專利名稱：信號(hào)記錄裝置和方法、信號(hào)重現(xiàn)裝置和方法、介質(zhì)和信號(hào)總集的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號(hào)記錄裝置和方法、信號(hào)重現(xiàn)裝置和方法、介質(zhì)和信息總集。
作為一種采用VLC(可變長(zhǎng)度編碼)或DCT(離散余弦變換)的高效編碼系統(tǒng)，而提供了一種DVCPRO(商品名，其定義見(jiàn)SMPTE314M，它是一種壓縮方法)或MPEG(活動(dòng)圖像專業(yè)組)壓縮，但這些壓縮方法的細(xì)節(jié)是不同的。例如，為了將DVCPRO位流轉(zhuǎn)換成MPEG位流，必須一次性地對(duì)DVCPRO位流進(jìn)行擴(kuò)展，以恢復(fù)圖象數(shù)據(jù)，隨后再對(duì)其進(jìn)行MPEG壓縮。
然而，對(duì)于上述方法來(lái)說(shuō)，由于DVCPRO位流經(jīng)一次性擴(kuò)展而恢復(fù)圖象數(shù)據(jù)，隨后再對(duì)其進(jìn)行MPEG壓縮，所以視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)了兩次壓縮，其結(jié)果是圖象質(zhì)量不可避免地變差。
相反，本發(fā)明人建議采用一種轉(zhuǎn)換方法，這種方法能夠?qū)⑽涣鹘?jīng)過(guò)DVCPRO壓縮而轉(zhuǎn)換成MPEG位流，其中只采用了位流轉(zhuǎn)換(參見(jiàn)公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)11-264521)。然而，本發(fā)明人卻發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問(wèn)題，即，在實(shí)施能夠進(jìn)行位流轉(zhuǎn)換的壓縮方法時(shí)，有時(shí)必須增加量化級(jí)，而這時(shí)，傳統(tǒng)的壓縮方法是不能使用的。
考慮到上述問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種記錄裝置和方法，它能夠?qū)嵤U(kuò)充量化級(jí)數(shù)目的壓縮方法；一種能夠重現(xiàn)按照壓縮方法壓縮的信號(hào)的重現(xiàn)裝置和方法、媒體和信息總集。
本發(fā)明的信號(hào)記錄裝置，它包括采用量化級(jí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化的量化裝置；產(chǎn)生多個(gè)量化信息以指定所述量化級(jí)的量化信息產(chǎn)生裝置；從量化信號(hào)產(chǎn)生編碼信號(hào)的編碼裝置；以及記錄壓縮的信號(hào)的記錄裝置，壓縮的信號(hào)具有含有多個(gè)量化信息和編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)。
上述信號(hào)記錄裝置中，量化級(jí)是一基本量化級(jí)和要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘積，而數(shù)據(jù)是指定基本量化級(jí)的量化數(shù)和指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息。
上述信號(hào)記錄裝置中，量化級(jí)在由DCT塊組成的宏塊中是均勻的，量化數(shù)是記錄用于每一所述宏塊的，并且乘數(shù)信息是記錄用于每一DCT塊。
上述信號(hào)記錄裝置還包含采用用2次冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)對(duì)量化信號(hào)進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)換的范圍轉(zhuǎn)換裝置，其中，數(shù)據(jù)具有有關(guān)范圍乘數(shù)的信息。
上述信號(hào)記錄裝置中，量化級(jí)是基本量化級(jí)和要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘積，并且多個(gè)量化信息是指定基本量化級(jí)的量化數(shù)和指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息的量化數(shù)，其中，包含范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息表示總體乘數(shù)信息是由有關(guān)范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)和基于乘數(shù)信息的信息組成。
上述信號(hào)記錄裝置中，要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)是2的冪，乘數(shù)信息是冪指數(shù)，并且總體乘數(shù)信息是其冪指數(shù)和用2的冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的冪指數(shù)的和。
上述信號(hào)記錄裝置中，量化級(jí)在由DCT塊組成的宏塊中是均勻的，量化數(shù)是記錄用于每一宏塊的，并且和是為每一所述DCT塊而記錄的。
上述信號(hào)記錄裝置中，信號(hào)有12位，范圍轉(zhuǎn)換的信號(hào)有9位，并且總體乘數(shù)信息有2位或更少。
本發(fā)明的信號(hào)記錄方法包含下述步驟采用一量化級(jí)對(duì)一信號(hào)進(jìn)行量化；產(chǎn)生多個(gè)量化信息以指定量化級(jí)；從量化信號(hào)產(chǎn)生一編碼信號(hào)；以及產(chǎn)生一壓縮信號(hào)，壓縮信號(hào)具有含有多個(gè)量化信息和編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明的信號(hào)重現(xiàn)裝置包含從壓縮信號(hào)重現(xiàn)含有多個(gè)指定對(duì)信號(hào)量化時(shí)使用的量化級(jí)的量化信息和要從量化信號(hào)產(chǎn)生編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)的重現(xiàn)裝置，壓縮信號(hào)是記錄作為具有數(shù)據(jù)和編碼信號(hào)的信號(hào)的；根據(jù)多個(gè)重現(xiàn)的量化信息來(lái)構(gòu)成量化級(jí)的量化級(jí)構(gòu)成裝置；以及根據(jù)重現(xiàn)的編碼信號(hào)，按照構(gòu)成的量化級(jí)進(jìn)行逆向量化的逆向量化裝置。
上述信號(hào)重現(xiàn)裝置中，量化信號(hào)采用用2的冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)來(lái)進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)換；并且數(shù)據(jù)具有有關(guān)范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息；信號(hào)重現(xiàn)裝置含有根據(jù)編碼信號(hào)和有關(guān)范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息進(jìn)行逆向范圍轉(zhuǎn)換的逆向范圍轉(zhuǎn)換裝置；逆向量化按照構(gòu)成的量化級(jí)是根據(jù)編碼信號(hào)而為經(jīng)過(guò)逆向范圍轉(zhuǎn)換的信號(hào)而進(jìn)行的。
上述信號(hào)重現(xiàn)裝置中，對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)所使用的量化級(jí)是一基本量化級(jí)和要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘積，并且多個(gè)量化信息是指定基本量化級(jí)的量化數(shù)和指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息，其中，含有范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息表示總體乘數(shù)由有關(guān)范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息和基于乘數(shù)信息的信息構(gòu)成。
上述信號(hào)重現(xiàn)裝置中，要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)是2的冪，乘數(shù)信息是冪指數(shù)，并且總體乘數(shù)信息是其冪指數(shù)與用2的冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的冪指數(shù)的和。
上述信號(hào)重現(xiàn)裝置，對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)所使用的量化級(jí)在DCT塊組成的宏塊中是均勻的，量化數(shù)是記錄用于每一宏塊的，并且和是記錄用于每一DCT塊的。
上述信號(hào)重現(xiàn)裝置中，構(gòu)成的量化級(jí)是記錄用于宏塊中的DCT塊的和的最小值和指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息的最大值之間的有關(guān)不大的數(shù)，與記錄用于每一宏塊的量化數(shù)的乘積。
本發(fā)明的信號(hào)重現(xiàn)方法包含下述步驟從壓縮信號(hào)重現(xiàn)含有多個(gè)指定對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)所使用的量化級(jí)的量化信息和要從量化信號(hào)產(chǎn)生的編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)，壓縮信號(hào)是記錄作為具有數(shù)據(jù)和編碼信號(hào)的信號(hào)的；根據(jù)多個(gè)重現(xiàn)的量化信息，構(gòu)成量化級(jí)；以及根據(jù)重現(xiàn)的編碼信號(hào)，按照構(gòu)成的量化級(jí)，進(jìn)行逆向量化。
本發(fā)明的一種介質(zhì)，它攜帶一種程序和/或數(shù)據(jù)，而使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行上述本發(fā)明的信號(hào)記錄裝置和信號(hào)重現(xiàn)裝置中的任何有關(guān)所述全部或部分本發(fā)明裝置所具有的所有和某些功能，其中，介質(zhì)可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
本發(fā)明的一種介質(zhì)，它攜帶一種程序和/或數(shù)據(jù)，而使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行本發(fā)明的信號(hào)記錄方法和信號(hào)重現(xiàn)方法中的全部或部分本發(fā)明裝置所具有的所有和某些操作步驟，其中，介質(zhì)可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
本發(fā)明的一種信息總集，信息總集是一種程序和/或數(shù)據(jù)，使得計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行本發(fā)明的信號(hào)記錄裝置和信號(hào)重現(xiàn)裝置中的全部或部分本發(fā)明的裝置所具有的全部或某些功能。
本發(fā)明的一種信息總集，信息總集是一種程序和/或數(shù)據(jù)，使得計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行本發(fā)明的信號(hào)記錄方法和信號(hào)重現(xiàn)方法的全部或部分本發(fā)明的步驟所具有的全部或某些操作。


圖1是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)施量化級(jí)轉(zhuǎn)換的表格(兩個(gè)表格是根據(jù)空間考慮而提供的)；圖3是本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)施基本量化數(shù)轉(zhuǎn)換的表格；圖4是本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)施乘數(shù)轉(zhuǎn)換的表格；圖5是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例2的方框圖；圖6是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例3的流程圖；圖7A說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中要D范圍轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)的示意圖。圖7B說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例中已經(jīng)D范圍轉(zhuǎn)換的輸出信號(hào)的示意圖；圖8是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例4的方框圖9是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例5的示意圖；以及圖10是說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的方框圖。
其中，501,801是輸入端；502,802是分塊單元；503,803是正交變換單元；504,804是量化器；505,806是可變長(zhǎng)度編碼器；506,807是量化級(jí)轉(zhuǎn)換器；507,809是格式化單元；508,810是記錄器；509,811,1011是磁帶；805是D范圍轉(zhuǎn)換器；808是加法器；1001是輸出端；1002是逆向分塊單元；1003逆向正交變換單元；1004是逆向量化器；1005是D范圍擴(kuò)展器；1006是可變長(zhǎng)度譯碼器；1007是量化級(jí)產(chǎn)生單元；1008是最小乘數(shù)信息檢測(cè)器；1009是逆向格式化單元；1010是重現(xiàn)器。
本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)換方法，這一方法能夠?qū)⒔?jīng)過(guò)DVCPRO壓縮的位流轉(zhuǎn)換成MPEG位流，例如，僅采用位流轉(zhuǎn)換，如前文中所描述的那樣(參見(jiàn)公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)11-264521)。為了實(shí)施能夠進(jìn)行這種位流轉(zhuǎn)換的壓縮方法，經(jīng)常要求增加量化級(jí)的數(shù)目以及量化后交流分量的有效位數(shù)。然而，如果僅僅是增加，那么是無(wú)法按照傳統(tǒng)的壓縮方法進(jìn)行記錄。
所以，本發(fā)明人發(fā)明了一種能夠如前所述進(jìn)行位流轉(zhuǎn)換的新的壓縮方法，以及一種重現(xiàn)按照這樣一種壓縮方法壓縮的信號(hào)的新的重現(xiàn)方法。下面參照附圖描述這些壓縮和重現(xiàn)方法。
下面參照?qǐng)D1至圖4，描述按照本發(fā)明一種實(shí)施例的視頻信號(hào)記錄方法。圖1是說(shuō)明按照實(shí)施例1的視頻信號(hào)記錄方法的流程圖。該實(shí)施例中，假設(shè)在按照4個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，進(jìn)行記錄的量化級(jí)數(shù)目是15種，而在按照5個(gè)數(shù)據(jù)位時(shí)，量化時(shí)所采用的量化級(jí)數(shù)目是31種。
如圖1所示，使輸入信號(hào)量化，并把量化信號(hào)和量化時(shí)所使用的量化級(jí)作為數(shù)據(jù)輸出。通常，量化信號(hào)按可變長(zhǎng)度編碼，并與所使用的量化級(jí)一起記錄，但是，由于本實(shí)施例中使用了較大的量化級(jí)數(shù)，它們無(wú)法被直接記錄。所以，級(jí)數(shù)從31種減少到15種，并且采用的是下面所述的方法。
即，采用如圖2所示的表格(用于空間所限，采用了兩個(gè)表格)，將量化時(shí)所使用的量化級(jí)分成基本量化級(jí)和乘數(shù)。例如，如果所使用的量化級(jí)是72，則基本量化級(jí)是18，而乘數(shù)是4。
隨后，采用圖3中所示的表格，將基本量化級(jí)轉(zhuǎn)換成量化數(shù)，并采用圖4中所示的表格，將乘數(shù)轉(zhuǎn)換成乘數(shù)信息。上述例子中，分別將量化級(jí)18和乘數(shù)4轉(zhuǎn)換成量化數(shù)10和乘數(shù)信息2。
以這樣的方式獲得的量化數(shù)和乘數(shù)信息是與通過(guò)對(duì)量化信號(hào)以可變長(zhǎng)度編碼得到的數(shù)據(jù)記錄在一起的。
注意，記錄如本實(shí)施例1所示的乘數(shù)信息的地方是任意的。例如，記錄的地方可以用來(lái)將類別信息記錄以DVCPRO壓縮的DCT塊單元中，如在本實(shí)施例中所說(shuō)明的那樣，這在實(shí)施產(chǎn)生可以把位流轉(zhuǎn)換成MPEG位流的DVCPRO位流的壓縮方法中是不必要的(這時(shí)，可以記錄乘數(shù)本身，而不是乘數(shù)信息)。當(dāng)然，在前面的情況中，記錄MPEG位流量化數(shù)的地方可以是如已經(jīng)記錄有原始MPEG位流的量化數(shù)的地方。這樣，通過(guò)記錄與確定量化步驟和表示乘數(shù)的乘數(shù)信息的基本量化級(jí)相應(yīng)的量化數(shù)來(lái)擴(kuò)充量化級(jí)數(shù)。
注意，如果乘數(shù)信息是記錄在DCT塊單元中的，那么即使在所記錄的乘數(shù)信息中出現(xiàn)差錯(cuò)，也可以將差錯(cuò)限制在出現(xiàn)差錯(cuò)的DCT塊中。
如上所述，如果量化級(jí)是可分的，使量化所需的信息增加一個(gè)乘數(shù)(例如，如果31個(gè)量化級(jí)中的每一個(gè)是用4個(gè)數(shù)據(jù)位表示的，那么實(shí)施例1中需要4×31=124個(gè)數(shù)據(jù)位，但如上所述劃分量化級(jí)，僅需要4×15(基本量化級(jí))+4×3(乘數(shù))=72個(gè)數(shù)據(jù)位)。因此，在定義了含有量化級(jí)元素的量化表的情況下，可以抑制增加信息量。
實(shí)施例1和圖2至4中所采用量化步驟、基本量化步驟、乘數(shù)、量化數(shù)和乘數(shù)信息僅是描述性的。簡(jiǎn)而言之，所使用的量化級(jí)可以是基本量化級(jí)和乘數(shù)的乘積。
如上所述，如果將量化中所使用的量化級(jí)轉(zhuǎn)換成可以記錄的量化數(shù)和乘數(shù)，那么，就可以擴(kuò)展量化時(shí)所使用的量化級(jí)數(shù)。
實(shí)施例2下面參見(jiàn)圖5，描述實(shí)施例2中所使用的視頻信號(hào)記錄裝置的結(jié)構(gòu)。圖5是說(shuō)明實(shí)施例2中的視頻信號(hào)記錄裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。本實(shí)施例中，假設(shè)可記錄的量化級(jí)數(shù)用4個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)有15種，并且用5個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)量化中所使用的量化級(jí)數(shù)有31種。
圖5中，標(biāo)號(hào)501表示輸入視頻信號(hào)的輸入端，標(biāo)號(hào)502表示將輸入信號(hào)分成塊的分塊單元，標(biāo)號(hào)503表示進(jìn)行輸入視頻信號(hào)余弦變換的正交變換單元，標(biāo)號(hào)504表示對(duì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)這種離散余弦變換的視頻信號(hào)進(jìn)行量化的量化器，標(biāo)號(hào)505表示用于對(duì)量化的視頻信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的可變長(zhǎng)度編碼器，標(biāo)號(hào)506表示對(duì)量化中所使用的量化級(jí)轉(zhuǎn)換的量化級(jí)轉(zhuǎn)換器，標(biāo)號(hào)507表示將輸入信號(hào)變換成可記錄數(shù)據(jù)格式的格式化單元(formatter)，標(biāo)號(hào)508表示記錄輸入信號(hào)的記錄器，而標(biāo)號(hào)509表示磁帶。
量化器504對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的量化裝置；量化級(jí)轉(zhuǎn)換器506對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的量化信息產(chǎn)生裝置；可變長(zhǎng)度編碼器505對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的編碼裝置；而包含格式化單元507和記錄器508的裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的記錄裝置。
再參見(jiàn)圖5，下面描述本實(shí)施例2中的視頻信號(hào)記錄裝置的操作。
分塊單元502通過(guò)輸入端501將視頻信號(hào)分成DCT塊，并通過(guò)收集多個(gè)DCT塊建立起一個(gè)宏塊(macro block)。正交變換單元503執(zhí)行用于輸出到量化器504的宏塊中DCT塊的離散余弦變換。
量化器504采用如圖2中所示31種量化級(jí)中任何量化級(jí)，使已經(jīng)過(guò)宏塊中離散余弦變換的并且是一輸入信號(hào)的DCT塊的交流分量量化，并將量化信號(hào)分別輸出到可變長(zhǎng)度編碼器505和用于量化級(jí)轉(zhuǎn)換器506的量化級(jí)。
量化級(jí)轉(zhuǎn)換器506采用如實(shí)施例1中所說(shuō)明的方法，從輸入量化步驟得到量化數(shù)和乘數(shù)信息，并將它們輸出到格式化單元507。同時(shí)，可變長(zhǎng)度編碼器505對(duì)輸入信號(hào)的交流分量進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼用于輸出至格式化單元507。
格式化單元507將已經(jīng)過(guò)離散余弦變換的宏塊中輸入DCT塊的直流分量、經(jīng)過(guò)可變長(zhǎng)度編碼的交流分量、量化數(shù)以及乘數(shù)信息轉(zhuǎn)換成用于記錄的數(shù)據(jù)格式，并輸出到記錄器508。
記錄器508將輸入信號(hào)記錄到磁帶509上。
如上所述，量化級(jí)轉(zhuǎn)換器506將量化時(shí)所使用的量化級(jí)轉(zhuǎn)換成可記錄的量化數(shù)和乘數(shù)信息。這樣，可以擴(kuò)展量化時(shí)所使用的量化級(jí)。同時(shí)，如前文中所描述的那樣，通過(guò)在DCT塊中記錄乘數(shù)信息，即使當(dāng)記錄的乘數(shù)信息中出現(xiàn)差錯(cuò)時(shí)，也可以限制已出現(xiàn)差錯(cuò)的DCT塊中的差錯(cuò)的范圍。
在實(shí)施例2中，記錄乘數(shù)信息的地方也是任意的。可以記錄乘數(shù)本身。與實(shí)施例1中一樣，量化級(jí)、基本量化級(jí)、乘數(shù)、量化數(shù)以及乘數(shù)信息僅是描述性的，并且可以取不同的值。
實(shí)施例2中的擴(kuò)展不僅應(yīng)用于磁帶，而且還應(yīng)用于數(shù)字接口上的數(shù)據(jù)，它被輸出到格式化單元507。
實(shí)施例3參照?qǐng)D6和圖7，下面將描述本發(fā)明按照實(shí)施例3的視頻信號(hào)記錄方法。圖6是說(shuō)明按照實(shí)施例3的視頻信號(hào)記錄方法的流程圖。本實(shí)施例中，假設(shè)量化級(jí)的可記錄數(shù)目用4個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)有15種，并且量化時(shí)所使用的量化級(jí)數(shù)用5個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)有31種。還假設(shè)能夠進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的交流分量的數(shù)據(jù)位精度是9位，并且量化輸出是12位。
圖6中，使輸入信號(hào)量化，并輸出量化時(shí)所使用的量化信號(hào)以及量化級(jí)，作為數(shù)據(jù)。在實(shí)施例3中，由于與實(shí)施例1中相同的原因，所使用的量化級(jí)不是直接記錄下來(lái)的。
所以，由于與實(shí)施例1中的方法相同，參照?qǐng)D2和圖3，可以將量化級(jí)數(shù)從31種減少到15種。在實(shí)施例3中，為了與將在后文中所描述的D范圍(動(dòng)態(tài)范圍)變換中所發(fā)生的乘數(shù)組合在一起記錄，引入的用以記錄量化級(jí)的乘數(shù)是用2到第C次冪來(lái)表示的(圖2中的乘數(shù)已經(jīng)用來(lái)設(shè)置2到第C次冪，并且可以直接使用)。這里，當(dāng)使用圖2所示的量化級(jí)時(shí)，C取三種值0、1和2。
下面描述D范圍轉(zhuǎn)換。實(shí)施例3中，能夠進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的交流分量的位精度是9位，并且如前述一樣，量化輸出是12位。
量化后，具有12位有效位數(shù)的輸入信號(hào)具有12位有效數(shù)據(jù)位數(shù)。然而，由于本實(shí)施例中可以用可變長(zhǎng)度編碼處理的有效位數(shù)是9位，所以要求將量化輸入信號(hào)的有效數(shù)位從12位減少到9位。
所以，將采用圖7中的說(shuō)明圖來(lái)進(jìn)行DCT塊單元中的D范圍轉(zhuǎn)換。圖7A是將經(jīng)過(guò)D范圍轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)的說(shuō)明圖，而圖7B是已經(jīng)過(guò)D范圍轉(zhuǎn)換的輸出信號(hào)的說(shuō)明圖。
即，對(duì)于量化的輸入信號(hào)，首先計(jì)算每一DCT塊中的D范圍(除正弦位s以外的絕對(duì)值(見(jiàn)圖7))，并且如圖7中所示，根據(jù)該D范圍的值，通過(guò)刪去較高的位和較低的位，將12位的輸入信號(hào)變換成9位的數(shù)據(jù)和乘數(shù)。
這里，產(chǎn)生2至第Z次冪的值作為乘數(shù)，它正比于刪除的較低的位的個(gè)數(shù)。注意，本實(shí)施例中，在從12個(gè)位到9個(gè)位的轉(zhuǎn)換中，Z值取4種值0、1、2和3。
所以，與實(shí)施例1中說(shuō)明的一樣，通過(guò)加入這一Z值以及用2次冪表示的乘數(shù)的冪指數(shù)(系數(shù))C，得到實(shí)施例3中的總體乘數(shù)信息。如圖2中所示，當(dāng)量化級(jí)是10或更大時(shí)，C的值等于1或2(見(jiàn)圖2)。同時(shí)，由于可以看作是量化的輸入信號(hào)的有效位數(shù)在9個(gè)數(shù)據(jù)位中，Z值總是等于零(見(jiàn)圖7)，而作為Z和C的和的總體乘數(shù)信息是1或2。如圖2中所示，當(dāng)量化級(jí)是8或更小時(shí)，C的值總是為零，而這時(shí)，作為Z和C的和的總體乘數(shù)信息等于0、1、2或3(因?yàn)楫?dāng)量化級(jí)是1時(shí)，Z值最大時(shí)是3；當(dāng)量化級(jí)是2時(shí)Z值在最大時(shí)是2；當(dāng)量化級(jí)是4時(shí)，Z值在最大時(shí)是1；而當(dāng)量化級(jí)是8時(shí)，Z值總是零)。實(shí)際上，總體乘數(shù)信息是0、1、2或3，并且可以表示在2個(gè)數(shù)據(jù)位內(nèi)。
因此，通過(guò)例如引入MPEG壓縮，總體乘數(shù)信息可以與本實(shí)施例中所說(shuō)明的那樣，被記錄在DVCPRO壓縮時(shí)不使用的DCT塊單元中的二數(shù)據(jù)位的類別信息中(參見(jiàn)公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)11-264521)。例如，用1至15個(gè)任意數(shù)表示的量化數(shù)(見(jiàn)圖3)可以被記錄在記錄有DVCPRO壓縮量化數(shù)的4個(gè)數(shù)據(jù)位中，并記錄與確定量化級(jí)和表示乘數(shù)的總體乘數(shù)信息的基本量化級(jí)相應(yīng)的量化數(shù)，從而可以以與本實(shí)施例中所說(shuō)明的DVCPRO壓縮那樣，以相同的記錄格式擴(kuò)展量化級(jí)數(shù)和量化后交流分量的有效位數(shù)。
這樣，總體乘數(shù)信息和量化數(shù)就與通過(guò)對(duì)已經(jīng)D范圍轉(zhuǎn)換的視頻信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼獲得的數(shù)據(jù)一起記錄了下來(lái)。本實(shí)施例中，由于D范圍轉(zhuǎn)換是在DCT塊單元中進(jìn)行的，所以總體乘數(shù)信息也被記錄在DCT塊單元中。
如上所述，量化時(shí)所使用的量化級(jí)被轉(zhuǎn)換成可記錄的量化數(shù)和乘數(shù)。接著，量化信號(hào)通過(guò)D范圍轉(zhuǎn)換而被轉(zhuǎn)換成具有更小有效位數(shù)和乘數(shù)，并且記錄通過(guò)加入這兩種乘數(shù)而得到的總體乘數(shù)信息，從而可以改變量化時(shí)的量化級(jí)數(shù)和量化數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍。
本實(shí)施例中，D范圍擴(kuò)展是在DCT塊單元中進(jìn)行的，但除此之外，也可以在宏塊單元中進(jìn)行?？傮w乘數(shù)信息是記錄在DCT塊單元中的，從而即使在所記錄的總體乘數(shù)信息中出現(xiàn)差錯(cuò)，也可以在出現(xiàn)差錯(cuò)的DCT塊中限制差錯(cuò)的范圍。
在實(shí)施例3中，記錄總體乘數(shù)信息的地方也是任意的。乘數(shù)(即，2的總體乘數(shù)信息次方)本身可以被記錄下來(lái)。與實(shí)施例1中一樣，量化級(jí)、基本量化級(jí)、乘數(shù)以及總體乘數(shù)信息僅是描述性的，并且可以取不同的值。實(shí)際上，所使用的量化級(jí)可以是基本量化級(jí)和乘數(shù)的乘積。
實(shí)施例4現(xiàn)在參照?qǐng)D8，描述實(shí)施例4中的視頻信號(hào)記錄裝置的結(jié)構(gòu)。圖8是說(shuō)明實(shí)施例4中的視頻信號(hào)記錄裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。該實(shí)施例中，假設(shè)可記錄的量化級(jí)數(shù)用4個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)是15種，而量化時(shí)使用的量化級(jí)數(shù)用5個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)是31種。能夠進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的交流分量的數(shù)據(jù)位精度是9個(gè)數(shù)據(jù)位，并且量化輸出是12個(gè)數(shù)據(jù)位。
圖8中，標(biāo)號(hào)801表示輸入視頻信號(hào)的輸入端，標(biāo)號(hào)802表示將輸入信號(hào)分成塊的分塊單元，標(biāo)號(hào)803表示進(jìn)行輸入視頻信號(hào)的離散余弦變換的正交變換單元，標(biāo)號(hào)804表示對(duì)經(jīng)過(guò)離散余弦變換的視頻信號(hào)進(jìn)行量化的量化器，標(biāo)號(hào)805表示對(duì)量化信號(hào)進(jìn)行D范圍轉(zhuǎn)換的D范圍轉(zhuǎn)換器，標(biāo)號(hào)806表示對(duì)經(jīng)過(guò)D范圍轉(zhuǎn)換的視頻信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的可變長(zhǎng)度編碼器，標(biāo)號(hào)807表示對(duì)量化時(shí)所使用的量化級(jí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的量化級(jí)轉(zhuǎn)換器，標(biāo)號(hào)808表示將量化級(jí)轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的信號(hào)和D范圍轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的信號(hào)相加的加法器，標(biāo)號(hào)809表示將輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成可記錄的數(shù)據(jù)格式的格式化單元，標(biāo)號(hào)810表示記錄輸入信號(hào)的記錄器，而標(biāo)號(hào)811表示一磁帶。
量化器804對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的量化裝置；D范圍轉(zhuǎn)換器805對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的范圍轉(zhuǎn)換裝置；包含量化級(jí)轉(zhuǎn)換器807和加法器808的裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的量化信息產(chǎn)生裝置；可變長(zhǎng)度編碼器806對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的編碼裝置；而包含格式化單元809和記錄器810的裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的記錄裝置。
再參見(jiàn)圖8，描述本實(shí)施例4中的視頻信號(hào)記錄裝置的操作。
分塊單元802將視頻信號(hào)輸入通過(guò)輸入端801分成DCT塊，并通過(guò)多個(gè)DCT塊建立起宏塊。正交變換單元803執(zhí)行宏塊中DCT塊的離散余弦變換，并將經(jīng)變換的DCT塊輸出到量化器804。
量化器804采用如圖2所示31種量化級(jí)中的任何一個(gè)量化級(jí)，使得在宏塊中經(jīng)過(guò)離散余弦變換并且是輸入信號(hào)的DCT塊的交流分量量化，并分別將量化的信號(hào)輸出到D范圍轉(zhuǎn)換器805，將所使用的量化級(jí)輸出到量化級(jí)轉(zhuǎn)換器807。
量化級(jí)轉(zhuǎn)換器807采用實(shí)施例3中所說(shuō)明的方法，根據(jù)輸入量化級(jí)，計(jì)算量化數(shù)和乘數(shù)的冪指數(shù)(系數(shù))C，表示成2的C次冪，并分別將量化數(shù)輸出到格式化單元809，將C值輸出到加法器808。
D范圍轉(zhuǎn)換器805采用如實(shí)施例3中所說(shuō)明的方法，轉(zhuǎn)換輸入信號(hào)的交流分量用于輸出到可變長(zhǎng)度編碼器806，并計(jì)算乘數(shù)的冪指數(shù)(系數(shù))Z，用于輸出到加法器808。
加法器808計(jì)算作為輸入的C和Z的和，并將和輸出到格式化單元809。同時(shí)，可變長(zhǎng)度編碼器806對(duì)經(jīng)過(guò)D范圍轉(zhuǎn)換的輸入信號(hào)的交流分量進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，并將經(jīng)編碼的交流分量輸出到格式化單元809。
格式化單元809將經(jīng)過(guò)離散余弦變換的宏塊中的輸入DCT塊的直流分量、經(jīng)過(guò)可變長(zhǎng)度編碼的交流分量以及乘數(shù)信息轉(zhuǎn)換成用于記錄的數(shù)據(jù)格式，并將它們輸出到記錄器810。
記錄器810將輸入信號(hào)記錄在磁帶811上。注意，乘數(shù)信息被記錄在相同的單元內(nèi)，作為本實(shí)施例中的D范圍擴(kuò)展。
如上所述，量化級(jí)轉(zhuǎn)換器807將量化中所使用的量化級(jí)變換成可記錄的量化數(shù)和乘數(shù)。接著，D范圍轉(zhuǎn)換器805通過(guò)D范圍轉(zhuǎn)換，將量化信號(hào)轉(zhuǎn)換成具有最小有效數(shù)據(jù)位數(shù)和乘數(shù)的數(shù)據(jù)。加法器808產(chǎn)生通過(guò)將這兩種乘數(shù)相加而得到總體乘數(shù)信息。這樣，可以改變量化時(shí)所使用的量化級(jí)數(shù)和量化數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍。
本實(shí)施例4中，D范圍擴(kuò)展是在DCT塊中執(zhí)行的，但除此之外，也可以在宏塊單元中進(jìn)行。這樣，就把總體乘數(shù)信息記錄在DCT塊中，從而即使在所記錄的總體乘數(shù)信息中出現(xiàn)差錯(cuò)，也可以限制出現(xiàn)差錯(cuò)的DCT塊中差錯(cuò)的范圍。
實(shí)施例4中，記錄總體乘數(shù)信息的地方也可以是任意的。乘數(shù)(即，2的總體乘數(shù)信息次方)本身也可以被記錄下來(lái)。與實(shí)施例3中一樣，量化級(jí)、基本量化級(jí)、乘數(shù)、量化數(shù)和總體乘數(shù)信息僅是描述性的，并且可以取不同的值。
本實(shí)施例4中的擴(kuò)展不僅適用于磁帶，而且適用于輸出到格式化單元809的數(shù)字接口上的數(shù)據(jù)。
實(shí)施例5參照?qǐng)D9，描述按照實(shí)施例5中的視頻信號(hào)重現(xiàn)方法。圖9是說(shuō)明按照實(shí)施例5的視頻信號(hào)重現(xiàn)方法的流程圖。
本實(shí)施例5中包含了一種新的視頻信號(hào)重現(xiàn)方法，用來(lái)重現(xiàn)通過(guò)以相同的量化級(jí)使宏塊中的每一DCT塊量化所記錄的信號(hào)，并且這時(shí)采用了實(shí)施例3和4中所說(shuō)明的視頻信號(hào)記錄方法。該經(jīng)過(guò)反向格式化(重現(xiàn))的信號(hào)由可變長(zhǎng)度編碼信號(hào)、總體乘數(shù)信息以及量化數(shù)組成，這將后文中的實(shí)施例6所述。
所以，在總體乘數(shù)信息C+Z的最小值和可以將指定要與基本量化級(jí)組合起來(lái)的乘數(shù)的乘數(shù)信息的最大值之間，在宏塊中得到的不是更大的M值，并且如下文中所描述的那樣，實(shí)現(xiàn)D范圍擴(kuò)展和量化級(jí)配置。
即，對(duì)可變長(zhǎng)度編碼信號(hào)以可變長(zhǎng)度進(jìn)行編碼，并進(jìn)行D范圍擴(kuò)展，這時(shí)，采用了減去了M值的一個(gè)值。這里，假設(shè)以可變長(zhǎng)度譯碼的信號(hào)有效位數(shù)是Y位，那么經(jīng)D范圍擴(kuò)展的信號(hào)的有效位數(shù)等于Y位×(2至(總體乘數(shù)信息一M)次冪)=X位。
參照?qǐng)D3中的表格，將量化數(shù)轉(zhuǎn)換成基本量化級(jí)，并用值M(即，基本量化級(jí)與2的M次冪的乘積是量化級(jí))來(lái)配置量化級(jí)。當(dāng)然，采用該量化級(jí)來(lái)對(duì)X位D范圍擴(kuò)展的信號(hào)進(jìn)行反向量化(inverse quantization)。
反向量化的信號(hào)經(jīng)過(guò)反向離散余弦變換和反向分塊(blocking)，并輸出作為重現(xiàn)信號(hào)，正如后文在實(shí)施例6中所描述的那樣。
如上文中所描述的那樣，可以重現(xiàn)按照能夠擴(kuò)展量化級(jí)數(shù)的新的壓縮方法壓縮的信號(hào)。
至此已經(jīng)描述了采用新的視頻信號(hào)重現(xiàn)方法進(jìn)行的重現(xiàn)操作。下文中，將參照將DVCPRO位流變換成MPEG位流，說(shuō)明M值可以采用總體乘數(shù)信息最小值和指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息最大值之間不是更大值M的原因(參見(jiàn)公開(kāi)的日本專利申請(qǐng)11一264521)。正如實(shí)施例3中所描述的那樣，總體乘數(shù)信息被記錄下來(lái)作為D范圍轉(zhuǎn)換信息和量化級(jí)的和。
例如，在記錄信號(hào)時(shí)，總體乘數(shù)信息是1，這時(shí)，在宏塊中，(1)量化級(jí)是7(因此C=0)，而D范圍變換時(shí)的指數(shù)(系數(shù))是1，以及(2)量化級(jí)是14(因此C=1)(自動(dòng)地Z=0)。
本實(shí)施例5中，無(wú)論在什么情況下，都采用量化級(jí)14來(lái)進(jìn)行反向量化(這是因?yàn)闊o(wú)論在什么情況下，總體乘數(shù)的最小值都是1)。相反，可以設(shè)計(jì)這樣一種方法，即，采用總體乘數(shù)信息本身(即“1”)來(lái)進(jìn)行D范圍擴(kuò)展，并用基本量化級(jí)(即7)直接用作量化級(jí)，這與本實(shí)施例中不同。當(dāng)然，可以本實(shí)施例中的任何一種方法以及上述方法來(lái)得到相同的重現(xiàn)信號(hào)。
這里，將考慮這樣一種情況，即，將所描述的反向量化信號(hào)位流轉(zhuǎn)換成MPEG流，而不采用反向的離散余弦變換和反向分塊。由于這時(shí)采用了可變長(zhǎng)度編碼的MPEG，所以，可以用DCT塊中更小的交流分量來(lái)減少編碼量。因此，如果重現(xiàn)的信號(hào)是相同的，那么量化級(jí)應(yīng)當(dāng)是一個(gè)更大的值，并且最好采用總體乘數(shù)信息C+Z的最小值和可以取指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息的最大值(這里是2)之間的一個(gè)不大的值。這就是為什么在本實(shí)施例中采用總體乘數(shù)信息的最小值和可以取指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息的最大值之間的一個(gè)不大的M值的原因。
如上所述，得到總體乘數(shù)信息最小值和可以取指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息的最大值之間的一個(gè)不大的M值，并且通過(guò)反映這一結(jié)果，可以使構(gòu)成的量化級(jí)更大，從而可以減少M(fèi)PEG轉(zhuǎn)換碼以后的編碼數(shù)量。
實(shí)施例6參見(jiàn)圖10，下面描述視頻信號(hào)重現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)。圖10是說(shuō)明按照實(shí)施例6的視頻信號(hào)重現(xiàn)裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。該實(shí)施例6中，采用如實(shí)施例3和4中說(shuō)明的視頻信號(hào)記錄方法，通過(guò)使用相同量化級(jí)使宏塊中的每一DCT塊量化，以重現(xiàn)信號(hào)。
圖10中，標(biāo)號(hào)1011表示記錄有信號(hào)的磁帶，標(biāo)號(hào)1010表示重現(xiàn)來(lái)自磁帶的信號(hào)的重現(xiàn)器(reproducer)，標(biāo)號(hào)1009表示使來(lái)自重現(xiàn)信號(hào)的所需信息反向格式化的反向格式化單元，標(biāo)號(hào)1008表示檢測(cè)已經(jīng)輸入的總體乘數(shù)信息的最小值的最小乘數(shù)信息寄存器，標(biāo)號(hào)1007表示從輸入信號(hào)中產(chǎn)生量化級(jí)的量化級(jí)產(chǎn)生單元，標(biāo)號(hào)1006表示對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度譯碼的可變長(zhǎng)度譯碼器，標(biāo)號(hào)1005表示擴(kuò)展輸入信號(hào)的D范圍的D范圍擴(kuò)展器，標(biāo)號(hào)1004表示對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行逆向量化的逆向量化器，標(biāo)號(hào)1003表示對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行逆向離散余弦變換的正交變換器，標(biāo)號(hào)1002表示解除分塊(unblock)輸入信號(hào)的逆向分塊單元，最后，標(biāo)號(hào)1001表示輸出重現(xiàn)信號(hào)的輸出端。
逆向量化器1004對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的逆向量化裝置；D范圍擴(kuò)展器805對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的逆向范圍轉(zhuǎn)換裝置；含有量化級(jí)產(chǎn)生單元1007和最小乘數(shù)信息檢測(cè)器1008的裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的量化級(jí)構(gòu)成裝置；而包含逆向格式化單元1009和重現(xiàn)器1010的裝置對(duì)應(yīng)于本發(fā)明的重現(xiàn)裝置。
再參見(jiàn)圖10，描述實(shí)施例6中視頻信號(hào)重現(xiàn)裝置的操作。
重現(xiàn)器1010重現(xiàn)來(lái)自磁盤(pán)1011的信息，并輸出重現(xiàn)信息至逆向格式化單元1009。逆向格式化單元1009執(zhí)行逆向格式化，以重現(xiàn)直流分量、具有可變長(zhǎng)度編碼的交流分量、量化數(shù)和從重現(xiàn)器1010重現(xiàn)的信息中得到的總體乘數(shù)信息。
最小乘數(shù)信息檢測(cè)器1008采用實(shí)施例5中所描述的方法檢測(cè)總體乘數(shù)信息的最小值，并輸出一個(gè)總體乘數(shù)信息C+Z的最小值與指定要與取得用于D范圍擴(kuò)展器1005和量化級(jí)產(chǎn)生單元1007的基本量化級(jí)組合起來(lái)的產(chǎn)生的乘數(shù)信息C的最大值之間的一個(gè)不大的值。
量化級(jí)產(chǎn)生單元1007采用實(shí)施例5中所描述的方法構(gòu)成量化級(jí)，并輸出構(gòu)成的量化級(jí)至逆向擴(kuò)展器1004。
另一方面，可變長(zhǎng)度譯碼器1006對(duì)重現(xiàn)的交流分量進(jìn)行可變長(zhǎng)度譯碼，用于輸出到D范圍擴(kuò)展器1005。同時(shí)，D范圍擴(kuò)展器1005采用如實(shí)施例5中所描述的方法，對(duì)從可變長(zhǎng)度譯碼器1006輸入的交流分量輸入進(jìn)行D范圍擴(kuò)展，用于輸出到逆向擴(kuò)展器1004。
逆向量化器1004采用從量化級(jí)產(chǎn)生單元1007輸入的量化級(jí)，對(duì)由D范圍擴(kuò)展器1005進(jìn)行D范圍擴(kuò)展的交流分量進(jìn)行逆向量化，并將其輸出到逆向正交變換器1003。
逆向正交變換器1003對(duì)從逆向量化器1004輸入的交流分量和由逆向格式化單元1009重現(xiàn)并通過(guò)相同路徑輸入作為交流分量的直流分量進(jìn)行逆向離散余弦變換，用于輸出到逆向分塊單元1002。
逆向分塊單元1002對(duì)經(jīng)分塊的信號(hào)解除分塊，并將重現(xiàn)的信號(hào)輸出到輸出端1001。
如上所述，最小乘數(shù)信息檢測(cè)器1008計(jì)算總體乘數(shù)信息的最小值，而量化級(jí)產(chǎn)生單元1007使量化級(jí)構(gòu)成為更大以反映這一結(jié)果。這樣，可以減少M(fèi)PEG變換碼后的編碼量。本實(shí)施例中，可以在沒(méi)有得到總體乘數(shù)信息最小值的情況下對(duì)信號(hào)進(jìn)行譯碼。由于最小值乘數(shù)檢測(cè)器1008可以在這樣一種譯碼情況下省去的，所以，可以簡(jiǎn)化視頻信號(hào)重現(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)。
在實(shí)施例1至4中，可記錄的量化級(jí)數(shù)用4個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)有15種，量化時(shí)所使用的量化級(jí)數(shù)用5個(gè)數(shù)據(jù)位表示時(shí)是31種。在實(shí)施例3和4中，能夠進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的交流分量的位精度是9位，量化輸出是12位。然而，這些值用來(lái)說(shuō)明特定的例子，本發(fā)明并非僅限于此。
盡管要與本發(fā)明的基本量化級(jí)組合在一起的乘數(shù)在上述實(shí)施例中是2的冪，但本發(fā)明并非僅限于此，乘數(shù)可以任意。
在上述實(shí)施例中，總體乘數(shù)信息是要與2的冪的基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的冪指數(shù)以及范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)冪的和。然而，本發(fā)明并非僅限于此，但總體乘數(shù)信息可以是一對(duì)要與不是2的冪的基本量化級(jí)以及例如范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)本身組合的乘數(shù)。
按照本發(fā)明的信號(hào)量化中所使用的量化級(jí)在由上述實(shí)施例中的DCT分塊構(gòu)成的宏塊中是均勻的，但是在該宏塊中的每一DCT塊中可以是不同的。
本發(fā)明的量化信號(hào)在上述實(shí)施例中經(jīng)范圍轉(zhuǎn)換，但也可以不經(jīng)范圍轉(zhuǎn)換，除非需要。在這樣的信號(hào)重現(xiàn)中，是不必進(jìn)行逆向范圍轉(zhuǎn)換的，但本發(fā)明的信號(hào)重現(xiàn)裝置可以沒(méi)有逆向范圍轉(zhuǎn)換裝置。
生成一種攜帶程序和/或數(shù)據(jù)的信息總集，使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行整個(gè)或部分上述實(shí)施例中的裝置的所有和某些功能，并且可以用來(lái)使計(jì)算機(jī)按照所讀取的程序和/或數(shù)據(jù)執(zhí)行上述操作。
這里，數(shù)據(jù)包含數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)格式和數(shù)據(jù)的種類。同時(shí)，介質(zhì)包含記錄介質(zhì)如ROM(只讀存儲(chǔ)器)、用于互聯(lián)網(wǎng)的傳輸介質(zhì)以及用于光、無(wú)線電波和聲波的傳輸介質(zhì)。同時(shí)，攜帶介質(zhì)包含記錄程序和/或數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)和例如傳送程序和/或數(shù)據(jù)的傳輸介質(zhì)?？捎捎?jì)算機(jī)處理意謂著在記錄介質(zhì)如ROM的情況下能夠由計(jì)算機(jī)讀取，或者在傳輸介質(zhì)的情況下作為傳送介質(zhì)和/或數(shù)據(jù)的結(jié)果可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處置。同時(shí)，信息總集包含如程序和/或數(shù)據(jù)的軟件。
正如讀者將從上文描述中清楚看到的那樣，本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄方法包含采用M×N種量化級(jí)中的L(L≤M×N)種量化級(jí)對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行量化，其中，M×N的值是由M種(M≥1)量化級(jí)和N種(N≥1)乘數(shù)的積決定的，其中，量化信號(hào)經(jīng)可變長(zhǎng)度編碼，對(duì)應(yīng)于基本量化級(jí)的量化數(shù)用來(lái)決定量化時(shí)所使用的量化級(jí)，乘數(shù)信息對(duì)應(yīng)于乘數(shù)，并且記錄可變長(zhǎng)度編碼信號(hào)。從而可以以與DVCPRO壓縮中所使用的同一記錄格式來(lái)擴(kuò)展量化級(jí)數(shù)。
本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄裝置包含將輸入視頻信號(hào)分成DCT塊并從多個(gè)DCT塊構(gòu)成宏塊的分塊裝置、對(duì)宏塊中的每一DCT塊進(jìn)行離散余弦變換的離散余弦變換裝置、已經(jīng)采用由M種(M≥1)中基本量化級(jí)和N種(N≥1)乘數(shù)決定的M×N種量化級(jí)中的L種(L≤M×N)量化級(jí)進(jìn)行離散余弦變換對(duì)DCT塊交流分量進(jìn)行量化的量化裝置、確定對(duì)應(yīng)于基本量化級(jí)的量化數(shù)和對(duì)應(yīng)于乘數(shù)的乘數(shù)信息而用來(lái)確定量化裝置中所使用的量化級(jí)的量化信息確定裝置、用來(lái)對(duì)量化的交流信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的可變長(zhǎng)度編碼裝置，以及記錄經(jīng)過(guò)離散余弦變換的DCT塊直流分量、經(jīng)過(guò)編碼的可變長(zhǎng)度的交流信號(hào)、量化數(shù)以及乘數(shù)信息的記錄裝置。從而，該視頻信號(hào)記錄裝置可以具有與上述本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄方法相同的效果。
本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄方法包含采用由M種(M≥1)基本量化級(jí)和N種用2-K次(K=0,1,2,…)冪表示的乘數(shù)所決定的M×N種量化級(jí)中的L(L≤M×N)種量化級(jí)對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行量化、將X位的量化信號(hào)范圍轉(zhuǎn)換成Y(Y＜X)位×(2到Z次冪(Z=0,1,2,…))、對(duì)經(jīng)范圍轉(zhuǎn)換的信號(hào)中的Y位信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼，并且記錄與確定量化時(shí)所使用的量化級(jí)的基本量化級(jí)對(duì)應(yīng)的量化數(shù)、與范圍轉(zhuǎn)換時(shí)得到的K乘數(shù)的指數(shù)與Z的和對(duì)應(yīng)的總體乘數(shù)信息以及可變長(zhǎng)度編碼信號(hào)。從而，可以擴(kuò)展量化后的交流分量的有效位數(shù)。
本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄裝置包含將輸入視頻信號(hào)分成DCT塊和從多個(gè)DCT塊構(gòu)成宏塊的分塊裝置、對(duì)宏塊中的每一DCT塊進(jìn)行離散余弦變換的離散余弦變換裝置、用來(lái)采用由M種(M≥1)基本量化級(jí)和N種用2至K次冪(K=0,1,2,…)所表示的乘數(shù)的乘積所確定的值的M×N種量化級(jí)中L種(L≤×N)量化級(jí)對(duì)經(jīng)過(guò)離散余弦變換的DCT塊的交流分量進(jìn)行量化以產(chǎn)生具有X位有效位數(shù)的量化交流信號(hào)的量化裝置、將量化交流信號(hào)由X位轉(zhuǎn)換成Y(Y＜X)位×(2至Z次(Z=0,1,2,…))的范圍轉(zhuǎn)換裝置、確定與用來(lái)決定量化時(shí)使用的量化級(jí)的基本量化級(jí)和乘數(shù)的指數(shù)K相對(duì)應(yīng)的量化數(shù)的量化信息確定裝置、通過(guò)計(jì)算K和Z的和來(lái)確定總體乘數(shù)信息的乘數(shù)確定裝置、對(duì)已經(jīng)過(guò)范圍轉(zhuǎn)換的量化交流信號(hào)中的Y位信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度編碼的可變長(zhǎng)度編碼裝置，以及記錄經(jīng)過(guò)離散余弦變換的DCT直流分量、具有有效編碼長(zhǎng)度的量化交流信號(hào)、量化數(shù)以及總體乘數(shù)信息的記錄裝置。從而該視頻信號(hào)記錄裝置能夠與所描述的本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄方法具有相同的效果。
本發(fā)明用來(lái)重現(xiàn)按照本發(fā)明記錄的視頻信號(hào)的視頻信號(hào)重現(xiàn)方法包含重現(xiàn)所記錄的可變長(zhǎng)度編碼信號(hào)、量化數(shù)和總體乘數(shù)信息，并且通過(guò)對(duì)可變長(zhǎng)度編碼信號(hào)進(jìn)行可變長(zhǎng)度譯碼進(jìn)行逆向量化，這時(shí)，該方法采用通過(guò)將與量化數(shù)(2到P次冪)相應(yīng)的基本量化級(jí)與相應(yīng)于總體乘數(shù)信息的系數(shù)P相乘而得到的量化級(jí)。從而可以重現(xiàn)按照本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄方法記錄的信號(hào)。另外，采用總體乘數(shù)信息的最小值，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行譯碼而減少變換成MPEG位流的代碼量。
重現(xiàn)由本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄裝置所記錄的視頻信號(hào)的本發(fā)明的視頻信號(hào)記錄裝置包含重現(xiàn)由多個(gè)DCT塊組成的宏塊單元中記錄的直流分量、具有可變長(zhǎng)度編碼的交流分量、量化數(shù)和總體乘數(shù)信息的重現(xiàn)裝置、用來(lái)對(duì)具有可變長(zhǎng)度編碼的交流分量進(jìn)行可變長(zhǎng)度譯碼以產(chǎn)生交流信號(hào)的可變長(zhǎng)度譯碼裝置、通過(guò)計(jì)算與量化數(shù)相應(yīng)的基本量化級(jí)和與總體乘數(shù)信息相應(yīng)的指數(shù)P并將基本量化級(jí)乘以(2至P次冪)來(lái)確定量化級(jí)的量化級(jí)確定裝置，以及在量化級(jí)處對(duì)交流分量進(jìn)行逆向量化的逆向量化裝置。從而本發(fā)明的視頻信號(hào)重現(xiàn)裝置可以與本發(fā)明的視頻信號(hào)重現(xiàn)方法具有相同的效果。
如上所述，本發(fā)明可以提供一種信號(hào)記錄裝置、信號(hào)記錄方法、信號(hào)重現(xiàn)裝置、信號(hào)重現(xiàn)方法、介質(zhì)和信息總集，它們能夠改變傳統(tǒng)技術(shù)中壓縮方法，而使得具有較少的數(shù)據(jù)劣化。
正如從上文中可以看到的那樣，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)了一種能夠擴(kuò)展量化級(jí)數(shù)的壓縮方法。
權(quán)利要求
1．一種信號(hào)記錄裝置，其特征在于采用量化級(jí)對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化的量化裝置；產(chǎn)生多個(gè)量化信息以指定所述量化級(jí)的量化信息產(chǎn)生裝置；從所述量化信號(hào)產(chǎn)生編碼信號(hào)的編碼裝置；以及記錄壓縮的信號(hào)的記錄裝置，所述壓縮的信號(hào)具有含有多個(gè)量化信息和所述編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)。
2．如權(quán)利要求1所述信號(hào)記錄裝置，其特征在于，所述量化級(jí)是一基本量化級(jí)和要與所述基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘積，而所述數(shù)據(jù)是指定所述基本量化級(jí)的量化數(shù)和指定要與所述基本量化級(jí)組合的所述乘數(shù)的乘數(shù)信息。
3．如權(quán)利要求2所述的信號(hào)記錄裝置，其特征在于，所述量化級(jí)在由DCT塊組成的宏塊中是均勻的，所述量化數(shù)是記錄用于每一所述宏塊的，并且所述乘數(shù)信息是記錄用于每一所述DCT塊。
4．如權(quán)利要求1所述的信號(hào)記錄裝置，其特征在于，它還包含采用用2次冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)對(duì)所述量化信號(hào)進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)換的范圍轉(zhuǎn)換裝置，其中，所述數(shù)據(jù)具有有關(guān)所述范圍乘數(shù)的信息。
5．如權(quán)利要求4所述的信號(hào)記錄裝置，其特征在于，所述量化級(jí)是基本量化級(jí)和要與所述基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘積，并且所述多個(gè)量化信息是指定所述基本量化級(jí)的量化數(shù)和指定要與所述基本量化級(jí)組合的所述乘數(shù)的乘數(shù)信息的量化數(shù)，其中，包含范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息表示總體乘數(shù)信息是由有關(guān)范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)和基于所述乘數(shù)信息的信息組成。
6．如權(quán)利要求5所述的信號(hào)記錄裝置，其特征在于，要與所述基本量化級(jí)組合的乘數(shù)是2的冪，所述乘數(shù)信息是冪指數(shù)，并且所述總體乘數(shù)信息是其冪指數(shù)和用2的冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的冪指數(shù)的和。
7．如權(quán)利要求6所述的信號(hào)記錄裝置，其特征在于，所述量化級(jí)在由DCT塊組成的宏塊中是均勻的，所述量化數(shù)是記錄用于每一所述宏塊的，并且所述和是為每一所述DCT塊而記錄的。
8．如權(quán)利要求7所述的信號(hào)記錄裝置，其特征在于，所述信號(hào)有12位，所述范圍轉(zhuǎn)換的信號(hào)有9位，并且所述總體乘數(shù)信息有2位或更少。
9．一種信號(hào)記錄方法，其特征在于，它包含下述步驟采用一量化級(jí)對(duì)一信號(hào)進(jìn)行量化；產(chǎn)生多個(gè)量化信息以指定所述量化級(jí)；從所述量化信號(hào)產(chǎn)生一編碼信號(hào)；以及產(chǎn)生一壓縮信號(hào)，所述壓縮信號(hào)具有含有多個(gè)量化信息和所述編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)。
10．一種信號(hào)重現(xiàn)裝置，其特征在于，它包含從壓縮信號(hào)重現(xiàn)含有多個(gè)指定對(duì)信號(hào)量化時(shí)使用的量化級(jí)的量化信息和要從所述量化信號(hào)產(chǎn)生編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)的重現(xiàn)裝置，所述壓縮信號(hào)是記錄作為具有所述數(shù)據(jù)和所述編碼信號(hào)的信號(hào)的；根據(jù)多個(gè)所述重現(xiàn)的量化信息來(lái)構(gòu)成量化級(jí)的量化級(jí)構(gòu)成裝置；以及根據(jù)所述重現(xiàn)的編碼信號(hào)，按照所述構(gòu)成的量化級(jí)進(jìn)行逆向量化的逆向量化裝置。
11．如權(quán)利要求10所述的信號(hào)重現(xiàn)裝置，其特征在于，所述量化信號(hào)采用用2的冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)來(lái)進(jìn)行范圍轉(zhuǎn)換；并且所述數(shù)據(jù)具有有關(guān)所述范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息，所述信號(hào)重現(xiàn)裝置含有根據(jù)所述編碼信號(hào)和有關(guān)所述范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息進(jìn)行逆向范圍轉(zhuǎn)換的逆向范圍轉(zhuǎn)換裝置，所述逆向量化按照所述構(gòu)成的量化級(jí)是根據(jù)所述編碼信號(hào)而為經(jīng)過(guò)逆向范圍轉(zhuǎn)換的所述信號(hào)而進(jìn)行的。
12．如權(quán)利要求11所述的信號(hào)重現(xiàn)裝置，其特征在于，對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)所使用的所述量化級(jí)是一基本量化級(jí)和要與所述基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘積，并且所述多個(gè)量化信息是指定所述基本量化級(jí)的量化數(shù)和指定要與所述基本量化級(jí)組合的所述乘數(shù)的乘數(shù)信息，其中，含有所述范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息表示所述總體乘數(shù)由有關(guān)范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的信息和基于所述乘數(shù)信息的信息構(gòu)成。
13．如權(quán)利要求12所述的信號(hào)重現(xiàn)裝置，其特征在于，要與所述基本量化級(jí)組合的乘數(shù)是2的冪，所述乘數(shù)信息是冪指數(shù)，并且所述總體乘數(shù)信息是其冪指數(shù)與用2的冪表示的范圍轉(zhuǎn)換乘數(shù)的冪指數(shù)的和。
14．如權(quán)利要求13所述的信號(hào)重現(xiàn)裝置，其特征在于，對(duì)所述信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)所使用的所述量化級(jí)在DCT塊組成的宏塊中是均勻的，所述量化數(shù)是記錄用于每一所述宏塊的，并且所述和是記錄用于每一所述DCT塊的。
15．如權(quán)利要求14所述的信號(hào)重現(xiàn)裝置，其特征在于，所述構(gòu)成的量化級(jí)是記錄用于所述宏塊中的所述DCT塊的和的最小值和指定要與基本量化級(jí)組合的乘數(shù)的乘數(shù)信息的最大值之間的有關(guān)不大的數(shù)，與記錄用于每一所述宏塊的量化數(shù)的乘積。
16．一種信號(hào)重現(xiàn)方法，其特征在于，它包含下述步驟從壓縮信號(hào)重現(xiàn)含有多個(gè)指定對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化時(shí)所使用的量化級(jí)的量化信息和要從所述量化信號(hào)產(chǎn)生的編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)，所述壓縮信號(hào)是記錄作為具有所述數(shù)據(jù)和所述編碼信號(hào)的信號(hào)的；根據(jù)多個(gè)所述重現(xiàn)的量化信息，構(gòu)成量化級(jí)；以及根據(jù)所述重現(xiàn)的編碼信號(hào)，按照所述構(gòu)成的量化級(jí)，進(jìn)行逆向量化。
17．一種介質(zhì)，它攜帶一種程序和/或數(shù)據(jù)，而使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1至8和10至15中的任何有關(guān)所述全部或部分本發(fā)明裝置所具有的所有和某些功能，其中，所述介質(zhì)可以由所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
18．一種介質(zhì)，它攜帶一種程序和/或數(shù)據(jù)，而使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行如權(quán)利要求9或16所述全部或部分本發(fā)明裝置所具有的所有和某些操作步驟，其中，所述介質(zhì)可以由所述計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。
19．一種信息總集，所述信息總集是一種程序和/或數(shù)據(jù)，使得計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行按照權(quán)利要求1至8或10至15中的任何一個(gè)中的全部或部分本發(fā)明的裝置所具有的全部或某些功能。
20．一種信息總集，所述信息總集是一種程序和/或數(shù)據(jù)，使得計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行按照權(quán)利要求9或16所述的全部或部分本發(fā)明的步驟所具有的全部或某些操作。
全文摘要
信號(hào)記錄裝置,包括量化裝置、量化信息產(chǎn)生裝置、編碼裝置以及記錄裝置,壓縮的信號(hào)具有含有多個(gè)量化信息和編碼信號(hào)的數(shù)據(jù)。信號(hào)記錄方法,包括對(duì)信號(hào)進(jìn)行量化;產(chǎn)生量化信息以指定量化級(jí);產(chǎn)生編碼信號(hào);和產(chǎn)生壓縮信號(hào)。信號(hào)重現(xiàn)裝置,包括重現(xiàn)裝置、量化級(jí)構(gòu)成裝置和逆向量化裝置。信號(hào)重現(xiàn)方法,包括重現(xiàn)數(shù)據(jù)、構(gòu)成量化級(jí)和矩形逆向量化。介質(zhì),攜帶有程序和/或數(shù)據(jù)。信息總集,它是一種程序和/或數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1319994SQ0111200
公開(kāi)日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月17日
發(fā)明者藤原裕士, 西野正一, 宮下充弘 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社