專利名稱：傳送靜止圖像的終端和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用移動終端傳送圖像，尤其涉及用于傳送靜止圖像的終端和方法，其中使用運動圖像終端(moving picture terminal)傳送高質量的靜止圖像。
隨著多媒體通信時代的到來，實現(xiàn)了運動圖像終端，并將在不遠的將來投入實際應用。這樣一種運動圖像終端具有一個用于處理運動圖像以實時傳送或接收連續(xù)視頻幀的編碼器／解碼器。然而，運動圖像終端至今還不能傳送／接收高質量的靜止圖像。因此，為了將靜止圖像傳送到相對方，通常要使用數(shù)字攝象機、掃描儀和計算機。即，將數(shù)字攝象機或掃描儀連接到計算機上用來傳送靜止圖像。
以下將說明一種利用數(shù)字攝象機、掃描儀以及計算機傳送靜止圖像的方法。圖1例示出一個用于傳送靜止圖像的現(xiàn)有技術系統(tǒng)。
參考圖1，使用數(shù)字攝象機100抓取一幅所需靜止圖像，存儲于計算機102，并通過一個有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡傳送到相對方。另一方面，如果沒有數(shù)字攝象機，就采用傳統(tǒng)相機攝取該物體的照片，并利用掃描儀101掃描，以抓取靜止圖像。之后，將抓取的靜止圖像存儲于計算機102，并利用計算機102通過一個有線網(wǎng)絡或無線網(wǎng)絡傳送到相對方。
以下將對現(xiàn)有技術運動圖像終端中的編碼器和解碼器作說明。圖2例示了一個用于現(xiàn)有技術運動圖像終端中的編碼器的方框圖，圖3例示出一個用于現(xiàn)有技術運動圖像終端中的解碼器的方框圖。
參考圖2，用于現(xiàn)有技術運動圖像終端中的編碼器具有一個用于接收、壓縮、以及編碼連續(xù)圖像幀的核心部分210，一個用于接收由核心部分210編碼的符號、并對于由核心部分210編碼的符號將短長度代碼分配給在概率上具有高發(fā)生頻率的符號而將較長的代碼分配給具有低發(fā)生頻率的符號的VLC 230，以及一個用于緩存和轉發(fā)從VLC 230接收的數(shù)據(jù)并向核心部分210內的傳送速率控制器201提供緩沖器狀態(tài)的通道緩沖器(channel buffer)240。核心部分210具有一個用于接收圖像數(shù)據(jù)并對圖像數(shù)據(jù)進行離散余弦變換的DCT 200，一個用于量化圖像數(shù)據(jù)并供給VLC 230進行圖像幀壓縮的量化器202，一個用于根據(jù)通道緩沖器240中的量化值控制傳送速率的控制器201，一個用于將量化器202中量化的數(shù)據(jù)逆量化以便從編碼圖像幀恢復原始圖像幀的逆量化器203，一個用于對逆量化器203產(chǎn)生的DCT數(shù)據(jù)進行逆離散余弦變換(IDCT)的IDCT 204，一個用于存儲由IDCT 204恢復的圖像數(shù)據(jù)幀的幀存儲器220，用于將一個接收的幀與一個先前的幀(存儲在幀存儲器中的幀)作比較以估計運動差并對此差值進行補償?shù)囊粋€運動估計器206和一個運動補償器205。
以下說明編碼器的操作過程。
通過使用DCT 200對圖像幀進行離散余弦變換(DCT)來壓縮輸入的連續(xù)圖像幀后，通過舍去高頻項的量化器202將連續(xù)圖像幀在VCL 230中編碼成具有不同比特長度的比特流。編碼的比特流存儲于通道緩沖器240，并通過一個無線網(wǎng)絡向接收端傳送。在本例中，通道緩沖器240向傳送速率控制器201供給適量的傳送數(shù)據(jù)，傳送速率控制器201根據(jù)傳送數(shù)據(jù)的數(shù)量自適應地計算量化值并將此值供給量化器202。因此，由通道緩沖器204傳送數(shù)據(jù)的傳送速率得到了控制。在以上過程中，核心部分210使編碼的圖像幀通過逆量化器203和IDCT204進行逆離散余弦變換(IDCT)，以恢復原始圖像幀，并存儲在能存儲一幀圖像的幀存儲器220中。存儲原始圖像幀用于計算進入的連續(xù)圖像幀和先前存儲的圖像幀之間的運動差，其中運動估計器206根據(jù)相鄰圖像幀之間的相關估計運動差，并由運動補償器205補償此差值，使得能夠進行實時運動圖像傳送。在此例中，為了估計并補償相鄰圖像幀之間的運動差，輸入圖像序列的至少第一幀應該不考慮其與相鄰幀的相關而僅以其自身幀進行編碼。此編碼方法稱為“Ⅰ圖像編碼”，而利用與相鄰幀的相關進行編碼的編碼方法稱為“P圖像編碼”。I圖像編碼從原理上可以解釋為等同于靜止圖像編碼方法，類似于JPEG。
另一方面，圖3所示的解碼器操作與編碼器操作相反。
即，通過在核心部分270將編碼的圖像幀進行逆量化和IDCT而將其恢復成一個原始圖像后，與編碼器類似，當再現(xiàn)的圖像被存儲于幀存儲器280中用于利用與相繼接收的圖像幀的相關實時再現(xiàn)運動圖像時，由通道緩沖器250接收的編碼圖像幀得以再現(xiàn)。
然而，現(xiàn)有技術的運動圖像終端存在下列問題。
首先，由于用于實時傳送運動圖像的信道帶寬的限制，所以當圖像是一個要求實時傳送的運動圖像時，現(xiàn)有技術運動圖像終端就以低質量而非高質量傳送圖像。因此，難于傳送一個高質量靜止圖像。
其次，利用數(shù)字攝象機、掃描儀和計算機傳送靜止圖像需要考慮多個裝置的花費，成本高，并且使用這些裝置又繁瑣又不方便。
因此，始終需要既能傳送運動圖像又能傳送高質量靜止圖像的運動圖像終端。
因此，本發(fā)明致力于用于傳送靜止圖像的終端和方法，能實質避免由于現(xiàn)有技術的限制和不足引起一個或多個問題。
本發(fā)明的一個目的是提供用于傳送靜止圖像的終端和方法，其中使用運動圖像終端傳送高質量的圖像。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點在以下描述中指出，并且其部分特征和優(yōu)點是顯然的，或可以部分地從本發(fā)明的實例中獲知。通過此處書面說明和權利要求以及附圖所特別描述的結構，能實現(xiàn)并獲得本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明目的的這些以及其它優(yōu)點，如所概括和大致描述的那樣，圖像終端包括第一核心部分，用于編碼一個運動圖像或以一個固定量化值編碼一個從運動圖像中抽取的幀單元靜止圖像，以便以高分辨率轉發(fā)靜止圖像；VLC，用于以互不相同的長度編碼由第一核心部分編碼的數(shù)據(jù)；第一通道緩沖器，用于緩存VLC輸出的數(shù)據(jù)中的運動圖像的編碼比特流；第一比特流存儲器，用于響應一個控制信號存儲由VLC輸出的數(shù)據(jù)中的靜止圖像的編碼比特流；以及第一復用器，用于選擇并轉發(fā)第一通道緩沖器中的運動圖像和來自第一比特流存儲器的靜止圖像之中的一個。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所提供的圖像終端包括去復用器，用于接收并分選編碼靜止圖像或運動圖像比特流；第二通道緩沖器，用于接收并存儲由去復用器輸出的運動圖像比特流；第二比特流存儲器，用于接收并存儲由去復用器輸出的靜止圖像比特流；第二復用器，用于響應一個控制信號有選擇地轉發(fā)由第二緩沖器通道輸出的運動圖像或由第二比特流存儲器輸出的靜止圖像；VLC，用于將由第二復用器輸出的數(shù)據(jù)進行VLC；以及第二核心部分，用于量化由VLC輸出的數(shù)據(jù)以將該數(shù)據(jù)解碼為原始圖像。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，所提供的圖像終端包括幀存儲器，用于存儲靜止圖像的幀單元；核心部分，用于以一個固定的量化值對存儲在幀存儲器中的靜止圖像進行編碼；VLC，用于將核心部分編碼的數(shù)據(jù)編碼為相互長度不同的數(shù)據(jù)；以及通道緩沖器，用于當通過向核心部分和VLC提供控制信號以暫停編碼從而避免溢出時，緩存并傳送VLC輸出的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，所提供的圖像終端包括編碼幀存儲器，用于存儲一個先前圖像幀用于運動估計及補償；編碼核心部分，用于通過利用編碼幀存儲器接收并編碼圖像幀；解碼核心部分，用于解碼由編碼核心部分輸出的圖像幀；解碼幀存儲器，用于在運動圖像模式存儲一個先前圖像幀用于解碼核心部分的解碼，并在靜止圖像模式存儲一個從相機接收的待傳送的靜止圖像幀；控制器，用于根據(jù)運動圖像模式或靜止圖像模式控制數(shù)據(jù)流以將在靜止圖像模式從相機接收的待傳送的、靜止圖像存儲到解碼幀存儲器，并對靜止圖像幀的重復編碼執(zhí)行控制；第一復用器，用于在控制器的控制下從相機接收的運動圖像幀和存儲在解碼幀存儲器內的靜止圖像幀之中選擇一個圖像幀并轉發(fā)到解碼核心部分；以及第二復用器，用于在控制器的控制下從解碼核心部分的運動圖像幀和相機輸出的靜止圖像幀之中選擇一個圖像幀并轉發(fā)到解碼幀存儲器。
根據(jù)本發(fā)明的另一個進一步方面，所提供的用于傳送靜止圖像的方法包括下列步驟(1)從運動圖像中抽取靜止圖像的幀單元，(2)以一個固定量化值編碼所抽取靜止圖像并存儲此量化的靜止圖像，以及(3)以靜止圖像傳送模式傳送所存儲的靜止圖像。
根據(jù)本發(fā)明的其它方面，所提供的傳送靜止圖像的方法包括(1)接收并存儲靜止圖像的幀單元，(2)以一個固定的量化值編碼所存儲靜止圖像的幀單元，(3)如果傳送編碼的靜止圖像的通道緩沖器發(fā)生溢出，就暫時停止編碼，以及(4)如果通道緩沖器被穩(wěn)定以傳送編碼的靜止圖像，就重新開始編碼。
根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，所提供的傳送靜止圖像的方法包括步驟(1)接收并存儲靜止圖像的幀單元，(2)編碼并傳送存儲的靜止圖像的幀單元，(3)重復編碼存儲的靜止圖像的幀單元直到該靜止圖像達到某個確定分辨率，并傳送此靜止圖像。
很明顯，上述的整體說明以及如下的詳細說明均是示范性的和解釋性的，用于對權利要求提供更進一步的解釋。
有助于進一步理解本發(fā)明的、作為本說明書的一部分的附圖，例示了本發(fā)明的實施例并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
附圖包括圖1示出一個用于傳送靜止圖像的現(xiàn)有技術系統(tǒng)；圖2示出一個現(xiàn)有技術運動圖像終端中的編碼器的方框圖；圖3示出一個現(xiàn)有技術運動圖像終端中的解碼器的方框圖；圖4示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第一優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖；圖5示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第一優(yōu)選實施例的運動圖像終端的解碼器的方框圖；圖6示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第二優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖；圖7示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第二優(yōu)選實施例的運動圖像終端的解碼器的方框圖；圖8示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第三優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖；圖9示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第四優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖；圖10示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第四優(yōu)選實施例的運動圖像終端的解碼器的方框圖；圖11示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第四優(yōu)選實施例的各部分的操作時序圖；圖12示出一個在采用根據(jù)本發(fā)明的一個第一優(yōu)選實施例的傳送靜止圖像的方法的運動圖像終端和存儲系統(tǒng)之間的靜止圖像傳送的方框圖；和圖13示出一個在采用根據(jù)本發(fā)明的第二、三、或四優(yōu)選實施例的傳送靜止圖像的方法的運動圖像終端和存儲系統(tǒng)之間的靜止圖像傳送的方框圖。
現(xiàn)將詳細參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例，利用


其實例。本發(fā)明提出了四種傳送靜止圖像的終端和方法，其中使用一個運動圖像終端傳送高質量的靜止圖像。
根據(jù)一個第一靜止圖像傳送方法，從運動圖像中抽取靜止圖像的幀單元，并進行Ⅰ圖像編碼以產(chǎn)生一個比特流，存儲于一個附加提供的比特流存儲器中，并在用戶要求時向接收方傳送。
根據(jù)一個第二靜止圖像傳送方法，從一個攝象機接收靜止圖像的幀單元，對其進行Ⅰ圖像編碼并傳送到接收方，其中產(chǎn)生附加的控制信號用于避免發(fā)生通道緩沖器的溢出和下溢。
根據(jù)一個第三靜止圖像傳送方法，它與第二靜止圖像傳送方法的原理相同，所不同的是對同一個靜止圖像多次編碼以逐步獲得一個高質量圖像而無需附加控制信號。
根據(jù)一個第四靜止圖像傳送方法，將在第二或第三方法中描述的靜止圖像存儲在解碼部分的一個幀存儲器中用于編碼此靜止圖像。第一實施例在第一實施例靜止圖像傳送方法中，從輸入的運動圖像中抽取靜止圖像的幀單元進行編碼并傳送，其中在編碼時產(chǎn)生的比特流被存儲在一個附加的比特流存儲器中而非存儲在通道緩沖器中，以便在用戶選擇的時間點傳送此存儲的比特流。為此，根據(jù)本發(fā)明一個第一優(yōu)選實施例的運動圖像終端中的編碼器和解碼器具有用于處理靜止圖像的比特流存儲器和復用器。圖4示出根據(jù)本發(fā)明一個第一實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖，圖5示出根據(jù)本發(fā)明一個第一實施例的運動圖像終端的解碼器的方框圖。
參考圖4，根據(jù)本發(fā)明一個第一實施例的運動圖像終端的編碼器包括一個具有一個量化器(未示出)、一個逆量化器(未示出)和一個幀存儲器的核心部分300，可以用于接收、壓縮和編碼連續(xù)運動圖像從而以低質量轉發(fā)運動圖像，也可以用于接收連續(xù)運動圖像、從運動圖像中抽取靜止圖像的幀單元、編碼此抽取的靜止圖像幀，以便根據(jù)用戶選擇的量化值高質量地轉發(fā)此靜止圖像；一個用于在核心部分300根據(jù)發(fā)生的頻率以相互不同的長度對運動圖像或靜止圖像的編碼符號進行編碼的VLC 302；一個用于緩存在VLC 302產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中的運動圖像的編碼比特流的通道緩沖器303；一個用于響應用戶控制信號存儲在由VLC 302產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中的靜止圖像的編碼比特流的比特流存儲器304；以及一個用于根據(jù)用戶的選擇傳送運動圖像比特流或靜止圖像比特流的復用器305。比特流存儲器304和復用器305是現(xiàn)有技術編碼器之外的附加部分。增加比特流存儲器304和復用器305的原因如下。
通常，由于用途的不同，靜止圖像的圖像質量應較運動圖像的圖像質量高。即，盡管只傳送一幅圖像，但是靜止圖像應達到與原始圖像相比沒有感覺上差別的高圖像質量。因此，由于高質量靜止圖像被編碼成高比特率(即低壓縮比)，所以編碼器將高質量靜止圖像壓縮成大量比特，由此使得導致需要一個附加的存儲器。在本發(fā)明中，比特流存儲器304正是用于存儲這些比特的存儲器。
如果可以將靜止圖像存儲在通道緩沖器303，則本發(fā)明的解碼器會更簡單，由于運動圖像傳送延遲的限制，所以通道緩沖器303的尺寸也受到限制。即，由于運動圖像從傳送端的攝象機傳送到接收端的顯示器通常允許的延遲時間限制在300msec的范圍內，如果一個運動圖像比特流通過通道緩沖器303的時間周期被設置為100msec，那么考慮到運動圖像的傳送速率是64Kbps，所以通道緩沖器303的存儲量由100msec×64Kbps計算得到64Kbit。如果假設傳送一個CIF格式的靜止圖像(即352×228)，其中將靜止圖像壓縮到2比特／像素，由于壓縮一幅圖像時會產(chǎn)生300比特范圍的比特(352×288×1．5×2，其中1．5指對于4∶2∶0格式整幅圖像的大小是亮度圖像大小的1．5倍)，所以存儲量為64Kbit的通道緩沖器303顯然不能存儲靜止圖像壓縮時產(chǎn)生的300Kbit的所有比特流。因此，除了通道緩沖器303之外，第一實施例的編碼器還包括一個獨立的用于存儲進行靜止圖像編碼時產(chǎn)生的比特的比特流存儲器304。
以下將說明采用根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器傳送靜止圖像的方法。
由于在傳送運動圖像方面本發(fā)明的方法與現(xiàn)有技術方法相同，所以不予說明，只說明本發(fā)明的傳送靜止圖像的第一實施例方法。與傳送運動圖像不同，在傳送靜止圖像時，為了保持高比特率，用戶對一個抽取的靜止圖像固定地保持低量化值。即，如果編碼運動圖像，量化值可以隨通道緩沖器303的狀態(tài)改變，如果編碼靜止圖像，用戶保持一個比運動圖像編碼的量化值低的固定量化值。在本例中，核心部分300以只使用運動圖像的第一圖像幀的I圖像編碼對運動圖像進行編碼。之后，根據(jù)此低的量化值，核心部分300產(chǎn)生包含編碼靜止圖像的大量信息的適量數(shù)據(jù)，使VLC 302產(chǎn)生大量比特，其比特流存儲在比特流存儲器304。在本例中，通道緩沖器303僅用于編碼運動圖像。當在此狀態(tài)下出現(xiàn)用戶希望的時間點時，產(chǎn)生一個用戶控制信號，以便按一個預定的通道傳送速率傳送存儲在比特流存儲器304中靜止圖像的編碼比特流。在本例中，當傳送靜止圖像時，將用戶控制信號供給核心部分300、比特流存儲器304、以及復用器305。由于傳送速率是64Kbps，一幅圖像的比特量約是300Kbits，所以傳送一幅靜止圖像約需要5秒鐘。由于當傳送速率變得越高，或圖像質量降到更壞時，這種傳送周期就減少到更短，所以用戶可以考慮了圖像傳送的時間周期找到一個適當折衷的點。即，參考傳送時間周期調整量化值。
以下將說明根據(jù)本發(fā)明的一個第一優(yōu)選實施例的運動圖像終端的解碼器，它恢復一個被編碼成高分辨率并從編碼器傳送的靜止圖像。
參考圖5，根據(jù)本發(fā)明的一個第一優(yōu)選實施例的解碼器包括一個用于接收靜止圖像或運動圖像的比特流并分選此比特流的去復用器306；一個用于接收并存儲由去復用器306輸出的運動圖像的比特流的通道緩沖器307；一個用于接收并存儲去復用器306輸出的靜止圖像的比特流的比特流存儲器308；一個用于響應用戶選擇信號轉發(fā)由通道緩沖器307或比特流存儲器308輸出的運動圖像或靜止圖像的比特流的復用器309；一個用于將復用器309輸出的數(shù)據(jù)進行VLC處理的VLC310；以及一個用于將VLC 310輸出的數(shù)據(jù)進行逆量化處理以解碼成原始圖像的核心部分311。在本例中，盡管核心部分311在解碼運動圖像時具有一個大逆量化值，由于編碼器將靜止圖像編碼為更高分辨率圖像，所以核心部分311在解碼靜止圖像時仍具有一個相對小的逆量化值。前述解碼器存儲由編碼器輸出的編碼靜止圖像的比特流，并在要求的時間點解碼所存儲的比特流，以便再現(xiàn)靜止圖像。為此，與編碼器類似，向比特流存儲器308和復用器309提供用戶控制信號。
如上所述，由于根據(jù)本發(fā)明一個第一優(yōu)選實施例傳送靜止圖像的方法將壓縮的靜止圖像比特流存儲在比特流存儲器308中，所以如果能提供一個大容量比特流存儲器308用于存儲多幅靜止圖像，那么運動圖像終端能用于替換數(shù)字攝象機。第二實施例圖6示出一個根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖，圖7示出一個根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的運動圖像終端的解碼器的方框圖。根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例傳送靜止圖像的方法建議從一個攝象機接收靜止圖像的幀單元，并編碼此靜止圖像以便傳送。為了執(zhí)行此靜止圖像傳送，在如圖2所示的現(xiàn)有技術的編碼器的核心部分401之前附加設置了一個單獨的幀存儲器400，用于存儲靜止圖像的幀單元，此外，由通道緩沖器404附加地產(chǎn)生控制核心部分401和VLC 403操作的控制信號。盡管未示出，核心部分401具有一個用于估計并補償一個運動的幀存儲器(參考圖2)，在本發(fā)明第二實施例中在核心部分401之前有一個單獨的幀存儲器400。以下將說明根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的編碼器的操作過程。
參考圖6，從攝象機接收靜止圖像的幀單元，并存儲在一個附加的幀存儲器400。在本例中，為了接收靜止圖像的幀單元，可以接通／關斷從攝象機的輸入。因此，在每次接通／關閉攝象機時，一幅靜止圖像幀被存儲于第一幀存儲器400中。之后，核心部分401將存儲于幀存儲器400的圖像以如第一實施例所說明的一個固定量化值進行I圖像編碼。在本例中，由于量化值保持為低值，在編碼該圖像時圖像產(chǎn)生許多比特，其有可能引起從通道緩沖器404溢出。為了避免這種溢出，通道緩沖器404向核心部分401和VLC 403提供一個控制信號(即等待信號)用以暫停編碼，并且相應地，核心部分401暫停對存儲在幀存儲器400的靜止圖像幀的編碼。之后，當通道緩沖器404穩(wěn)定在一個狀態(tài)時，核心部分401再次開始編碼，以對存儲在幀存儲器400中的靜止圖像幀再次編碼。這樣，由于根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的編碼器對存儲在附加的幀存儲器400中的靜止圖像幀進行編碼，其根據(jù)通道緩沖器404的狀態(tài)對編碼加以調整，因此可以傳送高質量的靜止圖像。
與此同時，以下將說明根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的解碼器。
參考圖7，根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的解碼器具有與圖2所示的解碼器相同的結構，以下說明其操作過程。由編碼器提供并編碼的靜止圖像的比特流被存儲于通道緩沖器405中。同時，核心部分407開始解碼存儲于通道緩沖器405中的比特流。由于核心部分407的解碼速率高于通道傳送速率，所以通道緩沖器405可能會發(fā)生下溢。為了防止發(fā)生此類問題，通道緩沖器405向核心部分407和VLC 406發(fā)出一個控制信號(即一個等待信號)用于暫停解碼。并且，如果將以高于預定參考值編碼的靜止圖像的比特流供給通道緩沖器405，則VLC 406和核心部分407再次開始解碼以再現(xiàn)靜止圖像。
盡管上述根據(jù)本發(fā)明一個第二優(yōu)選實施例的解碼器沒有使用比特流存儲器，但是使用的第二實施例的解碼器與第一實施例的編碼器相連。第三實施例圖8示出根據(jù)本發(fā)明第三實施例的運動圖像終端的編碼器。本發(fā)明第三實施例傳送靜止圖像的方法建議從攝象機接收靜止圖像的幀單元并進行重復編碼和傳送，用以提高靜止圖像的分辨率。如圖8所示，除了其中的通道緩沖器不需產(chǎn)生控制信號(即一個等待信號)外，根據(jù)本發(fā)明第三優(yōu)選實施例的編碼器與第二實施例的編碼器具有相同的結構。
參考圖8，從攝象機以幀單元接收的靜止圖像被存儲在附加的幀存儲器500，并關閉攝象機輸入，以不再接收圖像。因此，攝象機每次接通／關閉時，幀存儲器500存儲一幅靜止圖像幀。之后，核心部分501和VLC 503對存儲于幀存儲器500中的靜止圖像幀進行編碼。在本例中，與本發(fā)明第一實施例或第二實施例不同，根據(jù)本發(fā)明第三實施例的傳送靜止圖像的方法建議，在編碼靜止圖像時，用于一幀靜止圖像的量化值不固定，而是隨通道緩沖器504的狀態(tài)變化。此操作等同于編碼器對運動圖像的操作，其中編碼器對存儲在幀存儲器500中的圖像進行編碼并傳送到接收端，這與傳統(tǒng)運動圖像的處理過程相同。之后，具有與圖2所示的解碼器相同結構的解碼器首先恢復并再現(xiàn)低質量的靜止圖像。在本例中，如果當處理運動圖像時，盡管處理了相繼供給編碼器的圖像幀，由于在本發(fā)明中為了不再接收任何新圖像而關閉了攝象機輸入，幀存儲器500存儲的靜止圖像等同于編碼的和傳送的靜止圖像，將此靜止圖像再次編碼并傳送。更詳細地說，核心部分501具有一個用于估計運動并補償?shù)膸鎯ζ?02，并且核心部分501內的幀存儲器502使圖像幀(即由于圖像是由攝象機提供的，第一次處理的圖像)預先編碼并存儲在其內?，F(xiàn)在，由于幀存儲器500再次提供了相同的靜止圖像，為了比預先處理的圖像幀(即由于圖像由攝象機提供，第一次處理的圖像幀)產(chǎn)生較少量的比特，如果所提供的圖像幀和存儲在核心部分501的幀存儲器502中的圖像幀之間的差值被編碼并轉發(fā)，那么通道緩沖器504降低控制傳送率的量化值。因此，對于相同的靜止圖像，可以在解碼器端再現(xiàn)具有改善圖像質量的圖像。從編碼器輸出的一個靜止圖像的重復傳送操作停止于一個預定的參考值。
由用戶或編碼器設定的該參考值可以由下列兩種方法設定。
第一，固定該預定時間，使編碼器以預定的時間周期重復傳送靜止圖像。
第二，預定時間隨通道緩沖器的占用量而變化；當對通道緩沖器的占用變得低于某一特定值時，停止重復傳送。
依據(jù)上述方法重復傳送一幅靜止圖像，可以傳送一幅理想的高質量靜止圖像。根據(jù)本發(fā)明第三實施例的傳送靜止圖像的方法的處理過程與現(xiàn)有技術的運動圖像編碼和解碼處理過程相同，不同的是附加了攝象機的接通／關閉操作。第四實施例通常，運動圖像終端同時具有一個編碼器和一個解碼器，由于運動圖像的傳送是雙向進行的，所以它們能同時操作。然而，靜止圖像的傳送和接收卻最可能為單向的。在此種情況中，在傳送靜止圖像的運動終端中只有編碼器工作，而在接收靜止圖像的運動終端只有解碼器工作。因此，在采用了如根據(jù)本發(fā)明第一、第二或第三實施例的靜止圖像傳送方法的運動圖像終端中，可以在解碼器中使用運動補償存儲器代替?zhèn)魉投说谋忍亓鞔鎯ζ骰蜉斎雸D像幀存儲器，并且編碼器中的運動補償幀存儲器可用來代替接收端的比特流存儲器。以下說明運動圖像終端的詳細操作過程和系統(tǒng)構成，在靜止圖像傳送和接收時將解碼器中的運動補償幀存儲器用作傳送端附加的幀存儲器。圖9示出一個根據(jù)本發(fā)明一個第四優(yōu)選實施例的運動圖像終端的編碼器的方框圖，圖10示出一個根據(jù)本發(fā)明一個第四優(yōu)選實施例的運動圖像終端的解碼器的方框圖，圖11示出一個根據(jù)本發(fā)明的一個第四優(yōu)選實施例的各部分的操作時序圖。在根據(jù)本發(fā)明第四實施例中，為了用幀存儲器400或500代替解碼器中的幀存儲器，適當調整圖6或圖8中的時序。即，由于由攝象機獲取的圖像以靜止圖像傳送模式顯示在其顯示器上，所以不需要對從相對方接收的運動圖像編碼。因此，通過適當?shù)臅r序調整和數(shù)據(jù)流控制，傳送端的解碼器中的幀存儲器可被用作附加到編碼器的靜止圖像幀存儲器。
參考圖9和圖10，根據(jù)本發(fā)明一個第四實施例的圖像終端包括一個用于存儲一個先前圖像幀以進行運動估計和補償?shù)木幋a幀存儲器730；一個用于在利用編碼幀存儲器730進行運動估計和補償之后接收并編碼一個圖像幀的編碼核心部分740；一個用于解碼從編碼核心部分740輸出的比特流的解碼核心部分790；一個用于以運動圖像模式存儲一個先前圖像幀以用于解碼核心部分790解碼，并以靜止圖像模式存儲一個從攝象機接收的待傳送的靜止圖像幀的解碼幀存儲器780；一個用于根據(jù)運動圖像模式或靜止圖像模式控制數(shù)據(jù)流以將從攝象機以靜止圖像模式接收的待傳送靜止圖像存儲于解碼幀存儲器780、并執(zhí)行對靜止圖像幀的重復編碼的控制的控制器720或750；一個用于在控制器720或750的控制下從攝象機接收的運動圖像幀和存儲在解碼幀存儲器780中的靜止圖像幀之中選擇一個并轉發(fā)到解碼核心部分740的第一復用器710；一個用于在控制器720和750的控制下從解碼核心部分790輸出的運動圖像幀和從攝象機接收的靜止圖像幀之中選擇一個并轉發(fā)到解碼幀存儲器780的第二復用器770；以及一個用于顯示從解碼核心部分790輸出的圖像數(shù)據(jù)的再現(xiàn)部分760。在編碼器或解碼器中的控制器720或750可以是依賴于編碼器和解碼器的功能的一個或兩個控制器。
以下將說明上述圖像終端的操作過程。
利用本發(fā)明的圖像終端，預覽模式和快照模式可以為用戶在靜止圖像的獲取操作中提供方便。為了傳送靜止圖像，在從運動圖像模式變?yōu)轭A覽模式后，通過利用本發(fā)明的靜止圖像傳送方法以快照模式傳送靜止圖像。在運動圖像模式中，傳送其本身的運動圖像，并將從相對方接收的運動圖像顯示在其自身的再現(xiàn)部分760。在預覽模式，將其自身的運動圖像顯示在其自身的再現(xiàn)部分760，并且其自身的運動圖像可以傳送或不傳送給相對方。在快照模式，捕獲由其自身選擇的圖像，圖像質量逐步改善的靜止圖像顯示在再現(xiàn)部分760并傳送給相對方。預覽模式是在靜止圖像編碼和傳送之前將一個對象顯示給用戶的模式，一旦顯示一個理想的靜止圖像，用戶發(fā)出一個快照信號以捕獲靜止圖像，并據(jù)此使圖像終端進入快照模式，以便編碼并傳送捕獲的靜止圖像。用于在編碼器／解碼器獲取靜止圖像的控制信號大多數(shù)被送到復用器710和770。如上所述，由于在傳送靜止圖像時通常是單向通信，因此在解碼器中使用運動補償幀存儲器780并不是為了解碼，運動補償幀存儲器780可只被專用作靜止圖像存儲幀存儲器。相應地，圖10中的編碼器被用作于靜止圖像傳送的解碼器的運動補償幀存儲器780。在本例中，編碼器中的控制信號根據(jù)圖12所示的時序操作。
以下將說明編碼器的操作過程。
用戶設置用于在捕獲一個靜止圖像之前檢驗對象的預覽模式，它作為PreviewOn信號送到解碼器中的控制器750。PreviewOn信號可以根據(jù)用戶選擇隨時產(chǎn)生。然而，由于解碼器總是根據(jù)通知一幀開始的FrameSync信號操作，所以即使可以隨時收到PreviewOn信號，編碼器并不響應PreviewOn信號。即，預覽模式所需的MuxSelRx信號與FrameSync信號相對應產(chǎn)生。在運動圖像模式，第一復用器710將攝象機700輸出的信號轉發(fā)到編碼器并在控制器720的控制下關閉RxFMb。在本例中，第二復用器770關閉RxFMa并打開ReconImg信號，用以允許解碼幀存儲器780被用于運動圖像解碼。然而，當PreviewOn建立時，在下一個周期的第一FrameSync，控制器750產(chǎn)生MuxSelRx信號用以將通過攝象機700接收的靜止圖像幀通過RxFMa傳送到第二復用器770，第二復用器770轉發(fā)并在解碼器的運動補償幀存儲器780中存儲靜止圖像幀。即，將攝象機700輸出的靜止圖像幀傳送到解碼器的第二復用器770并存儲于解碼器的幀存儲器780中。在此預覽模式，第一復用器710關閉Camera In信號和RxFMb信號，控制器720關閉一個供給VLC 743用于停止運動圖像編碼的VLC_On信號，而解碼器中的控制器750產(chǎn)生一個ZeroADD信號送到一個ADD791用于切斷由IDCT／IQ 792提供的運動圖像幀。之后，存儲在解碼器的幀存儲器780中的靜止圖像數(shù)據(jù)通過ADD 791傳送到再現(xiàn)部分760，再現(xiàn)部分760顯示用戶希望獲取的對象。在本例中，響應一個加到當VLC On關閉時傳送的數(shù)據(jù)的EOS(序列結束)，接收端圖像終端停止解碼操作，并連續(xù)顯示最后一幅圖像。作為一個替換，第一復用器710可以打開Camera In信號或RxFMb信號并傳送用戶獲取的圖像。當出現(xiàn)預覽模式時，圖像終端將通過攝象機700接收的靜止圖像幀RxFMa存儲在解碼器的運動補償幀存儲器中，并通過FrameOut將存儲的靜止圖像幀顯示在再現(xiàn)部分760。當顯示一幅所要求的靜止圖像時，用戶按下一個按鈕以保護所顯示的靜止圖像，從而向控制器720和控制器750提供一個快照信號。在本例中，即使隨時提供快照信號，編碼器和解碼器也與FrameSync信號同步操作。因此，在快照信號之后的一個第一FrameSync，控制器720向第一復用器710提供一個MuxSelTx信號以切斷一個攝象機輸出的Camera In信號，并將存儲在解碼器的運動補償幀存儲器780中的靜止圖像幀RxFMb信號通過第一復用器710送到編碼器。在本例中，控制器720接通送到VLC 743的VLC On信號用以解碼第一復用器710輸出的靜止圖像幀。并且，為了防止攝象機700輸出的靜止圖像幀不再送到解碼器的運動補償幀存儲器780，控制器720根據(jù)RxFMa和ReconImg，關閉第二復用器770，或者切斷對存儲器本身的寫信號。ZeroAdd處于保持狀態(tài)，VLC On處于接通狀態(tài)，并且用戶將獲取的圖像傳送到相對方。因此，通過按本發(fā)明第二實施例的方法提供等待信號，編碼器可以編碼一個存儲在解碼器的運動補償幀存儲器780中的靜止圖像幀，也可以按本發(fā)明第三實施例重復編碼并傳送該靜止圖像幀直到所有的控制信號被初始化的一個預定的時間后靜止圖像達到所要求的圖像質量，以結束快照模式。因此，本發(fā)明的圖像終端具有一個從運動圖像模式轉換到靜止圖像模式的預覽模式，以致用戶可以通過再現(xiàn)部分監(jiān)視該對象直到顯示一個用戶所要求的圖像。
以下說明應用于此的一個在具有上述用于傳送靜止圖像的方法的運動圖像終端間的靜止圖像傳送和存儲系統(tǒng)。圖12示出采用根據(jù)本發(fā)明第一優(yōu)選實施例的傳送靜止圖像的方法的存儲系統(tǒng)和運動圖像終端之間靜止圖像傳送的方框圖。
參考圖12，如果靜止圖像以第一實施例存儲在計算機中，由于靜止圖像以比特流存儲，所以靜止圖像存儲在一個比特流中。然而，由于存儲在計算機中的靜止圖像的比特流含有用于編碼運動圖像的語法(即MPEG，H263)，所以靜止圖像的比特流應轉換到靜止圖像的語法(即JPEG)。為了實現(xiàn)此功能，計算機應具有用于轉換語法的代碼轉換器軟件。
圖13示出了采用根據(jù)本發(fā)明的第二、第三、或第四優(yōu)選實施例傳送靜止圖像的方法，在運動圖像終端與存儲系統(tǒng)之間的傳送靜止圖像的方框圖。
參考圖13，根據(jù)第二、第三或第四實施例，即使數(shù)據(jù)存儲在計算機中，仍需存儲圖像數(shù)據(jù)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的靜止圖像的傳送終端和方法具有以下優(yōu)點。
首先，即使沒有數(shù)字攝象機、掃描儀和計算機，由于圖像終端能夠高分辨率傳送靜止圖像，所以根據(jù)本發(fā)明的傳送靜止圖像的終端和方法可以節(jié)約傳送靜止圖像的成本。
其次，通過利用圖像終端，無需考慮時間和地點可以方便地傳送／接收所要求的靜止圖像，擴大了圖像終端的應用。
第三，通過根據(jù)本發(fā)明第一實施例提高比特流存儲器的存儲容量，和根據(jù)第二、第三、或第四實施例在VLC的后部附加一個大規(guī)模存儲器，以便在通過一個通道傳送之前存儲多幅靜止圖像，運動圖像終端可被用于替代數(shù)字攝象機。
第四，利用現(xiàn)存的解碼器中的幀存儲器而無需附加任何新硬件，就可以使圖像終端傳送高質量靜止圖像。
顯然，本技術領域的技術人員可以提出基于本發(fā)明的傳送靜止圖像的終端和方法的多種修改和變型，它們均屬于本發(fā)明的實質范圍。因此，本發(fā)明試圖涵蓋所有落入所附權利要求及其等價物的范圍內的修改和變型。
權利要求
1．一種圖像終端，包括第一核心部分，用于編碼運動圖像或以固定量化值編碼從該運動圖像抽取的幀單元靜止圖像以便以高分辨率轉發(fā)靜止圖像；VLC，用于以互不相同的長度編碼在第一核心部分編碼的數(shù)據(jù)；第一通道緩沖器，用于緩存VLC輸出的數(shù)據(jù)中的運動圖像的編碼比特流；第一比特流存儲器，用于響應控制信號存儲由VLC輸出的數(shù)據(jù)中的靜止圖像的編碼比特流；以及第一復用器，用于選擇并轉發(fā)第一通道緩沖器中的運動圖像和第一比特流存儲器中的靜止圖像之一。
2．根據(jù)權利要求1所述的圖像終端，進一步包括去復用器，用于接收并分選一個編碼靜止圖像或一個運動圖像比特流；第二通道緩沖器，用于接收并存儲由去復用器輸出的運動圖像比特流；第二比特流存儲器，用于接收并存儲由去復用器輸出的靜止圖像比特流；第二復用器，用于響應控制信號有選擇地轉發(fā)第二通道緩沖器輸出的運動圖像或第二比特流存儲器輸出的靜止圖像；VLC，用于將第二復用器輸出的數(shù)據(jù)進行VLC；和第二核心部分，用于量化VLC輸出的數(shù)據(jù)以將此數(shù)據(jù)解碼為原始圖像。
3．一種圖像終端，包括幀存儲器，用于存儲靜止圖像的幀單元；核心部分，用于以一個固定量化值對存儲在幀存儲器中的靜止圖像進行編碼；VLC，用于將在核心部分編碼的數(shù)據(jù)編碼為相互長度不同的數(shù)據(jù)；和通道緩沖器，用于當通過向核心部分和VLC提供一個控制信號以暫停編碼來防止溢出時，緩存并傳送VLC輸出的數(shù)據(jù)。
4．根據(jù)權利要求3所述的圖像終端，其中核心部分和VLC重復編碼存儲在幀存儲器中的幀數(shù)據(jù)。
5．一種圖像終端，包括編碼幀存儲器，用于存儲先前的圖像幀以用于運動估計和補償；編碼核心部分，用于通過利用編碼幀存儲器接收并編碼圖像幀；解碼核心部分，用于解碼編碼核心部分輸出的圖像幀；解碼幀存儲器，用于以運動圖像模式存儲一個用于解碼核心部分的解碼的先前圖像幀，并以靜止圖像模式存儲一個從攝象機接收的待傳送的靜止圖像幀；控制器，用于根據(jù)運動圖像模式或靜止圖像模式控制數(shù)據(jù)流，使得將以靜止圖像模式從攝象機接收的待傳送的靜止圖像存儲于解碼幀存儲器中，并對靜止圖像幀的重復編碼進行控制；第一復用器，用于在控制器的控制下在從攝象機接收的運動圖像幀及存儲在解碼幀存儲器中的靜止圖像幀中選擇其中之一，并轉發(fā)到解碼核心部分；和第二復用器，用于在控制器的控制下在解碼核心部分輸出的運動圖像幀及從攝象機輸出的靜止圖像幀中選擇其中之一，并轉發(fā)到解碼幀存儲器。
6．一種傳送靜止圖像的方法，包括步驟(1)從運動圖像中抽取靜止圖像的幀單元；(2)以固定量化值對抽取的靜止圖像編碼并且存儲此量化靜止圖像；并且(3)以靜止圖像傳送模式傳送所存儲的靜止圖像。
7．根據(jù)權利要求6所述的方法，其中步驟(2)包括以Ⅰ圖像編碼對靜止圖像編碼的步驟。
8．一種傳送靜止圖像的方法，包括步驟(1)接收并存儲靜止圖像的幀單元；(2)以一個固定量化值對所存儲的靜止圖像的幀單元編碼；(3)如果一個傳送所編碼的靜止圖像的通道緩沖器發(fā)生溢出就暫停編碼；(4)如果通道緩沖器被穩(wěn)定以傳送所編碼的靜止圖像則重新開始編碼。
9．根據(jù)權利要求8所述的方法，其中靜止圖像被存儲于圖像終端中解碼器的幀存儲器中。
10．根據(jù)權利要求8所述的方法，其中步驟(2)包括以Ⅰ圖像編碼對靜止圖像編碼的步驟。
11．一種傳送靜止圖像的方法，包括步驟接收并存儲靜止圖像的幀單元；編碼并傳送所存儲的靜止圖像的幀單元；重復編碼所存儲的靜止圖像的幀單元直至此靜止圖像具有某個確定分辨率，并傳送此靜止圖像。
12．根據(jù)權利要求11所述的方法，其中靜止圖像在步驟(1)被存儲在圖像終端的解碼器的幀存儲器中。
13．一種利用具有一個含有第一幀存儲器的編碼器和一個含有第二幀存儲器的解碼器的用于傳送圖像的圖像終端來傳送靜止圖像的方法，該方法包括步驟(1)解碼器的第二幀存儲器接收并存儲靜止圖像幀；(2)以一個固定量化值編碼存儲于第二幀存儲器內的靜止圖像幀；(3)如果傳送此編碼的靜止圖像的通道緩沖器發(fā)生溢出則暫停編碼；(4)如果通道緩沖器被穩(wěn)定以傳送此編碼的靜止圖像則重新開始編碼。
14．一種利用具有一個含有第一幀存儲器的編碼器和一個含有第二幀存儲器的解碼器的用于傳送圖像的圖像終端來傳送圖像的方法，該方法包括步驟(1)解碼器的第二幀存儲器接收并存儲靜止圖像幀；并且(2)在傳送前，重復編碼存儲在第二幀存儲器內的靜止圖像幀。
全文摘要
傳送靜止圖像的終端和方法,其中靜止圖像的幀單元在傳送之前從一個運動圖像中抽取,以一個固定量化值編碼,并存儲,或者在傳送之前以一個固定量化值編碼或以一個變化量化值重復編碼所存儲的幀單元靜止圖像,這樣無需考慮時間和地點就可以傳送/接收靜止圖像,這擴大了運動圖像終端的使用范圍。
文檔編號G06T9/00GK1281310SQ0012142
公開日2001年1月24日 申請日期2000年7月20日 優(yōu)先權日1999年7月20日
發(fā)明者趙顯惪, 李柱興 申請人:Lg情報通信株式會社