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使用兩個(gè)可變長度編碼表的可變長度編碼器的制作方法

文檔序號(hào):7532178閱讀:400來源:國知局
專利名稱:使用兩個(gè)可變長度編碼表的可變長度編碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種在圖象信號(hào)編碼裝置中使用的可變長度編碼器,且更具體地,涉及一種采用兩個(gè)不同的可變長度編碼(VLC)表的可變長度編碼器。
傳輸數(shù)字化視頻信號(hào)能提供比傳輸模擬信號(hào)質(zhì)量高得多的視頻圖象。當(dāng)包含一序列圖象“幀”的一個(gè)圖象信號(hào)以數(shù)字形式表示時(shí),會(huì)生成大量用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù),尤其是在高清晰度電視系統(tǒng)的情況中。然而,由于傳統(tǒng)的傳輸信道的可利用的頻帶寬度是有限的,為了通過有限的信道帶寬傳輸大量的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù),不可避免地要壓縮或減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。在各種視頻壓縮技術(shù)中,將時(shí)間和空間壓縮技術(shù)與統(tǒng)計(jì)編碼技術(shù)組合在一起的所謂混合編碼技術(shù)已知是最有效的。
在傳統(tǒng)的混合編碼技術(shù)中,數(shù)字視頻信號(hào)塊是通過采用兩維變換技術(shù),及變換系數(shù)的量化而被壓縮的。
數(shù)字視頻信號(hào)塊可以是幀間塊或幀內(nèi)塊,其中幀間塊代表現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償DPCM(差分脈沖碼調(diào)制)信號(hào)塊與幀內(nèi)塊表示數(shù)字視頻信號(hào)的當(dāng)前幀的象素?cái)?shù)據(jù)塊。
減少或去除幀間塊或幀內(nèi)塊中的圖象數(shù)據(jù)間的空間冗余的兩維變換技術(shù),例如DCT,將數(shù)字圖象數(shù)據(jù)塊,例如一8×8象素塊,轉(zhuǎn)換成一組變換系數(shù)數(shù)據(jù)。通過對(duì)這些變換系數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行量化、折線掃描、行程長度編碼(RLC)及可變長度編碼(VLC)的處理,待被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量可被有效地壓縮。
具體地,VLC技術(shù)采用一VLC表,其中該VLC表中的一可變長度碼字被指定給一源數(shù)據(jù)碼,例如由RLC生成的一固定長度行程一電平碼字。在VLC技術(shù)中,由于較短的可變長度碼字被指定給統(tǒng)計(jì)上較頻繁出現(xiàn)的源數(shù)字碼,可變長度碼字的平均長度變得比源數(shù)字碼的平均長度要短,從而使其可能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮。
然而,因?yàn)檫@樣傳統(tǒng)的VLC技術(shù)典型地僅采用一基于源數(shù)字碼的全部統(tǒng)計(jì)而構(gòu)成的VLC表,未考慮到源數(shù)字碼的出現(xiàn)根據(jù)其所屬的頻區(qū)而變化的事實(shí),總的編碼效率可被降低。
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種通過根據(jù)視頻信號(hào)的局部統(tǒng)計(jì),有選擇地采用兩個(gè)不同的VLC表而能有效地降低位速率的可變長度編碼器。
根據(jù)本發(fā)明,提供有一種編碼數(shù)字視頻信號(hào)塊的數(shù)字視頻信號(hào)編碼器,包括用于將數(shù)字視頻信號(hào)塊轉(zhuǎn)換成一組具有一低和一高頻區(qū)的量化的變換系數(shù)的裝置;掃描裝置,用于掃描該組量化的變換系數(shù)以產(chǎn)生第一及第二子組掃描的系數(shù),該第一子組掃描的系數(shù)對(duì)應(yīng)于低頻區(qū)及該第二子組掃描的系數(shù)對(duì)應(yīng)于高頻區(qū);第一行程長度編碼(RLC)裝置,用于將第一子組掃描的系數(shù)轉(zhuǎn)換成第一組的一個(gè)或多個(gè)RLC碼;第一可變長度編碼(VLC)裝置,用于編碼第一組的各RLC碼,從而生成第一組的一個(gè)或多個(gè)可變長度碼字;及第二RLC裝置,用于將第二子組掃描的系數(shù)轉(zhuǎn)換成第二組的一個(gè)或多個(gè)RLC碼;及第二VLC裝置,用于編碼第二組的各RLC碼,從而生成第二組的一個(gè)或多個(gè)可變長度碼字。
通過對(duì)以下結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的描述,本發(fā)明的上述及其它目的和特征將變得更明顯,附圖中

圖1給出了本發(fā)明的采用一可變長度編碼器的圖象信號(hào)編碼系統(tǒng)的方框圖;圖2A示出一示例性的量化的DCT系數(shù)塊;及圖2B例示了一普通的折線掃描序列。
參照?qǐng)D1,它表示一根據(jù)本發(fā)明的具有一可變長度編碼器的改進(jìn)的圖象信號(hào)編碼裝置10的方框圖,其中該可變長度編碼器采用具有不同的VLC表的可變長度編碼(VLC)單元。
編碼裝置10包括一DCT(離散余弦變換)及量化單元110、一折線掃描單元120、一開關(guān)控制單元130、一開關(guān)140、一行程長度編碼(RLC)電路150及一具有兩VLC單元163和165的可變長度編碼器160。
自一信號(hào)源(未示出),例如一電視攝像機(jī),提供一輸入數(shù)字視頻信號(hào)。該輸入數(shù)字視頻信號(hào)在逐塊的基礎(chǔ)上被提供給DCT及量化單元110。該塊的大小通常在8×8及32×32之間的范圍內(nèi)。該輸入數(shù)字視頻信號(hào)塊可以是如上所述的幀間塊或幀內(nèi)塊。
在DCT及量化單元110上,通過使用例如DCT的傳統(tǒng)的變換技術(shù),各輸入數(shù)字視頻信號(hào)塊被轉(zhuǎn)換成例如DCT系數(shù)的塊,其中,如本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的,非零或有效的DCT系數(shù)主要出現(xiàn)在包括一DC系數(shù)的低頻區(qū)而零或無效的DCT系數(shù)集中在高頻區(qū)。
然后通過在DCT及量化單元110上使用任何已知的量化方法,塊中的DCT系數(shù)被量化成量化的DCT系數(shù)塊。如本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的,集中在高頻區(qū)中的無效DCT系數(shù)通過量化被轉(zhuǎn)換成零值量化的DCT系數(shù)。參照?qǐng)D2A,例示有量化的DCT系數(shù)塊,其中非零值量化的DCT系數(shù)主要位于在塊的左上角的低頻區(qū),而大多數(shù)零值系數(shù)位于高頻區(qū)。DCT及量化單元110輸出該量化的DCT系數(shù)塊經(jīng)線L1給折線掃描單元120。一幀內(nèi)/幀間方式選擇信號(hào)也經(jīng)線L2提供給折線掃描單元120。該幀內(nèi)/幀間方式選擇信號(hào)代表該量化的DCT系數(shù)塊是否對(duì)應(yīng)于一幀內(nèi)塊或一幀間塊。
折線掃描單元120沿著一預(yù)定的,例如圖2B中所示的自低頻量化的DCT系數(shù)向高頻量化的DCT系數(shù)的順序的折線掃描路徑掃描該量化的DCT系數(shù)塊,其中該掃描順序是由在量化的DCT系數(shù)的相應(yīng)位置的數(shù)字表示的。具體地,響應(yīng)于幀內(nèi)方式選擇信號(hào),折線掃描單元120自位于如圖2B所示的由數(shù)字“1”表示的位置的第一DC系數(shù)開始執(zhí)行折線掃描。如本技術(shù)領(lǐng)域中眾所周知的,如果量化的DCT系數(shù)塊對(duì)應(yīng)于一幀內(nèi)塊,位于塊的左上角的DC系數(shù)通過使用例如DPCM技術(shù)被分別編碼。
另一方面,響應(yīng)于幀間方式選擇方式,折線掃描單元120自位于塊的左上角的DC系數(shù)執(zhí)行折線掃描。被掃描的量化的DCT系數(shù)然后被耦合至開關(guān)控制單元130并通過開關(guān)140耦合至RLC電路150,其中該RLC電路150有兩RLC單元153和155。
開關(guān)控制單元130對(duì)來自折線掃描單元120的掃描的量化的DCT系數(shù)的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù),并如果計(jì)數(shù)的數(shù)字等于或小于代表量化的DCT系數(shù)塊中的低頻區(qū)的一端的預(yù)定的數(shù)字N,例如10,將第一控制信號(hào)S1提供給開關(guān)140,N為一大于1但小于64的正整數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)數(shù)字大于該預(yù)定數(shù)字時(shí),開關(guān)控制單元130生成一第二控制信號(hào)S2給開關(guān)140。
響應(yīng)于第一及第二控制信號(hào)S1及S2,開關(guān)140提供掃描的量化的DCT系數(shù)給各第一及第二RLC單元153和155。換句話說,塊的低頻區(qū)內(nèi)第一N個(gè)掃描的量化的DCT系數(shù)被提供給第一RLC單元153,而高頻區(qū)內(nèi)其余的系數(shù)被傳送給第二RLC單元155。
接著,各第一及第二RLC單元153和155順序地將輸入至其的掃描的量化的DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換成行程一電平對(duì)。各行程一電平對(duì)代表一行程長度和一對(duì)應(yīng)的電平,其中該行程長度代表在一非零值之前的一連續(xù)零串中的零的數(shù)目,而該電平表示跟隨在該連續(xù)零串之后的非零值的大小。
在表1和2中,示有示例性的幾組由第一及第二RLC單元153及155分別自圖2A中所示的量化的DCT系數(shù)塊生成的行程-電平對(duì)。
表1行程長度電平12040 -33 -5端部低頻區(qū)表2行程長度電平14 4535 25端部高頻區(qū)來自第一及第二RLC單元153及155的該組行程-電平對(duì)被分別提供給第一及第二VLC單元163及165。
根據(jù)本發(fā)明,第一VLC單元163通過使用一傳統(tǒng)的VLC表將來自第一RLC單元153的低頻區(qū)的行程-電平對(duì)轉(zhuǎn)換成可變長度碼字,其中如果行程-電平對(duì)有一相同的電平,較短的可變長度碼字被指定給具有較短的行程長度的行程-電平對(duì)。另一方面,在本發(fā)明的第二VLC單元165,對(duì)應(yīng)于塊的高頻區(qū)的行程-電平對(duì)通過使用一不同的VLC表被轉(zhuǎn)換成可變長度碼字,其中如果行程-電平對(duì)具有相同的電平,一較短的可變長度碼字被分配給一具有較長的行程長度的行程-電平對(duì)。這就反映了高頻區(qū)的統(tǒng)計(jì)量,其中較長的行程長度比較短的行程長度出現(xiàn)得更頻繁。
然后,來自可變長度編碼器160的可變長度碼字被提供給一發(fā)射機(jī)(未示出)以用于其發(fā)送。
雖然已參照特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述,但對(duì)于熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員而言,在不脫離由所附權(quán)利要求書限定的本發(fā)明的范圍的前提下,作出各種變化和改型是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種用于編碼數(shù)字視頻信號(hào)塊的數(shù)字視頻信號(hào)編碼器,包括用于將該數(shù)字視頻信號(hào)塊轉(zhuǎn)換成一組具有一低及一高頻區(qū)的量化的變換系數(shù)的裝置;掃描裝置,用于掃描該組量化的變換系數(shù)以產(chǎn)生第一及第二子組掃描的系數(shù),該第一子組掃描的系數(shù)對(duì)應(yīng)于低頻區(qū),而該第二子組掃描的系數(shù)對(duì)應(yīng)于高頻區(qū);第一行程長度編碼(RLC)裝置,用于將該第一子組掃描的系數(shù)轉(zhuǎn)換成第一組的一個(gè)或多個(gè)RLC碼;第一可變長度編碼(VLC)裝置,用于對(duì)第一組的各RLC碼進(jìn)行編碼,從而生成第一組的一個(gè)或多個(gè)可變長度碼字;及第二RLC裝置,用于將第二子組掃描的系數(shù)轉(zhuǎn)換成第二組的一個(gè)或多個(gè)RLC碼;及第二VLC裝置,用于對(duì)第二組的各RLC碼進(jìn)行編碼,從而生成第二組的一個(gè)或多個(gè)可變長度碼字。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的數(shù)字視頻信號(hào)編碼器,其中所述第一VLC裝置的特征在于一較短的可變長度碼字被指定給在低頻區(qū)中統(tǒng)計(jì)上出現(xiàn)更頻繁的RLC碼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的數(shù)字視頻信號(hào)編碼器,其中所述第二VLC裝置的特征在于一較短的可變長度碼字被指定給在高頻區(qū)中統(tǒng)計(jì)上出現(xiàn)更頻繁的RLC碼。
全文摘要
一種用于編碼數(shù)字視頻信號(hào)塊的數(shù)字視頻信號(hào)編碼器首先將該數(shù)字視頻信號(hào)塊轉(zhuǎn)換成一組具有一低及高頻區(qū)的量化的變換系數(shù)并掃描該組量化的變換系數(shù)以產(chǎn)生第一及第二子組掃描的系數(shù)。該第一及第二子組掃描的系數(shù)被分別轉(zhuǎn)換成第一及第二組的一個(gè)或多個(gè)RLC碼。該數(shù)字視頻信號(hào)編碼器對(duì)該第一及第二組的各RLC碼執(zhí)行編碼以生成第一及第二組的一個(gè)或多個(gè)可變長度碼字。
文檔編號(hào)H03M7/46GK1142144SQ9610397
公開日1997年2月5日 申請(qǐng)日期1996年3月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月28日
發(fā)明者丁海默 申請(qǐng)人:大宇電子株式會(huì)社
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