圖3C是說明原來的強制幀內(nèi)編碼方法的示意圖。
圖4A至圖4C是說明本發(fā)明的強制幀內(nèi)編碼方法的示意圖。
圖5是圖像幀編碼順序的說明圖。
圖4A至圖4C表示用本發(fā)明的強制幀內(nèi)編碼方法進行編碼的幀。首先，用圖4A的第“j”幀沿橫向幀設(shè)定被強制幀內(nèi)編碼的MB列，該MB列沿縱向有一定間隔。如下面說明的圖5所示，圖像數(shù)據(jù)沿縱方向即從上到下的方向進行編碼。如果用這種方式對第“j”幀完成編碼，然后如圖4B所示把下一幀即第“j+1”幀被強制幀內(nèi)編碼的MB列下移一列。同樣，當(dāng)?shù)凇癹+1”幀完成編碼時，如圖4C所示把第“j+2”幀被強制幀內(nèi)編碼的MB列再下移一列。
圖5表示放大的圖4所示的被強制幀內(nèi)編碼的第“j”幀，像原來那樣，編碼方向是橫向時，被強制幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)量變多，經(jīng)編碼的信息量的變化劇烈。因此，在本發(fā)明中，如果完成對幀的宏數(shù)據(jù)塊列的編碼就沿編碼方向進行對右側(cè)的宏數(shù)據(jù)塊列的編碼，而且，各宏數(shù)據(jù)塊列沿從位于最上端的宏數(shù)據(jù)塊開始到位于最下端的宏數(shù)據(jù)塊的順序進行編碼。如果，按照這樣的本發(fā)明，由于編碼方向是縱向，在如圖4所示的強制幀內(nèi)編碼的情況下，被碼的信息量的變化就變小。也就是說，由于被編碼的各宏數(shù)據(jù)塊列的數(shù)據(jù)量大體保持均勻一致。所以，本發(fā)明的編碼裝置可以容易地控制緩沖器15(圖1所示)。
為了在裝置中具體實現(xiàn)前述的本發(fā)明的特征，就要求把輸入到原來的編碼器的圖像數(shù)據(jù)的輸入順序改變?yōu)楸景l(fā)明的輸入順序。即原來的編碼裝置按橫方向的順序讀出圖像幀上宏數(shù)據(jù)塊，而按照本發(fā)明的可能的裝置則是按如圖5所示的縱方向讀出圖像幀上的宏數(shù)據(jù)塊。
對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，把本發(fā)明的特征適用于圖1A和圖1B的一般的裝置中進行圖像數(shù)據(jù)的編碼和譯碼是顯而易見的。因此，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以把本發(fā)明的特征具體實現(xiàn)為各種實施例。
如上所述，按照本發(fā)明的強制幀內(nèi)編碼方法，由于被強制編碼的宏數(shù)塊列沿縱向設(shè)置得相互有一定間隔，所以比沿垂直方向形成被強制編碼的宏數(shù)據(jù)塊列的原來的方法能更迅速地復(fù)原原來的圖像。不僅如此，由于宏數(shù)據(jù)塊的編碼方向設(shè)定為縱方向，所以對各宏數(shù)據(jù)塊列的數(shù)據(jù)量能保持均勻一致，從而可以容易地控制傳送緩沖器。
權(quán)利要求
1.一種把分割為規(guī)定大小數(shù)據(jù)塊單位的圖像數(shù)據(jù)有選擇地幀內(nèi)/幀間編碼的方法中的強制幀內(nèi)編碼方法，具特征是包含以下步驟按圖像幀的縱方向順序輸入構(gòu)成圖像幀的數(shù)據(jù)塊群；把被輸入的數(shù)據(jù)塊有選擇地進行幀內(nèi)/幀間編碼，對橫向相互鄰接配置的數(shù)據(jù)塊列進行強制幀內(nèi)編碼；以及每次完成一幀圖像數(shù)據(jù)的編碼后，移動前述被強制幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)塊列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的強制幀內(nèi)編碼方法，其特征在于前述輸入步驟一旦對構(gòu)成圖像幀的一條宏數(shù)據(jù)塊行的輸入結(jié)束，就開始對輸入完了的宏數(shù)據(jù)塊行右側(cè)位置的宏數(shù)據(jù)塊行輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的強制幀內(nèi)編碼方法，其特征在于前述的編碼步驟使每幀產(chǎn)生多個被強制幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)塊列來進行編碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的強制幀內(nèi)編碼方法，其特征在于前述的數(shù)據(jù)塊列移動步驟對被強制幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)塊列，每幀移動大約一個數(shù)據(jù)塊列的間隔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的強制幀內(nèi)編碼方法，其特征在于前述被強制幀內(nèi)編碼的數(shù)據(jù)塊列由構(gòu)成圖像幀的一行的多個宏數(shù)據(jù)塊構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像數(shù)據(jù)的編碼系統(tǒng)中在幀內(nèi)對一定間隔的宏數(shù)據(jù)塊進行編碼的強制幀內(nèi)編碼方法。圖像數(shù)據(jù)按幀的縱方向順序編碼，對沿被強制幀內(nèi)編碼的幀的縱方向按一定間隔排列的宏數(shù)據(jù)塊列進行。每當(dāng)對各幀編碼結(jié)束時對前述宏數(shù)據(jù)塊列沿幀的向下方向移動一個宏數(shù)據(jù)塊的位置。這樣，就比沿垂直方向強制幀內(nèi)編碼的原來的情況能更迅速地復(fù)原原來的圖像。而且，由于沿縱方向進行宏數(shù)據(jù)塊單位的幀內(nèi)/幀間編碼，所以對各宏數(shù)據(jù)塊列能保持均勻一致的數(shù)據(jù)量，從而容易控制傳送緩沖器。
文檔編號H04N7/26GK1112768SQ9411597
公開日1995年11月29日 申請日期1994年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月30日
發(fā)明者鄭濟昌, 安祐演 申請人:三星電子株式會社