專利名稱：可變長編碼及可變長譯碼方法
本申請是三星電子株式會社1997年1月24日提交的名稱為“可變長編碼及可變長譯碼方法和裝置”、申請?zhí)枮?7101046．3的發(fā)明專利申請的分案申請。
本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼及譯碼系統(tǒng)，特別是涉及將圖像內(nèi)的目標(biāo)對象以分割成段的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行可變長編碼及可變長譯碼的系統(tǒng)，以便進一步改善存儲或傳送數(shù)據(jù)的壓縮率。
最近，在傳送和接收視頻、聲頻信號的系統(tǒng)中，最近出現(xiàn)了把傳送或存儲在存儲媒體中的視頻、聲頻信號編碼成數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)和為再現(xiàn)視頻聲頻信號而把已編碼數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)譯碼的多種方法。但是，人們探求了進一步壓縮傳送或存儲數(shù)據(jù)量的技術(shù)方法以提高編碼及譯碼系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳送效率。作為被傳送或被存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的編碼方法的例子有，變換編碼法、差分脈碼調(diào)制法(DPCM)、矢量量化法及可變長編碼法等。這些編碼方法通過去除傳送或存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)中的多余數(shù)據(jù)來對全數(shù)據(jù)量進行進一步壓縮。
如上所述的現(xiàn)有壓縮方式均采用8×8或16×16等一定大小的方形塊為基本單位進行數(shù)據(jù)處理。而本發(fā)明所涉及的圖像數(shù)據(jù)的處理方式并非限于以塊為單位的所有圖像幀，而是僅對圖像內(nèi)有意義的客體按段進行處理。即，各幀的視頻數(shù)據(jù)被分割成設(shè)定長度的段，為了視頻信號的存儲、傳送及接收，在編碼及譯碼系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)處理。各段數(shù)據(jù)或段數(shù)據(jù)間的差分?jǐn)?shù)據(jù)被正交變換，視頻數(shù)據(jù)變換成頻率域的變換系數(shù)。眾所周知的段數(shù)據(jù)變換方法有，離散余弦變換(DCT)、沃爾什-阿達(dá)瑪變換(Walsh HadamardTransformWHT)、離散傅利葉變換(DFT)及離散正弦變換(DST)等。用這些變換方法得到的變換系數(shù)根據(jù)系數(shù)數(shù)據(jù)的特性而適當(dāng)?shù)鼐幋a，壓縮效率得以提高。由于人的視覺對低頻比對高頻更加敏感，高頻數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理得以減少。從而，可以減少被編碼的數(shù)據(jù)量。
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)而提供一種可變長編碼方法。這種編碼方法采用最適合各段數(shù)據(jù)分布特性的掃描模式對圖像內(nèi)的目標(biāo)對象按段數(shù)據(jù)進行編碼。
本發(fā)明的另一目的是提供一種可變長譯碼方法，這種譯碼方法采用與在各段數(shù)據(jù)編碼處理中選用的相同的掃描模式對圖像內(nèi)的目標(biāo)對象按段數(shù)據(jù)已編碼的數(shù)據(jù)進行譯碼。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明了提供了一種對圖像內(nèi)的對象被分割成段的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行可變長編碼的方法，該方法包含以下步驟求得相應(yīng)于上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)配置的已設(shè)定系數(shù)；根據(jù)所給定的掃描模式對上述已設(shè)定系數(shù)進行掃描，并對被掃描的數(shù)據(jù)進行可變長編碼；輸出上述可變長編碼數(shù)據(jù)及該數(shù)據(jù)在編碼時所采用的掃描模式的掃描模式數(shù)據(jù)，其中，所輸出的可變長編碼數(shù)據(jù)是采用最適合于所述已設(shè)定系數(shù)的分布區(qū)域的掃描模式進行掃描、編碼而得到的。
在上述可變長編碼方法中，所述段數(shù)據(jù)表示由圖像內(nèi)的對象來選擇的、與該對象像素值相應(yīng)的圖像段的大小及形狀，所述已設(shè)定系數(shù)的分布區(qū)域?qū)嶋H上與相應(yīng)于所述對象像素值的圖像段被推移后的數(shù)據(jù)段區(qū)域相一致。因而，由上述段數(shù)據(jù)的分布特性決定采用何種掃描模式進行掃描，以便于更有效地對圖像數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行編碼處理。
根據(jù)圖像內(nèi)段數(shù)據(jù)的分布特性而選定的掃描模式，其掃描方向既可以為水平方向或垂直方向，也可以為具有30度或45度傾角的掃描方向。
為了選定如上所述的最適合于段數(shù)據(jù)分布特性的掃描模式，在上述可變長編碼步驟中對各段數(shù)據(jù)的已設(shè)定系數(shù)按給定的多種掃描模式分別進行掃描、可變長編碼，選出相應(yīng)于每一段數(shù)據(jù)的各可變長編碼數(shù)據(jù)的累計長度值中的最小值所相應(yīng)的掃描模式。由這種方式所選定的掃描模式不僅具有隨段數(shù)據(jù)的分布特性而變化的通融性，而且最適合于該段數(shù)據(jù)的掃描。
為實現(xiàn)本發(fā)明的另一目的，本發(fā)明提供了一種對編碼的數(shù)據(jù)進行可變長譯碼的方法，該方法包含以下步驟接收上述已編碼數(shù)據(jù)進行可變長譯碼；根據(jù)所提供的掃描模式數(shù)據(jù)將上述已譯碼的數(shù)據(jù)進行排列、變換為已設(shè)定系數(shù)，并且，上述變換步驟中所排列的數(shù)據(jù)僅覆蓋與上述對象相應(yīng)的段數(shù)據(jù)的分布范圍，其中，所述已編碼數(shù)據(jù)為對圖像內(nèi)的對象按段編碼的數(shù)據(jù)。
在上述步驟中，掃描模式數(shù)據(jù)是與已編碼數(shù)據(jù)一起提供的，并且根據(jù)該掃描模式數(shù)據(jù)而定的掃描地址與相應(yīng)的已編碼數(shù)據(jù)在編碼過程中的掃描方向及掃描范圍相一致。因而，對于上述已譯碼的數(shù)據(jù)依據(jù)掃描地址所指定的位置排列而變換的已設(shè)定系數(shù)，其分布特性與對圖像內(nèi)的對象段數(shù)據(jù)在可變長編碼之前的已設(shè)定系數(shù)的分布形態(tài)相一致。
由于譯碼時所采用的掃描方式與所掃描的數(shù)據(jù)在編碼時所采用的掃描方式相同，因而依據(jù)掃描模式數(shù)據(jù)而發(fā)生的掃描地址，其方向既可以為水平方向或垂直方向，也可以為具有30度或45度傾角的方向。
本發(fā)明可以用于對傳送的或存儲在半導(dǎo)體存儲器、磁帶、磁盤、只讀光盤、數(shù)字視盤或其他存儲媒體中的數(shù)據(jù)及從其復(fù)原的數(shù)據(jù)進行編碼與／或譯碼的目的。


圖1是采用可變長編碼器的已有編碼器的實施例的框圖。
圖2是采用可變長譯碼器的已有譯碼器的實施例的框圖。
圖3A至3C是說明數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的分割、掃描模式及編碼處理的已有方法的實例圖。
圖3D至3G是說明根據(jù)多種對象的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分割、掃描模式及編碼處理的已有方法的另一實例圖。
圖3H是基于POCS的任意形態(tài)變換的流程圖。
圖4是說明已可變長編碼的數(shù)據(jù)分布狀態(tài)的框圖。
圖5是表示根據(jù)本發(fā)明的可變長編碼器的實施例的框圖。
圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的可變長譯碼器的實施例的框圖。
圖7A至7C是聯(lián)系圖5及圖6說明所使用的掃描模式的圖。
圖8A至8C是表示根據(jù)本發(fā)明的多段掃描的簡單的實例圖。
圖8D至8E是表示根據(jù)本發(fā)明的多段掃描模式的簡單的實例圖。
下面，根據(jù)附圖詳述本發(fā)明的最佳實施例。
圖1是略表示采用可變長編碼方法的視頻數(shù)據(jù)已有編碼裝置的框圖。輸入端10接收與用塊方式分割的圖像段相應(yīng)的數(shù)據(jù)段或與按對象分割的圖像段相應(yīng)的數(shù)據(jù)段。一般用M1×M2的尺寸表示塊形段，但為了便于說明，假設(shè)M1=M2=M3。通過輸入端10輸入的段數(shù)據(jù)在第一加法器A1中與已設(shè)定的反饋數(shù)據(jù)相加，計算出兩組數(shù)據(jù)(即輸入數(shù)據(jù)和反饋數(shù)據(jù))間的差分?jǐn)?shù)據(jù)。正交變換器11對輸入的差分?jǐn)?shù)據(jù)進行離散余弦變換，把差分?jǐn)?shù)據(jù)變換成頻率域的系數(shù)。量化器12經(jīng)過已設(shè)定的量化處理把變換系數(shù)變更成多層次的代表值。此時，量化器12根據(jù)從緩沖器14輸入的量化電平Q可變地量化從正交變換器11輸出的數(shù)據(jù)?？勺冮L編碼器13根據(jù)量化系數(shù)的統(tǒng)計特性對段數(shù)據(jù)進行可變長編碼并生成已壓縮的數(shù)據(jù)VCD。對視頻數(shù)據(jù)進行可變長編碼的過程在后面敘述。緩沖器14接收從可變長編碼器13來的已壓縮數(shù)據(jù)，把此數(shù)據(jù)以固定速率輸出到傳送通道。此時，量化電平Q成為輸出，其目的是為了防止數(shù)據(jù)的上溢和下溢而控制被壓縮的數(shù)據(jù)量。
一般說，視頻數(shù)據(jù)的相鄰幀間存在相似的圖樣。從而，圖像微微移動時，其圖像的運動可根據(jù)當(dāng)前幀和過去幀的比較來推斷。運動矢量MV的計算依賴于運動推斷的結(jié)果，運動補償可以根據(jù)運動矢量從過去幀得到。由于從運動補償?shù)玫降亩螖?shù)據(jù)和輸入到輸入端10的段數(shù)據(jù)之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)量非常少，用上述編碼處理的方法可進一步壓縮數(shù)據(jù)。為進行運動推斷及運動補償用的反饋環(huán)路由逆量化器15、逆正交變換器16、幀存儲器17、運動推斷器18及運動補償器19構(gòu)成。逆量化器15逆量化從量化器12輸出的量化系數(shù)，逆正交變換器16把逆量化器15的輸出數(shù)據(jù)經(jīng)逆離散余弦變換成空間域的視頻數(shù)據(jù)。第二加法器A2輸出段數(shù)據(jù)，此段數(shù)據(jù)產(chǎn)生于把從逆正交變換器16輸出的視頻數(shù)據(jù)相加到從第二開關(guān)SW2輸入的反饋數(shù)據(jù)而得到的結(jié)果。從第二加法器A2輸出的段數(shù)據(jù)順序地存儲在幀存儲器17中，從而再構(gòu)成幀。運動推斷器18從存儲在幀存儲器17中的幀數(shù)據(jù)求得與通過輸入端10輸入的段數(shù)據(jù)量最相近圖樣的段數(shù)據(jù)，從這二個段數(shù)據(jù)計算出用于圖像運動推斷的運動矢量MV。為了能夠在譯碼系統(tǒng)中使用運動矢量MV，將其傳送到接收器及運動補償器19。運動補償器19從幀存儲器17內(nèi)的幀數(shù)據(jù)讀出與運動矢量MV相應(yīng)的段數(shù)據(jù)，把讀出的數(shù)據(jù)加到第一加法器A1。正如前述，第一加法器A1計算從輸入端10輸入的段數(shù)據(jù)和運動補償器19輸入的段數(shù)據(jù)之間的差分?jǐn)?shù)據(jù)，把此差分?jǐn)?shù)據(jù)編碼并傳送到接收器。再有，圖1中的兩個開關(guān)SW1和SW2是更新開關(guān)，其目的是為了防止由差分?jǐn)?shù)據(jù)的累積產(chǎn)生已編碼幀數(shù)據(jù)和未被處理的幀數(shù)據(jù)之間的差異，把數(shù)據(jù)更新成已設(shè)定大小的幀或段單位。
已編碼視頻數(shù)據(jù)VCD或者存儲在存儲媒體中，或者在接收器中傳送到輸入到如圖2所示的譯碼器中。可變長譯碼器21通過可變長編碼的逆過程對輸入視頻數(shù)據(jù)VCD進行譯碼。逆量化器22對從可變長譯碼器21輸入的量化系數(shù)進行譯碼，然后輸出頻率域的變換系數(shù)。逆正交變換器23把從量化器22輸入的頻率域的變換系數(shù)變換成空間域的視頻數(shù)據(jù)。從編碼器的運動推斷器18輸出運動矢量MV輸入到譯碼器的運動補償器24。運動補償器24從存儲在幀存儲器25中的幀數(shù)據(jù)讀出與運動矢量相應(yīng)的段數(shù)據(jù)，把讀出的數(shù)據(jù)加到加法器A中。加法器A把從逆正交換器23輸出的差分?jǐn)?shù)據(jù)加到從運動補償器24輸入的段數(shù)據(jù)中，輸出從其結(jié)果產(chǎn)生的再構(gòu)成的段數(shù)據(jù)。開關(guān)SW被連接到運動補償器的輸出端，其作用與上述圖1編碼器中的更新開關(guān)相同。
為達(dá)到可變長編碼的目的，現(xiàn)有的編碼系統(tǒng)使用哈夫曼(Huffman)編碼技術(shù)方法。哈夫曼編碼方法是根據(jù)已設(shè)定符號的概率給輸入數(shù)據(jù)分配不同長度的代碼。也就是說，概率越高分配的代碼越短，概率越低分配的代碼越長。采用哈夫曼算法的編碼中，存在數(shù)量眾多的相異符號，當(dāng)特定符號具有低概率的時候，依據(jù)哈夫曼算法把長代碼分配給很少出現(xiàn)的數(shù)量眾多的符號的時候，在編碼及譯碼處理中數(shù)據(jù)處理變得更加復(fù)雜。為了解決這個問題，若能為很少出現(xiàn)的許多個符號的分布域(以下稱為逃逸域)分配已設(shè)定的固定長代碼，則即使平均代碼長度高于哈夫曼代碼的平均值，數(shù)據(jù)處理復(fù)雜程度也可以大幅度地減少。
圖3A表示分割成8×8尺寸的段的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實例；圖3B表示8×8段數(shù)據(jù)向頻率域的變換及根據(jù)量化變換了的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的8×8量化系數(shù)；圖3C表示鑒于大量的量化系數(shù)為頻率域的“0”，從低頻向高頻對量化系數(shù)的Z形掃描及被掃描的系數(shù)向[行程、層次]符號的編碼。在行程層次編碼技術(shù)方法中，“行程”的意思是非“0”系數(shù)間的“0”的產(chǎn)生次數(shù)，“層次”的意思是非“0”系數(shù)的絕對值。圖3A至圖3C中8×8數(shù)據(jù)的情況下，“行程”的值是從“0”到“63”，當(dāng)量化輸出具有從“-255”到“255”的整數(shù)值時，“層次”的值是從“1”到“255”。其代碼另外表示。
圖3D表示以與多樣化分割的另一種對象相一致的方式分割圖像數(shù)據(jù)的另一種方法。一般來說，各數(shù)據(jù)段與獨自成形的對象相對應(yīng)。圖3E表示與對象相對應(yīng)的數(shù)據(jù)段的編碼實例。由于對象的形狀是任意的，在圍繞給定對象的長方形上進行傳統(tǒng)的基于塊的正交變換這種特別的變換方法就顯得必要。適當(dāng)?shù)剡x擇處于給定對象之外和圍繞它的長方形之內(nèi)的象素值，就可根據(jù)變換系數(shù)的選擇數(shù)目最好地再構(gòu)成給定對象。圖3F示出選擇變換系數(shù)的例子。在表示擁有L個象素的圖像部分的數(shù)據(jù)段的場合，變換域中可以存在L個有意義的變換系數(shù)。根據(jù)對圖3E外部象素值的選擇，圖3F陰影部分的系數(shù)形成0或者已知值。采用行程長度編碼和可變長編碼，可以進一步壓縮圖3F中已選擇的L個或更小數(shù)目的象素及成為0的變換系數(shù)。
基于圖3H的流程圖，可以進一步說明變換系數(shù)的選擇及外推處理。
可以采用基于POSC的迭代方式選擇給定對象的外部象素值。在第一次迭代中，可以任意設(shè)定外部象素值，已知這對迭代或反映內(nèi)部象素值是有效的[S．F．Chang and D．G．Messerschmitt，″Transform Coding of an Arbitrarily-shaped Image Segment(任意形狀圖像段的變換編碼)Proceedings ofACMMultimedia，August，1993]。一旦選擇了外部象素值，就對長方形塊進行正變換以期得到L個或少于該數(shù)目的變換系數(shù)。由于各變換系數(shù)的大小與同其系數(shù)相關(guān)聯(lián)的能量相對應(yīng)，系數(shù)選擇的一個方法是選擇L個(或已設(shè)定的少于該數(shù)目的)最大的變換系數(shù)。
一旦系數(shù)被選擇，未被選擇的別的系數(shù)被置成“0”。這些系數(shù)置“0”會引起空間域的信號變形，所以在未被選擇位置置“0”的系數(shù)的逆變換之后，把對象的內(nèi)部及邊界上的象素值替換成原來的值。
只有外部象素值受正變換、逆變換及內(nèi)部象素替換的影響，未被選擇的位置的系數(shù)值不再成為“0”。因此，重復(fù)以前的“正變換→置零→逆變換→內(nèi)部象素替換”處理直至收斂。已知收斂可得到保證[如H．H．ChenM．R．Civanlar and B．G．Haskell，″A Block Transform Coder for Arbitrarily ShapedImage Segments(用于任意形狀圖像段的塊變換編碼器)”Proceedings of IEEEInternational Conference on Image Processing，1994，Vol．l，85～89所示]。如果收斂，已完成適形變換的變換系數(shù)就可以，如圖3F及圖3G所示用行程層次編碼及可變長編碼的同一例子被進一步壓縮。圖3F中的變換系數(shù)塊按Z形掃描順序進行掃描和進行行程層次編碼。用可變長編碼可以進一步壓縮[行程、層次]符號。
圖4示出根據(jù)[行程、層次]符號的按概率分類的逃逸(escape)域及規(guī)則域。從統(tǒng)計方面來講，[行程、層次]符號擁有大值“行程”和／或“層次”的概率非常低。在低概率符號分布域也就是逃逸域，符號表示成定長逃逸序列，而正規(guī)哈夫曼代碼則分配給別的域即規(guī)則域。比如，8×8段數(shù)據(jù)的場合，逃逸序列由6位逃逸符號、表示從“0”到“63”的6位“行程”、表示從“1”到“255”的8位“層次”及1位符號位構(gòu)成。從而，逃逸序列具有共21位的固定長度。
在已有的可變長編碼系統(tǒng)中，視頻信號的能量集中在構(gòu)成AC(交流)成分的中心的低頻域，所以在視頻數(shù)據(jù)的可變長編碼中，為N×N量化系數(shù)使用了Z形掃描模式(見圖3A至圖3C)。但是，因視頻信號模式的不同，視頻信號的能量可能更廣泛地分布在水平或垂直方向的頻率成分中。因而，已有的Z形掃描模式并非是進行視頻數(shù)據(jù)可變長編碼的最佳掃描模式。從而，為進行可變長編碼及可變長譯碼，向水平或垂直方向傾斜的掃描模式是所期望的，以便有隨視頻數(shù)據(jù)的分布特性而變化的通融性。
圖5表示依據(jù)本發(fā)明實施例的可變長編碼器。圖5所示的編碼器由以下部件構(gòu)成分別存儲如圖3B及圖3F所示量化段數(shù)據(jù)那樣的已量化段數(shù)據(jù)的量化系數(shù)的系數(shù)存儲部件CM1～CMN；把分別的掃描地址分別提供給系數(shù)存儲部件的N個掃描地址輸出部件SAG1～SAGN；根據(jù)一個個掃描模式對系數(shù)各存儲部件的各個系數(shù)進行程層次編碼的N個行程層次編碼器CD1～CDN；根據(jù)可變長編碼映射對從各個行程層次編碼器輸出的[行程、層次]符號進行可變長編碼的N個可變長編碼器VLC1～VLCN；存儲可變長編碼器的各個可變長編碼數(shù)據(jù)的N個緩沖器BF1～BFN；對從各個可變長編碼器輸出的已可變長編碼的數(shù)據(jù)的長度進行分別累計的N個累計器ACCM1～ACCMN；從在N個累計器已累計的長度中選擇最小值的最小值選擇器；選擇及傳送在最小值選擇器52中選定的那個可變長編碼通道的緩沖器輸出的選擇開關(guān)54。
首先，量化成已設(shè)定大小段的量化系數(shù)分別存儲在N個系數(shù)存儲部件CM1～CMN。第1、第2及第N系數(shù)存儲部件分別接收從第1、第2及第N種掃描地址輸出部件分別輸出的第1、第2及第N種掃描地址。下面敘述根據(jù)N種掃描地址進行掃描的N個系數(shù)存貯部件中的第1系數(shù)存儲部件的編碼通道。
按照第1種掃描地址以已設(shè)定的掃描方向掃描存儲在第1系數(shù)存儲部件CM1中的量化系數(shù)，在第1行程層次編碼器CD1中將該量化系數(shù)編碼長[行程、層次]符號。第1可變長編碼器VLC1根據(jù)已設(shè)定的可變長編碼映射來可變長編碼從第1行程層次編碼器CD1輸出的[行程、層次]符號，一個一個地輸出可變長編碼后的數(shù)據(jù)DVLC和可變長編碼后的數(shù)據(jù)長度LVLC。從第1可變長編碼器VLC1輸出的已可變長編碼數(shù)據(jù)DVLC存儲在第1緩沖器BF1中；已可變長編碼數(shù)據(jù)的長度LVLC輸入到累計由第1可變長編碼器VLC1編碼的長LVLC的第1累計器ACCM1中，進行累計。第1累計器ACCM1由加法器A1和第1累計長度存儲部件LM1構(gòu)成。在加法器A1，把從第1可變長編碼器VLC1輸入的已可變長編碼數(shù)據(jù)的長度LVLC與從第1累計長度存儲部件LM1反饋的累計長度相加。第1累計長度存儲部件LM1存儲從加法器A1輸出已更新的累計長度。
這個由一連串組成的編碼通道適用于第2、第3以及第N系數(shù)存儲部件CM2、CM3、CM4的量化系數(shù)。但是，為了掃描一個一個地存儲在N個系數(shù)存儲部件中的一個段的量化系數(shù)，可以使用別的模式。圖7表示多個別的掃描模式的實現(xiàn)例。圖7A顯示具有0度掃描方向的掃描模式，圖7B顯示具有30度掃描方向的掃描模式，圖7C顯示具有45度掃描方向的掃描模式。
與任意成形的對象相對應(yīng)并與對所圍繞的長方形進行變換操作的圖像段相對應(yīng)的數(shù)據(jù)段的場合，掃描模式不必覆蓋全部的頻率成分。
在根據(jù)多種掃描模式的可變長編碼通道中，把分別存儲在N個累計器ACCM1～ACCMN的累計長度存儲器部件的累計長度數(shù)據(jù)一個一個地提供給最小的值選擇器52的N個輸入端，最小值選擇器52決定累計長度的最小值。存儲根據(jù)N個類型的掃描模式可變長編碼的數(shù)據(jù)的N個緩沖器BF1～BFN的各個輸出端被分別連接到選擇開關(guān)54的N個輸入端。最小值選擇器52從N個累計長度存儲部件LM1～LMN分別輸入的累計長度數(shù)據(jù)中選擇最小值。最小值選擇器52輸出掃描模式數(shù)據(jù)DSCAN，此數(shù)據(jù)表示具有累計長度中選出最小累計長度的那個可變長編碼通道的掃描模式，把與累計長度中選出的最小值相對應(yīng)的規(guī)定的選擇控制信號SEL提供給選擇開關(guān)54。選擇開關(guān)54選擇已可變長編碼的數(shù)據(jù)DVLC并予以輸出，此數(shù)據(jù)DVLC與一個一個地輸入到N個輸入端的輸入數(shù)據(jù)中累計長度的最小值相符合。
每當(dāng)選擇了最小值，也就是每當(dāng)每個段數(shù)據(jù)的可變長編碼完成時，最小值選擇器52產(chǎn)生復(fù)位信號RST，復(fù)位N個緩沖器BF1～BFN和N個累計長度存儲部件LM1～LMN。可變長編碼數(shù)據(jù)DVLC和掃描模式數(shù)據(jù)DSCAN從可變長編碼器輸出作為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)或者存儲或者傳送到進行譯碼用的接收器。
圖6表示依據(jù)本發(fā)明的可變長譯碼器的實施例。參考圖6，輸入到可變長譯碼器61的可變長編碼數(shù)據(jù)DVLC根據(jù)可變長譯碼映射變換成[行程、層次]符號。而且，從譯碼器傳送過來的掃描模式數(shù)據(jù)DSCAN輸入到掃描模式選擇器62，此掃描模式選擇器62用于存儲與如圖7所示多種掃描模式(第1至第N種掃描)相對應(yīng)的各個掃描地址。掃描模式選擇器62選擇與輸入的掃描模式數(shù)據(jù)DSCAN相對應(yīng)的掃描地址ADDRs并予以輸出。行程層次譯碼器63根據(jù)從掃描模式選擇器62輸入的掃描地址ADDRs把從可變長譯碼器61輸入的[行程、層次]符號變換成二維量化系數(shù)。此后，量化系數(shù)被提供給逆量化器。
正如前述，依本發(fā)明的可變長編碼系統(tǒng)或者傳送據(jù)多樣化掃描模式對各段數(shù)據(jù)可變長編碼之后使可變長編碼數(shù)據(jù)長度為最小的掃描模式和傳送據(jù)該掃描模式可變長編碼的數(shù)據(jù)，或者為進行以后的譯碼把其存儲在數(shù)字記錄媒體中。依本發(fā)明的可變長譯碼系統(tǒng)，采用與在存儲或傳送的可變長編碼數(shù)據(jù)的可變長編碼過程中使用過的同樣的掃描模式進行譯碼。其結(jié)果，可變長編碼及可變長譯碼的系統(tǒng)，可以進一步壓縮傳送數(shù)據(jù)。
在本發(fā)明，各個段數(shù)據(jù)適合于圖像部分的多樣化的尺寸和形狀。也就是，不管數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)以何種方式分割成段數(shù)據(jù)，本發(fā)明都可以用于段數(shù)據(jù)的編碼及譯碼?；趫D3D至圖3H，可以進一步理解此點。若適形變換如前述已完成，則長方形塊內(nèi)的變換系數(shù)按多重掃描順序被掃描，然后采用與圖5說明的同樣的方法來選擇特定掃描順序。從而，聯(lián)系圖5說明了的本發(fā)明究竟可以怎樣地擴展到具有多樣化的尺寸和形態(tài)的更加一般場合的圖像部分，這一點就非常清楚了。
以上用可變長編碼器／譯碼器例示和說明了本發(fā)明，但其他類型的編碼器／譯碼器也可以在本發(fā)明中使用。例如，可以用哈夫曼或算術(shù)編碼器／譯碼器來代替。進而言之，本發(fā)明的優(yōu)點是不考慮編碼器／譯碼器的類型用最合適的掃描模式來得到的，因此，本發(fā)明可以在沒有可變長編碼器／譯碼器的情況下使用。
進而，盡管聯(lián)系二維數(shù)據(jù)例示和說明了本發(fā)明，但本發(fā)明也可適用于采用多維數(shù)據(jù)的編碼及譯碼系統(tǒng)。
向多維的擴展可以根據(jù)對多個段進行共同掃描的方法來實現(xiàn)。圖8A表示從同一幅圖像得到多個段的特定例。但是，正如在圖8B中作為例子表示的那樣，也可以同時掃描別的時間的段。如圖8C所示，圖8A和圖8B的兩種情況可以無任何限制地進行混合。圖8D和圖8E表示用于多重段的掃描模式的實例。圖8D及圖8E中所示的數(shù)字，表示在圖3A或圖3C中數(shù)據(jù)段的掃描順序。
本發(fā)明可以無任何限制地經(jīng)常適用于多維的場合。
權(quán)利要求
1.一種對圖像內(nèi)的對象被分割成段的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進行可變長編碼的方法，其特征在于該方法包含以下步驟求得相應(yīng)于上述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)經(jīng)配置的已設(shè)定系數(shù)；根據(jù)所給定的掃描模式對上述已設(shè)定系數(shù)進行掃描，并對被掃描的數(shù)據(jù)進行可變長編碼；輸出上述可變長編碼數(shù)據(jù)及該數(shù)據(jù)在編碼時所采用的掃描模式的掃描模式數(shù)據(jù)，其中，所輸出的可變長編碼數(shù)據(jù)是采用最適合于所述已設(shè)定系數(shù)的分布區(qū)域的掃描模式進行掃描、編碼而得到的。
2.如權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，所述段數(shù)據(jù)表示由圖像內(nèi)的對象來選擇的、與該對象像素值相應(yīng)的圖像段的大小及形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，所述已設(shè)定系數(shù)的分布區(qū)域與相應(yīng)于所述對象像素值的圖像段被推移后的數(shù)據(jù)段區(qū)域相一致。
4.如權(quán)利要求1所述的編碼方法，其特征在于，在所述可變長編碼步驟中，依據(jù)所給定的掃描模式進行掃描的范圍僅覆蓋與所述對象段數(shù)據(jù)相應(yīng)的已設(shè)定系數(shù)的分布區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的編碼方法，其特征在于，在所述可變長編碼步驟中，所給定的掃描模式的掃描方向為水平方向。
6.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的編碼方法，其特征在于，在所述可變長編碼步驟中，所給定的掃描模式的掃描方向為垂直方向。
7.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的編碼方法，其特征在于，在所述可變長編碼步驟中，所給定的掃描模式具有30度或45度傾角的掃描方向。
8.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的編碼方法，其特征在于，在所述可變長編碼步驟中，對各段數(shù)據(jù)的已設(shè)定系數(shù)按給定的多種掃描模式分別進行掃描、可變長編碼，并且在相應(yīng)于每一段數(shù)據(jù)的各可變長編碼數(shù)據(jù)的累計長度值中選出與最小值相對應(yīng)的掃描模式。
9.如權(quán)利要求8所述的編碼方法，其特征在于，所述給定的多種掃描模式可含有分別具有0度(水平)、30度、45度(Z型)及90度(垂直)傾角方向的掃描模式。
10.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的編碼方法，其特征在于，所述已設(shè)定系數(shù)為一種量化系數(shù)。
11.一種對編碼的數(shù)據(jù)進行可變長譯碼的方法，其特征在于該方法包含以下步驟接收上述已編碼數(shù)據(jù)進行可變長譯碼；根據(jù)所提供的掃描模式數(shù)據(jù)將上述已譯碼的數(shù)據(jù)進行排列、變換為已設(shè)定系數(shù)，并且，上述變換步驟中所排列的數(shù)據(jù)僅覆蓋與上述對象相應(yīng)的段數(shù)據(jù)的分布范圍，其中，所述已編碼數(shù)據(jù)為對圖像內(nèi)的對象按段編碼的數(shù)據(jù)。
12.如權(quán)利要求11所述的譯碼方法，其特征在于，所述掃描模式數(shù)據(jù)是跟隨已編碼數(shù)據(jù)一起提供的，并且根據(jù)該掃描模式數(shù)據(jù)而定的掃描地址與相應(yīng)的已編碼數(shù)據(jù)在編碼過程中的掃描方向及掃描范圍相一致。
13.如權(quán)利要求11所述的譯碼方法，其特征在于，在所述變換步驟中，依據(jù)掃描模式數(shù)據(jù)將已譯碼的數(shù)據(jù)排列而變換的已設(shè)定系數(shù)的分布特性與對圖像內(nèi)的對象段數(shù)據(jù)可變長編碼之前的已設(shè)定系數(shù)的分布形態(tài)相一致。
14.如權(quán)利要求11所述的譯碼方法，其特征在于，根據(jù)掃描模式數(shù)據(jù)而定的掃描位置信息具有水平方向。
15.如權(quán)利要求11所述譯碼方法，其特征在于，根據(jù)掃描模式數(shù)據(jù)而定的掃描位置信息具有垂直方向。
16.如權(quán)利要求11所述的譯碼方法，其特征在于，根據(jù)掃描模式數(shù)據(jù)而定的掃描位置信息具有30度或45度傾角的方向。
17.如權(quán)利要求11至16中任一項所述的譯碼方法，其特征在于，根據(jù)掃描模式數(shù)據(jù)而定的掃描位置信息表示一種掃描地址。
18.如權(quán)利要求17所述的譯碼方法，其特征在于，所述的掃描地址是由多種掃描地址中根據(jù)所提供的掃描模式數(shù)據(jù)相應(yīng)選定的一種。
19.如權(quán)利要求18所述的譯碼方法，其特征在于，所述的多種掃描地址可含有分別具有0度(水平)、30度、45度(Z型)及90度(垂直)傾角方向的掃描地址。
20.如權(quán)利要求11至16中任一項所述的譯碼方法，其特征在于，所述變換步驟中的已設(shè)定系數(shù)為一種量化系數(shù)。
21．如權(quán)利要求20所述的譯碼方法，其特征在于還包含對所述量化系數(shù)進行逆量化的步驟。
全文摘要
一種可變長編碼、譯碼的方法;其編碼為對圖像內(nèi)的對象分割成段的數(shù)據(jù)變換為已設(shè)定系數(shù)后,以最適合段數(shù)據(jù)分布特性的模式對該系數(shù)進行掃描、編碼,并輸出已編碼數(shù)據(jù)及掃描模式數(shù)據(jù)。而其譯碼為接收已編碼數(shù)據(jù)進行可變長譯碼,并依掃描模式數(shù)據(jù)發(fā)生的掃描地址對已譯碼數(shù)據(jù)排列、變換為己設(shè)定系數(shù)。本發(fā)明在編碼及譯碼過程中;掃描范圍僅覆蓋段數(shù)據(jù)的分布區(qū)域,而且在譯碼時的掃描模式與所掃描的數(shù)據(jù)在編碼時的掃描模式相同。
文檔編號H04N7/30GK1290070SQ00126060
公開日2001年4月4日 申請日期1997年1月24日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月25日
發(fā)明者鄭濟昌, 全炳宇 申請人:三星電子株式會社