專利名稱：對(duì)特技電影的數(shù)字化幀進(jìn)行編碼和譯碼的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明相關(guān)于對(duì)特技電影的數(shù)字化幀進(jìn)行編碼和譯碼的方法及裝置。
本發(fā)明基于對(duì)一般類型的特技電影的數(shù)字化幀進(jìn)行編碼和譯碼的一種方法。
現(xiàn)有技術(shù)中公知的對(duì)全電影圖像編碼的方法通常用相對(duì)很少的選擇項(xiàng)限定。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)開(kāi)始改變這種情形，因?yàn)樗呀?jīng)允許相對(duì)而言較大數(shù)量的可選結(jié)構(gòu)。
對(duì)編碼全電影圖像的未來(lái)標(biāo)準(zhǔn)而言，要求它們應(yīng)有更大的靈活性，使編碼參數(shù)能在比迄今為止更大的程度上適應(yīng)要被編碼的圖像資料的特征。就此而論，也可以考慮視頻信號(hào)類的特定參數(shù)，這并不特別頻繁出現(xiàn)，但可以由對(duì)參數(shù)的特別選擇來(lái)更好地編碼。
這樣一類視頻信號(hào)是來(lái)自兩個(gè)幀序列的變換多端的幀交替，該幀序列在例如音樂(lè)圖像剪輯時(shí)頻繁發(fā)生。在這種特技電影中，第一電影場(chǎng)景的第一若干幀后面緊隨著第二電影場(chǎng)景的第二若干幀。因此，在每種情況下提供一個(gè)完整的新圖像內(nèi)容的頻繁的場(chǎng)景編輯出現(xiàn)在這一特技電影中。這樣一種特技電影被數(shù)字化并隨后根據(jù)熟悉的MPEG2標(biāo)準(zhǔn)編碼，頻繁的場(chǎng)景編輯在編碼裝置的輸出端造成大量的數(shù)據(jù)，這是因?yàn)橛捎趯?duì)第一幀的各個(gè)宏功能塊的成功的運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)，場(chǎng)景編輯后編碼裝置不能在該幀執(zhí)行任何冗余壓縮，從而產(chǎn)生了大量的所謂內(nèi)編碼宏塊，它們?cè)诘谝粠瑳](méi)有暫時(shí)預(yù)測(cè)而編碼。與單向或雙向預(yù)測(cè)編碼塊相比，這些宏塊的數(shù)據(jù)量要大得多。在單向或雙向預(yù)測(cè)編碼塊的情況下，只對(duì)要被傳輸?shù)暮陦K和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償宏塊之間的差進(jìn)行編碼。
本發(fā)明的目的是提出一種對(duì)所描述的特技電影編碼的方法，其中盡管發(fā)生頻繁的場(chǎng)景編輯，但數(shù)據(jù)量仍被大大減小，為此，在諸如MPEG2這樣的編碼方法中只要求較小的改變，而實(shí)際上硬件復(fù)雜性完全保持不變。
根據(jù)本發(fā)明，編碼裝置中的兩個(gè)幀緩沖器被分別予以控制，這兩個(gè)幀緩沖器的操作方式，使得在每種情況下，一個(gè)幀緩沖器被用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀，而另一個(gè)幀緩沖器被用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的所有幀，如果沒(méi)發(fā)生預(yù)測(cè)，那么兩個(gè)幀緩沖器都被用來(lái)雙向預(yù)測(cè)兩個(gè)電影場(chǎng)景的其中一個(gè)的一幀。與現(xiàn)有技術(shù)中公知的方法相比，這個(gè)方法的優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)場(chǎng)景發(fā)生變化時(shí)，進(jìn)行轉(zhuǎn)接的電影場(chǎng)景的最后一幀仍然被存儲(chǔ)在其中一個(gè)幀緩沖器中。結(jié)果，可以在幀緩沖器中最后一幀的基礎(chǔ)上對(duì)要編碼的新幀依次進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估算。從而，即使在場(chǎng)景編輯之后，內(nèi)編碼宏塊也不必定出現(xiàn)，數(shù)據(jù)量被顯著減小。
如果只有所謂的正向預(yù)測(cè)被用來(lái)編碼特技電影的幀，那么會(huì)特別有利。在正向預(yù)測(cè)中，對(duì)要被編碼的一幀的運(yùn)動(dòng)估算是用一個(gè)參考幀執(zhí)行的，從時(shí)間順序來(lái)說(shuō)，該參考幀在隨后將要顯示在屏幕上的幀序列中出現(xiàn)在要被編碼的幀之前。通過(guò)為預(yù)測(cè)模式規(guī)定正向預(yù)測(cè)，該編碼方法被大大簡(jiǎn)化，原因是在編碼過(guò)程中不需要對(duì)幀進(jìn)行再分類。
如果正向和反向預(yù)測(cè)都被許可作為預(yù)測(cè)模式，那么如果幀被再分類，使得反向預(yù)測(cè)的幀被延遲編碼，而由其開(kāi)始進(jìn)行反向預(yù)測(cè)的幀在反向預(yù)測(cè)的幀之前被冷卻，會(huì)是有利的。在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中也提供了這種再分類。在反向預(yù)測(cè)幀的情況下，對(duì)要被編碼的幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償在按時(shí)間次序只顯示在要被編碼的幀之后的幀的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
如果規(guī)定由其開(kāi)始進(jìn)行幀預(yù)測(cè)的幀緩沖器的信息被插入每個(gè)預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流中，也是有利的。該信息對(duì)應(yīng)于規(guī)定幀屬于哪個(gè)電影場(chǎng)景的信息。由此，一個(gè)譯碼裝置會(huì)立即得知哪個(gè)幀緩沖器將被用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
如果規(guī)定該幀屬于變換多端的特技電影序列的信息被插入每個(gè)預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流中，也是有利的。通過(guò)這個(gè)信息，譯碼裝置可以進(jìn)行重構(gòu)，使得例如一個(gè)只允許正向預(yù)測(cè)或允許正向與反向預(yù)測(cè)的模式被預(yù)先設(shè)定。
相應(yīng)地，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的方法編碼的幀譯碼的方法來(lái)說(shuō)，如果譯碼裝置中的兩個(gè)幀被分別操作，使得同一個(gè)幀緩沖器總被用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀，而另一個(gè)幀緩沖器被用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的幀。這使得即使在場(chǎng)景改變之后，編碼裝置也對(duì)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸幋a，從而被編碼的幀的數(shù)據(jù)量被減小。
為了簡(jiǎn)化譯碼裝置中的圖像處理，如果只允許正向預(yù)測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)變換多端的特技電影也會(huì)是有利的。
另一方面，如果相應(yīng)于幀被輸出的次序根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行再分類(至少對(duì)反向預(yù)測(cè)幀是如此)，那么也可以允許正向預(yù)測(cè)或反向預(yù)測(cè)。
如果已被插入預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流中的信息被用來(lái)確定必須由其開(kāi)始預(yù)測(cè)幀的幀緩沖器，也是有利的。這消除了對(duì)獨(dú)立確定必須由其開(kāi)始預(yù)測(cè)幀的幀緩沖器的復(fù)雜的研究單元的需要。
圖中示出了本發(fā)明的三個(gè)示例性實(shí)施例，并在隨后的說(shuō)明書(shū)中對(duì)其作了詳細(xì)的說(shuō)明。附圖中

圖1示出了一個(gè)變換多端的特技電影序列的一系列幀，其中只有I和P幀被編碼，只采用了正向預(yù)測(cè)；圖2示出了一個(gè)變換多端的特技電影序列的一系列幀，其中I、B和P幀被采用，只有正向預(yù)測(cè)被允許；圖3示出了一個(gè)變換多端的特技電影序列的一系列幀，其中I、B和P幀被采用，正向預(yù)測(cè)和反向預(yù)測(cè)都被允許；圖4示出了對(duì)一個(gè)變換多端的特技電影的幀編碼的一個(gè)編碼裝置的方框圖；圖5示出了對(duì)一個(gè)變換多端的特技電影的幀譯碼的一個(gè)譯碼裝置的方框圖；圖6示出一個(gè)編碼幀的數(shù)據(jù)流；圖7示出了包含有關(guān)編碼幀的信息的一個(gè)表，該信息被插在編碼幀的數(shù)據(jù)流的開(kāi)始處。
圖1示出了一個(gè)變換多端的特技電影序列的一個(gè)例子。在這個(gè)序列中，第二電影場(chǎng)景的四個(gè)幀在每種情況下跟隨第一電影場(chǎng)景的四個(gè)幀，這些幀在每種情況下被提供有下標(biāo)。下標(biāo)1表示相應(yīng)的幀屬于第一電影場(chǎng)景，下標(biāo)2表示相應(yīng)的幀屬于第二電影場(chǎng)景。示出的第一幀是I幀，該幀相應(yīng)于在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中定義的一個(gè)內(nèi)編碼幀。在這方面，可以明確參考MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的視頻部分，該標(biāo)準(zhǔn)在ISO標(biāo)準(zhǔn)中的編號(hào)為ISO/IEC 13818-2。
這一I幀的編碼發(fā)生時(shí)沒(méi)有借助于另一幀作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。該第一個(gè)I幀之后是第一電影場(chǎng)景的三個(gè)P幀。該P(yáng)幀相應(yīng)于用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼的幀，即用作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償參考的在時(shí)間上更滯后的一幀。MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中也包含對(duì)P幀的這種限定。從圖1的每個(gè)P幀指向右邊的箭頭指示相應(yīng)的P幀已經(jīng)借助于正向預(yù)測(cè)作了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。第一電影場(chǎng)景的前四幀后面是第二電影場(chǎng)景的前四幀。第二電影場(chǎng)景的第一幀又是一個(gè)I幀，而接下來(lái)的第二電影場(chǎng)景的三幀是同樣作了正向預(yù)測(cè)的P幀。第二電影場(chǎng)景的四幀之后是第一電影場(chǎng)景的四個(gè)P幀。第一電影場(chǎng)景的第五幀現(xiàn)在是一個(gè)P幀，它已經(jīng)從第一電影場(chǎng)景的第四幀作了正向預(yù)測(cè)。第一個(gè)電影場(chǎng)景的第二個(gè)四幀后面又是第二電影場(chǎng)景的四幀。第二個(gè)電影場(chǎng)景的第五幀也是一個(gè)P幀，并且從第二電影場(chǎng)景的第四幀借助于正向預(yù)測(cè)被編碼。特技電影序列的其它幀序列沒(méi)有進(jìn)一步示出。然而，它是相應(yīng)繼續(xù)的，但在每種情況下，對(duì)兩個(gè)電影場(chǎng)景在某些間隔又可以插入一個(gè)I幀，從而圖像質(zhì)量不會(huì)被多個(gè)正向預(yù)測(cè)降低。在圖中所示的幀下面的一行示出了幀的編碼序列。可以清楚地看出，沒(méi)有對(duì)幀作再分類，但每個(gè)幀是以它出現(xiàn)在編碼裝置的輸入端的相同次序編碼的。在圖中所示的幀序列下面的第二行指定了幀緩沖器，其中輸入相應(yīng)的幀。符號(hào)*指示相關(guān)幀被寫(xiě)入到一個(gè)編碼裝置的第一幀緩沖器，而字符#指示相關(guān)幀被寫(xiě)入到一個(gè)編碼裝置的第二幀緩沖器。應(yīng)該指出的是，在每種情況下幀緩沖器只有供一個(gè)幀使用的空間，因此，當(dāng)在同一幀緩沖器中又寫(xiě)入一個(gè)幀時(shí)，先前存儲(chǔ)的幀被改寫(xiě)。圖1示出了在例如編碼第一電影場(chǎng)景的第五幀時(shí)，第一電影場(chǎng)景的第四幀仍然存儲(chǔ)在相關(guān)的幀緩沖器中，從而可以在第一電影場(chǎng)景的第四幀基礎(chǔ)上進(jìn)行正向預(yù)測(cè)。反之，也可以看出，例如在編碼第二電影場(chǎng)景的第五幀時(shí)，第二電影場(chǎng)景的第四幀仍然存儲(chǔ)在相關(guān)幀緩沖器中，從而可以在第二電影場(chǎng)景的第四幀基礎(chǔ)上進(jìn)行正向預(yù)測(cè)。
圖2示出了一個(gè)變換多端的特技電影序列的另一個(gè)幀序列。同樣，第二電影場(chǎng)景的四個(gè)幀跟隨在第一電影場(chǎng)景的四個(gè)幀后面，不過(guò)這時(shí)除了I幀和P幀外，還對(duì)所謂的B幀編碼。根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，B幀相應(yīng)于被運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼的一幀，即在時(shí)間上靠后的一幀和/或被用作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償參考的在時(shí)間上緊隨其后的一幀。對(duì)圖2所示的編碼方法來(lái)說(shuō)，根據(jù)箭頭所示，一個(gè)B幀意味著它只被時(shí)間上靠后的一幀所預(yù)測(cè)，也就是說(shuō)采用了正向預(yù)測(cè)。從這方面來(lái)說(shuō)，它相應(yīng)于P幀，但與后者至少有以下不同之處，即在編碼該B幀時(shí)，允許更大的預(yù)測(cè)誤差容限。因此，一個(gè)B幀比P和I幀產(chǎn)生更小的數(shù)據(jù)量。圖2示出例如第一電影場(chǎng)景的第五、第六、第七幀在第一電影場(chǎng)景的第四幀基礎(chǔ)上被預(yù)測(cè)。然而，這只有在第一電影場(chǎng)景的第五和第六幀沒(méi)有被輸入到相關(guān)的幀緩沖器時(shí)才有可能實(shí)現(xiàn)。從幀序列下面的第二行可以看出這種情況，從中可以看到在該示例性實(shí)施例中的幀的編碼次序也相應(yīng)于編碼裝置輸入端的幀的時(shí)間次序。
圖3示出了一個(gè)變換多端的特技電影的另外的幀序列。在該序列中也出現(xiàn)了I、B和P幀。然而，與圖2的幀比較，區(qū)別是B幀不再僅僅只由正向預(yù)測(cè)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，在這種情況下，正向預(yù)測(cè)和反向預(yù)測(cè)都可以采用。從圖3中的箭頭可以看出，第一電影場(chǎng)景的某些B幀是用反向預(yù)測(cè)補(bǔ)償?shù)?，第二電影?chǎng)景的前兩幀、第六幀和第七幀也是由反向預(yù)測(cè)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)?。然而，反向預(yù)測(cè)的幀隨后必須根據(jù)編碼次序進(jìn)行再分類。如圖3中幀序列下面的一行所示，在第一電影場(chǎng)景的第一幀被編碼之后，第一電影場(chǎng)景的第四幀首先被編碼，而后第二和第三幀被編碼。在這種安排下，第一電影場(chǎng)景的第二和第三幀的反向預(yù)測(cè)是在第一電影場(chǎng)景的第四幀基礎(chǔ)上進(jìn)行的。接下來(lái)要被編碼的幀是第二電影場(chǎng)景的第三幀，這是一個(gè)I幀。在這之后對(duì)第二電影場(chǎng)景的第一幀和第二幀編碼。隨后對(duì)第一電影場(chǎng)景的第六幀編碼，它被編碼為P幀。在此之后才能根據(jù)第二電影場(chǎng)景的第三幀通過(guò)正向預(yù)測(cè)來(lái)編碼第二電影場(chǎng)景的第四幀，隨后由反向預(yù)測(cè)對(duì)第一電影場(chǎng)景的第五幀編碼。參考圖3的第二行可以很容易看出另外的序列。同樣，從圖3的第三行可以很容易地看出只有I幀和P幀被輸入到相關(guān)的幀緩沖器。編碼次序的改變相應(yīng)于MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)這樣一個(gè)I、B、P幀序列建議的編碼次序。
接下來(lái)將參考圖4描述根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置的結(jié)構(gòu)。標(biāo)號(hào)20指示編碼裝置的視頻輸入，在該輸入端提供數(shù)字化的幀。標(biāo)號(hào)21指示一個(gè)分類單元，在該單元中進(jìn)行前面提到的對(duì)幀的再分類，以便改變每種情況下的編碼次序，使得在每種情況下B幀比P幀后編碼，或I幀在B幀之后。然而，分類單元21是僅作為一個(gè)可選單元被提供的，它可以在圖1和圖2的實(shí)施例中被完全省略。標(biāo)號(hào)22指示一個(gè)減法單元，它連接到一個(gè)DCT單元，在該DCT單元中進(jìn)行離散余弦變換，這在現(xiàn)有技術(shù)的編碼裝置中也被采用。標(biāo)號(hào)24指示一個(gè)量化單元，它將DCT單元23中獲得的系數(shù)量化。標(biāo)號(hào)25指示一個(gè)VLC單元，在該單元中，在DCT變換之后對(duì)系數(shù)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼。另外，該單元也起多路復(fù)用器的功能，以便另外的信息也可以在該點(diǎn)被插入到數(shù)據(jù)流中。
產(chǎn)生的數(shù)據(jù)流被送到緩沖存儲(chǔ)器27，在緩沖存儲(chǔ)器27的輸出端提供按編碼次序被編碼的幀。標(biāo)號(hào)28指示一個(gè)去量化單元，從而來(lái)自量化單元24的數(shù)據(jù)被立即在去量化單元作逆量化處理。此后，在一個(gè)IDCT單元進(jìn)行離散余弦變換的逆變換，從而在IDCT單元29的輸出端出現(xiàn)重構(gòu)的幀。
這個(gè)幀經(jīng)由開(kāi)關(guān)單元35或者輸入到第一MC單元31，或者輸入到第二MC單元33。MC單元31、33分別對(duì)重構(gòu)的幀執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。為此，它采用仍然分別存儲(chǔ)在相關(guān)的第一和第二幀緩沖器30、32中的一個(gè)參考幀。MC單元確定經(jīng)由MV總線36被傳送到VLC單元25的運(yùn)動(dòng)向量。MC單元31和33都對(duì)MV總線36進(jìn)行訪問(wèn)。隨后運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀被分別呈現(xiàn)在MC單元31或33的輸出端，它經(jīng)由第二開(kāi)關(guān)單元34提供給減法單元22。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，該輸出在每種情況下作為來(lái)自圖4中的幀緩沖器30、32的輸出示出。在減法單元22產(chǎn)生輸入端20的幀與相關(guān)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償幀的差，然后在單元23至25只處理兩幀之間的差，從而顯著地減少數(shù)據(jù)量。還要提到的是，在減法單元22產(chǎn)生差和經(jīng)由單元30至35進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償僅僅只對(duì)B幀和P幀執(zhí)行，對(duì)I幀不作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。
電路單元20至33也存在于現(xiàn)有技術(shù)中公知的編碼裝置中，對(duì)此可參考MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各個(gè)單元的操作作了非常準(zhǔn)確的說(shuō)明。與公知的編碼裝置相比，一個(gè)顯著的區(qū)別是對(duì)兩個(gè)幀緩沖器30、32和MC單元31、33的控制，為此采用了開(kāi)關(guān)單元34和35。編碼裝置有一個(gè)電影場(chǎng)景識(shí)別信號(hào)輸入端37，還提供了一個(gè)特技電影識(shí)別信號(hào)輸入端38。如果沒(méi)有特技電影識(shí)別信號(hào)出現(xiàn)，那么就根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)采用開(kāi)關(guān)單元34和35。
經(jīng)由特技電影識(shí)別信號(hào)輸入端38，一個(gè)外部單元指示接下來(lái)要對(duì)一個(gè)特技電影編碼，其中第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀被連續(xù)交替地編碼。外部單元可以是演播室設(shè)備的一部分。該外部單元隨后還經(jīng)由輸入端37同時(shí)輸出電影場(chǎng)景識(shí)別信號(hào)，用來(lái)通知編碼裝置當(dāng)前是否存在第一電影場(chǎng)景的幀或第二電影場(chǎng)景的幀。該信號(hào)隨后被用來(lái)控制開(kāi)關(guān)單元34和35，這保證了預(yù)測(cè)總是從正確的幀緩沖器30、32發(fā)生，取決于要編碼的幀屬于第一電影場(chǎng)景還是第二電影場(chǎng)景。當(dāng)編碼過(guò)程結(jié)束時(shí)，在IDCT單元的輸出端出現(xiàn)的重構(gòu)幀被輸入到相關(guān)的幀緩沖器30、32，不過(guò)這只對(duì)I幀和P幀進(jìn)行，而不對(duì)B幀進(jìn)行。
還應(yīng)該提到的是，整個(gè)編碼裝置可以經(jīng)由特技電影識(shí)別信號(hào)輸入端38來(lái)配置。例如，在圖1和圖2所示的實(shí)施例中，MC單元31和33可以設(shè)置為只允許正向預(yù)測(cè)。而在圖3所示的實(shí)施例中，MC單元可以被設(shè)置為對(duì)B幀同時(shí)允許正向和反向預(yù)測(cè)。在輸入端37和38的相應(yīng)信息也被傳送給VLC單元25，該單元將一個(gè)適當(dāng)點(diǎn)處的適當(dāng)信息插入到一個(gè)編碼幀的數(shù)據(jù)流中，對(duì)此將在下面參考圖6和圖7進(jìn)行描述。
下面參考圖5描述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)譯碼裝置的結(jié)構(gòu)。在圖5中，與圖4相同的元件被標(biāo)上與圖4相同的標(biāo)號(hào)，因此這些元件將不再作詳細(xì)描述。被編碼的幀按照其編碼次序呈現(xiàn)在譯碼裝置的輸入端49，它們首先被傳送到緩沖存儲(chǔ)器27，之后是一個(gè)VLD單元50，該單元被用來(lái)譯碼根據(jù)圖4的VLC單元25編碼的可變長(zhǎng)度編碼，它還被用作多路分解單元，用于選擇數(shù)據(jù)流中的某些信息，對(duì)此下面將作詳細(xì)的描述。譯碼數(shù)據(jù)被提供給去量化單元28。在IDCT單元29進(jìn)行離散余弦變換的逆變換，并將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳送到加法單元51。最后，產(chǎn)生的幀被相對(duì)于去分類(desorting)單元52中的幀次序再分類。這些幀不是以編碼次序，而是以它們?cè)诰幋a裝置的輸入端20呈現(xiàn)的幀序列輸出。
就幀的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償譯碼而言，還提供了第一幀緩沖器30、第二幀緩沖器32、第一MC單元31和第二MC單元33。在MC單元31和33中運(yùn)動(dòng)向量的數(shù)據(jù)可以經(jīng)由MV總線36輸入。在加法單元51的輸出端出現(xiàn)的幀被分別寫(xiě)入到幀緩沖器30或32的其中一個(gè)，作為完成譯碼操作的參考幀。這里應(yīng)該指出的是，只有I幀和P幀被寫(xiě)入幀緩沖器的其中一個(gè)，而沒(méi)有B幀。幀緩沖器和相關(guān)的MC單元被借助于插入相應(yīng)于電影場(chǎng)景識(shí)別信號(hào)和特技電影識(shí)別信號(hào)的數(shù)據(jù)流中的信息來(lái)控制。如果沒(méi)有接收到特技電影識(shí)別信號(hào)信息，那么根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制。
這個(gè)信息在VLD單元50從數(shù)據(jù)流中濾出。然后相應(yīng)于電影場(chǎng)景識(shí)別信號(hào)的信息被經(jīng)由線路55傳送到開(kāi)關(guān)單元53和54。另外，關(guān)于要被譯碼的幀究竟是I幀、P幀還是B幀的信息也在開(kāi)關(guān)單元起作用。如果是一個(gè)B幀，那么開(kāi)關(guān)單元54被設(shè)置到它的第三位置，這時(shí)加法單元51的輸出端的幀不被輸入到兩個(gè)幀緩沖器30或32中的任何一個(gè)，開(kāi)關(guān)單元53導(dǎo)致對(duì)在每種情況下被提供給加法單元51的相應(yīng)的電影場(chǎng)景從相關(guān)幀緩沖器對(duì)幀作運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。對(duì)將由VLD單元50譯碼的幀，也從數(shù)據(jù)流中濾出與特技電影識(shí)別信號(hào)相應(yīng)的信息，該信息被經(jīng)由線路56傳送到MC單元31和33，它提供對(duì)這些單元的適當(dāng)重構(gòu)，以便對(duì)例如所有要被譯碼的幀的宏塊，只允許順序進(jìn)行正向預(yù)測(cè)，或者作為替代，對(duì)B幀的宏塊同時(shí)允許正向和反向預(yù)測(cè)。
圖6示出了一個(gè)編碼幀的數(shù)據(jù)流的粗略結(jié)構(gòu)。參考符號(hào)PH指示包含關(guān)于編碼幀的一般信息的一個(gè)數(shù)據(jù)字段。參考符號(hào)SLH指示包含要被編碼的幀的宏塊的一個(gè)水平行的相關(guān)信息的一個(gè)數(shù)據(jù)字段。參考符號(hào)MB1、MB2等等指示包含該水平行的相應(yīng)宏塊的相關(guān)幀數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段。一幀包含相對(duì)較大數(shù)量的水平行，如圖6所示。下一幀的起點(diǎn)也示于圖6。
用于控制譯碼裝置中的幀緩沖器的另外信息被另外插入到要被譯碼的幀的信息的數(shù)據(jù)字段PH。
圖7示出了根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)字段PH的結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明，該結(jié)構(gòu)由額外的信息作了擴(kuò)展。由數(shù)字1至23指示的各個(gè)信息在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中作了定義，因此在此不需要詳細(xì)的解釋。根據(jù)本發(fā)明，新信息24和25被另外插入到數(shù)據(jù)字段中。信息“stroboscope_mode”被用來(lái)指示該幀屬于變換多端的特技電影序列。對(duì)該信息附加一位就足夠。標(biāo)號(hào)為25的另一信息(場(chǎng)景1標(biāo)志)表示該幀究竟屬于第一電影場(chǎng)景還是第二電影場(chǎng)景，該信息只有在“stroboscope_mode”信息被插入到數(shù)據(jù)流中時(shí)才存在。由于另外的信息在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有作定義，因此只有特別為該目的設(shè)計(jì)的譯碼裝置才能正確地估算這個(gè)信息。作為另一種方案，兩個(gè)信息項(xiàng)也可以被插入到數(shù)據(jù)流中的另外一點(diǎn)，從而作為一般幀信息的數(shù)據(jù)字段的擴(kuò)展。這種額外的擴(kuò)展在MPEG2標(biāo)準(zhǔn)中是允許的。
權(quán)利要求
1.對(duì)特技電影的數(shù)字化幀編碼的方法，其中交替示出第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量幀，兩個(gè)幀緩沖器(30，32)能夠用來(lái)編碼這些幀，其特征在于兩個(gè)幀緩沖器(30，32)被分開(kāi)操作，以使得其中一個(gè)幀緩沖器(30)被用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀，另一個(gè)幀緩沖器(32)被用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的幀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于只采用正向預(yù)測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)第一或第二電影場(chǎng)景的幀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用正向或反向預(yù)測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)第一或第二電影場(chǎng)景的幀，至少對(duì)反向預(yù)測(cè)的幀，根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)編碼次序進(jìn)行再分類，以便反向預(yù)測(cè)幀被延時(shí)編碼，而從其開(kāi)始進(jìn)行反向預(yù)測(cè)的幀在該反向預(yù)測(cè)幀之前編碼。
4.根據(jù)前面所述的權(quán)利要求的其中之一所述的方法，其特征在于幀緩沖器(30，32)能夠由其推導(dǎo)出要被預(yù)測(cè)的幀的信息被插入至少每個(gè)預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流中。
5.根據(jù)前面所述的權(quán)利要求的其中之一所述的方法，其特征在于能夠由其確定該幀是否屬于在其中交替示出第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀的特技電影序列的信息被插入至少每個(gè)預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流中，以使得幀緩沖器(30，32)必須分開(kāi)操作。
6.對(duì)根據(jù)前面所述的權(quán)利要求的其中之一所述的方法編碼的特技電影的幀譯碼的方法，其中交替示出第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀，提供兩個(gè)幀緩沖器(30，32)來(lái)譯碼這些幀，其特征在于兩個(gè)幀緩沖器(30，32)被分開(kāi)操作，以使得其中一個(gè)幀緩沖器(30)被用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀，另一個(gè)幀緩沖器(32)被用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的幀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于只采用正向預(yù)測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)第一或第二電影場(chǎng)景的幀。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于采用正向或反向預(yù)測(cè)來(lái)預(yù)測(cè)第一或第二電影場(chǎng)景的幀，至少對(duì)反向預(yù)測(cè)的幀，根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輸出次序進(jìn)行再分類，以便反向預(yù)測(cè)幀在時(shí)間上被提前輸出，而由其進(jìn)行反向預(yù)測(cè)的幀在該反向預(yù)測(cè)幀之后輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求6至8的其中之一所述的方法，其特征在于已被插入至少每個(gè)預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流中的信息被用來(lái)確定要由其預(yù)測(cè)幀的幀緩沖器。
10.對(duì)特技電影的數(shù)字化幀編碼的設(shè)備，其中交替跟隨第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀，具有兩個(gè)幀緩沖器(30，32)，其特征在于提供兩個(gè)裝置(34，35)來(lái)分別操作兩個(gè)幀緩沖器(30，32)，以使得其中一個(gè)幀緩沖器(30)被用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀，另一個(gè)幀緩沖器(32)被用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的幀。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于提供第一和第二開(kāi)關(guān)單元(34，35)作為分別操作幀緩沖器的裝置，它們由電影場(chǎng)景標(biāo)志信號(hào)(37)控制，選擇第一或第二幀緩沖器(30，32)來(lái)預(yù)測(cè)要被編碼的幀。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于提供數(shù)據(jù)插入裝置(25)，該裝置根據(jù)電影場(chǎng)景標(biāo)志信號(hào)(37)，將信息(scenel_flag)插入至少每個(gè)被預(yù)測(cè)幀的數(shù)據(jù)流，該信息指示要由其開(kāi)始進(jìn)行幀預(yù)測(cè)的幀緩沖器(30，32)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于數(shù)據(jù)插入裝置(25)在檢測(cè)到特技電影標(biāo)志信號(hào)(38)之后，另外插入信息(stroboscope_mode)到特技電影的每個(gè)幀的數(shù)據(jù)流中，該信息指示該幀屬于一個(gè)特技電影序列，在該序列中第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀彼此交替跟隨。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于提供設(shè)置預(yù)測(cè)模式的裝置，該裝置在檢測(cè)到特技電影標(biāo)志信號(hào)(38)存在后，將正向預(yù)測(cè)模式設(shè)置為永久預(yù)測(cè)模式。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于提供設(shè)置預(yù)測(cè)模式的裝置，該裝置在檢測(cè)到特技電影標(biāo)志信號(hào)(38)存在后，將正向和反向預(yù)測(cè)都作為預(yù)測(cè)模式，至少對(duì)反向預(yù)測(cè)的幀，根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)編碼次序進(jìn)行再分類，以便反向預(yù)測(cè)幀被延時(shí)編碼，而由其進(jìn)行反向預(yù)測(cè)的幀在該反向預(yù)測(cè)幀之前編碼。
16.對(duì)根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法編碼的特技電影的數(shù)字化幀譯碼的設(shè)備，其中交替跟隨第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀，具有兩個(gè)幀緩沖器(30，32)，其特征在于提供兩個(gè)裝置(54，53)來(lái)分別操作兩個(gè)幀緩沖器(30，32)，以使得一個(gè)緩沖器(30)被用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀，另一個(gè)幀緩沖器(32)被用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的幀。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于提供第一和第二開(kāi)關(guān)單元(53，54)作為分別操作幀緩沖器的裝置，它們由要被譯碼的幀的數(shù)據(jù)流中的信息(scenel-flag)控制，相應(yīng)于要用于預(yù)測(cè)的幀緩沖器(30，32)，選擇第一或第二幀緩沖器(30，32)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其特征在于提供設(shè)置預(yù)測(cè)模式的裝置，該裝置在檢測(cè)到相應(yīng)于幀屬于在其中第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀彼此交替跟隨的特技電影序列的標(biāo)志被譯碼的幀的數(shù)據(jù)流中的信息(stroboscope_mode)之后，將正向預(yù)測(cè)模式設(shè)置為永久預(yù)測(cè)模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求16或17所述的設(shè)備，其特征在于提供設(shè)置預(yù)測(cè)模式的裝置，該裝置在檢測(cè)到相應(yīng)于幀屬于在其中第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀彼此交替跟隨的特技電影序列的標(biāo)志被譯碼的幀的數(shù)據(jù)流中的信息(stroboscope_mode)之后，將正向和反向預(yù)測(cè)都作為預(yù)測(cè)模式，至少對(duì)反向預(yù)測(cè)的幀，根據(jù)MPEG2標(biāo)準(zhǔn)對(duì)輸出次序進(jìn)行再分類，以便反向預(yù)測(cè)幀在時(shí)間上被提前輸出，而由其進(jìn)行反向預(yù)測(cè)的幀在該反向預(yù)測(cè)幀之后輸出。
全文摘要
對(duì)變換多端的特技電影的數(shù)字化幀編碼的方法,其中交替示出第一電影場(chǎng)景的第一數(shù)量的幀和第二電影場(chǎng)景的第二數(shù)量的幀,兩個(gè)幀緩沖器(30,32)能夠用來(lái)編碼這些幀,其特征在于兩個(gè)幀緩沖器(30,32)被分開(kāi)操作,以使得其中一個(gè)幀緩沖器(30)被永久用來(lái)預(yù)測(cè)第一電影場(chǎng)景的幀,另一個(gè)幀緩沖器(32)被永久用來(lái)預(yù)測(cè)第二電影場(chǎng)景的幀。另外還相應(yīng)提出了對(duì)以該方式編碼的幀譯碼的方法和對(duì)變換多端的特技電影的數(shù)字化幀編碼和譯碼的裝置。
文檔編號(hào)G06T9/00GK1179669SQ9711542
公開(kāi)日1998年4月22日 申請(qǐng)日期1997年7月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月26日
發(fā)明者卡斯藤·赫佩爾 申請(qǐng)人:德國(guó)湯姆遜-布朗特公司