專利名稱：運動圖象編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運動圖象編碼裝置的其產(chǎn)生的位速率不同于壓縮編碼運動圖象數(shù)據(jù)的位速率的位速率控制方法。
背景技術(shù)：
近來，根據(jù)數(shù)字信號處理技術(shù)的發(fā)展，可以壓縮和編碼運動圖象數(shù)據(jù)。另外，隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，通過各種傳輸通路發(fā)送和接收壓縮的編碼的運動圖象數(shù)據(jù)的機(jī)會在增加。例如，TV廣播電視臺，預(yù)先迭加的大量的運動圖象數(shù)據(jù)壓縮編碼和存儲，和作為VOD(需要的視頻節(jié)目)，在用戶的要求下，在傳輸?shù)耐飞蟼魉驮搲嚎s的編碼運動圖象數(shù)據(jù)。
然而，在傳輸通路上傳輸壓縮編碼運動圖象數(shù)據(jù)的情況下，有時傳輸通路上可以傳輸?shù)奈凰俾什煌谶\動圖象的位速率，而且在運動圖象數(shù)據(jù)的位速率大的情況下，當(dāng)運動圖象傳輸時，存在在接收數(shù)據(jù)中產(chǎn)生延時并且不可能實時重現(xiàn)運動圖象數(shù)據(jù)這樣的問題。因此，為了實時重現(xiàn)運動圖象，必須降低運動圖象的位速率。還有，必須調(diào)整運動圖象數(shù)據(jù)的位速率為可以由接收圖象運動圖象數(shù)據(jù)的接收終端設(shè)備可以接收的位速率。另外，即使在壓縮編碼運動圖象數(shù)據(jù)中沒有完整幀而只有部分幀圖象被挖取和傳輸?shù)那闆r下，當(dāng)挖取的運動圖象數(shù)據(jù)的位速率超過傳輸通路可以傳輸?shù)奈凰俾蕰r，必須實施降低位速率的處理。如上所述，當(dāng)通過各種接收終端設(shè)備和傳輸通路傳輸運動圖象數(shù)據(jù)時，必須通過調(diào)整將運動圖象數(shù)據(jù)的位速率改變?yōu)楦鞣N位速率，并且通過一時間周期來處理該速率控制，因此在數(shù)據(jù)傳輸中產(chǎn)生了延時。
另外，當(dāng)VOD服務(wù)器給正比于連接到VOD服務(wù)器上的終端設(shè)備數(shù)目的多個終端設(shè)備發(fā)送多個運動圖象數(shù)據(jù)時，由于速率控制處理變得很繁重，VOD服務(wù)器的負(fù)載變得很大，可以同時連接的終端數(shù)目受到限制。因此，迅速改變運動圖象數(shù)據(jù)位速率的位速率控制方法是絕對必要的。
在諸如控制壓縮編碼運動圖象數(shù)據(jù)的位速率的常規(guī)技術(shù)的情況下，開始運動圖象數(shù)據(jù)解碼成為未壓縮的運動圖象數(shù)據(jù)，以及再編碼，從而改變位速率的方法是公知的。然而在這種方法中，由于運動圖象數(shù)據(jù)解碼一次和再一次編碼，這種處理過程的負(fù)擔(dān)過大，還存在這樣的問題，即迅速改變位速率和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)是困難的。
另外，作為減輕再編碼處理和增加處理速度的常規(guī)技術(shù)，在JP-A-8-23539披露的技術(shù)是公知的。在圖38中，示出了常規(guī)運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)。在圖38中，運動圖象編碼裝置5001包括連接到輸入裝置5007的可變長度解碼裝置5002，再量化裝置5003，可變長度編碼裝置5004，緩沖存儲裝置5005，和緩沖器占有量檢測裝置5006，該運動圖象編碼裝置連接到輸出裝置5008。
接下來將描述運動圖象編碼裝置的操作過程。在圖38中，輸入裝置5007輸入每一幀的編碼的運動圖象數(shù)據(jù)到可變長度解碼裝置5002，并且輸入該目標(biāo)位速率到再量化裝置5003。然后，可變長度解碼裝置5002對輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長度解碼，和計算出量化的DCT(離散余弦變換)系數(shù)，并且輸出到再量化裝置5003。然后，再量化裝置5003再量化被量化的DCT系數(shù)，并輸出到可變長度編碼裝置5004。在這方面，再量化裝置5003將由輸入裝置5007輸入的位速率與由緩沖器占有量檢測裝置5006輸入的緩沖器占有量進(jìn)行比較，并且設(shè)定量化值，以滿足預(yù)定的位速率，以及進(jìn)行再量化。這里量化值意味著在量化中劃分DCT系數(shù)的值。另外，可變長度編碼裝置5004對再量化的DCT系數(shù)進(jìn)行可變長度編碼，并給緩沖存儲器裝置5005提供可變長度編碼的運動圖象數(shù)據(jù)。緩沖存儲器裝置5005向輸出裝置5008輸出由可變長度編碼裝置5004輸入的運動圖象數(shù)據(jù)，并且向緩沖器占有量檢測裝置5006輸出運動圖象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量。在緩沖器占有量檢測裝置5006加上該數(shù)據(jù)量和檢測該緩沖器占有量后，給再量化裝置5003輸出數(shù)據(jù)的總量。
如上所述，當(dāng)使用運動圖象編碼裝置5001，由壓縮編碼運動圖象數(shù)據(jù)控制位速率，和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，通過輸入運動圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行一次可變長度解碼，再量化和可變長度編碼的處理過程產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。也就是，由于運動圖象數(shù)據(jù)解碼和再一次編碼的反向量化處理，使計算負(fù)擔(dān)加重，并且難以迅速進(jìn)行速率控制。另外，由多幀構(gòu)成運動圖象數(shù)據(jù)和由于當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)壓縮編碼時，為了提高效率，通常使用在時間上與前面一幀的相關(guān)的幀，并使用幀間預(yù)測編碼。于是，當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)包括進(jìn)行幀間預(yù)測編碼的幀時，當(dāng)使用運動圖象編碼裝置進(jìn)行再量化時就出現(xiàn)了問題。
當(dāng)使用幀間預(yù)測編碼時，在運動圖象編碼裝置5001中進(jìn)行再量化的幀(pi)與時間上隨后的一幀(pi+1)進(jìn)行幀間預(yù)測編碼，并且當(dāng)(pi+1)幀解碼時，該幀是附加所必要的幀。
然后，當(dāng)在運動圖象編碼裝置5001中進(jìn)行再量化時，由于再量化裝置改變輸入數(shù)據(jù)的量化值，再量化前的幀(pi)不同于后面進(jìn)行再量化的幀(pi′)。因此，當(dāng)由于再量化而改變的pi′加到進(jìn)行反向量化的(pi+1)時，(pi+1)被解碼，由于原先加上的pi與pi′間存在差別，所以該解碼的圖象就惡化了。此后，pi與pi′間存在的差別稱作運動補(bǔ)償誤差。也就是幀間預(yù)測編碼用于運動圖象數(shù)據(jù)，當(dāng)使用運動圖象編碼裝置5001產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，由于運動補(bǔ)償誤差使得圖象質(zhì)量惡化。另外，為了防止圖象質(zhì)量惡化，進(jìn)行再量化的幀的下一幀必須再編碼包含的運動補(bǔ)償，于是出現(xiàn)了處理時間進(jìn)一步增加這樣的問題。
在常規(guī)運動圖象編碼裝置中，當(dāng)先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)的位速率變化并且重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，在運動圖象數(shù)據(jù)一次解碼和再次再量化后必須再次編碼，并且難于迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
當(dāng)使用常規(guī)運動圖象編碼裝置和在進(jìn)行再量化的下一幀中通過進(jìn)行再量化控制速率時，由于運動補(bǔ)償誤差引起圖象質(zhì)量惡化，所以很難進(jìn)行不引起圖象質(zhì)量惡化的速率控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述的問題。也就是，該目的在于當(dāng)編碼運動圖象數(shù)據(jù)的位速率變化和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，和不會由于運動補(bǔ)償誤差而導(dǎo)致的圖象質(zhì)量惡化。
為了解決上述問題，將上述的壓縮編碼運動圖象數(shù)據(jù)輸入到運動圖象編碼裝置中，并產(chǎn)生和輸出位速率不同的新的運動圖象數(shù)據(jù)，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下。
首先，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，在該數(shù)據(jù)中位數(shù)量隨區(qū)域不同而不同，其中在p幀(幀間預(yù)測編碼圖象)中位產(chǎn)生量是大的，而且可以進(jìn)行速率變化。
根據(jù)上面所述，當(dāng)由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時通過調(diào)整目標(biāo)位速率，和選擇和替代在輸入運動圖象數(shù)據(jù)中位數(shù)量是不同的速率校正數(shù)據(jù)，不需要解碼運動圖象數(shù)據(jù)，通過改變位速率就可以迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。另外，通過在位數(shù)量大的區(qū)域中產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)，可以有效地改變位速率。
第二，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有一個裝置，用該裝置給先前確定的一個區(qū)域產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)，在該速率校正數(shù)據(jù)中位數(shù)目是不同的，并且可以改變該速率，并且當(dāng)進(jìn)行運動估算時，在p幀(幀間預(yù)測編碼圖象)中涉及下一幀的概率是低的。
因此，當(dāng)從先前編碼的運動數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇和替換在輸入的運動圖象數(shù)據(jù)中的位數(shù)目是不同的速率校正數(shù)據(jù)，通過調(diào)整目標(biāo)位速率，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)，位速率就可以改變，并且可以迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。另外，通過在涉及下一幀的概率是低的區(qū)域中產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)，由于限制運動估算的搜索范圍，可以減小預(yù)測編碼效率的下降。
第三，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有在p幀中產(chǎn)生位數(shù)目不同的速率校正數(shù)據(jù)的裝置，和裝備有運動補(bǔ)償裝置，它用于當(dāng)預(yù)測下一幀運動時，進(jìn)行運動補(bǔ)償而不涉及具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域。
因此，當(dāng)由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，甚至當(dāng)通過選擇位數(shù)目不同的速率校正數(shù)據(jù)，產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，在輸入的運動圖象數(shù)據(jù)中，由于該區(qū)域不經(jīng)受運動估算，可以防止由于數(shù)據(jù)的替換產(chǎn)生的運動補(bǔ)償誤差。
第四，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有在p幀中，當(dāng)預(yù)測運動時，給涉及下一幀的程度是低的區(qū)域產(chǎn)生位數(shù)目不同的速率校正數(shù)據(jù)并且可改變位速率的裝置。
根據(jù)上面所述，當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，不降低幀間預(yù)測編碼的編碼效率，可以產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
第五，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有一個裝置，它通過除去原圖象中的高頻分量，和進(jìn)行幀間的預(yù)測編碼給運動圖象數(shù)據(jù)的每個幀p產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)。
根據(jù)上面所述，當(dāng)無須解碼對應(yīng)目標(biāo)位速率的先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇除去高頻分量編碼的速率校正數(shù)據(jù)的每個區(qū)域，可以迅速進(jìn)行精確的位速率控制。
第六，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有一個裝置，該裝置用于在每個區(qū)域產(chǎn)生表示在其中的位可被刪除的后面部分區(qū)域的區(qū)域信息作為速率校正數(shù)據(jù)。
根據(jù)前面所述，在從編碼的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置中，通過調(diào)整目標(biāo)位速率，當(dāng)輸入運動圖象數(shù)據(jù)的每個區(qū)域被選擇和后面部分的位被刪除除時，可以迅速進(jìn)行位速率控制。
第七，產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備有一個裝置，該裝置用于給每個p幀產(chǎn)生位數(shù)目不同的I幀，作為速率校正數(shù)據(jù)。
因此，在從先前的編碼運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置中，通過調(diào)整目標(biāo)位速率，和用位數(shù)目不同是速率校正數(shù)據(jù)的I幀替代輸入運動圖象數(shù)據(jù)的P幀，可以無須解碼輸入的運動圖象數(shù)據(jù)，迅速進(jìn)行位速率控制。
第八，在產(chǎn)生輸入給運動圖象數(shù)據(jù)編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置裝備裝置的情況下，其中一個裝置用于確定在每幀中挖出的區(qū)域，和為至少多于一個在該幀中挖出的每一個區(qū)域，產(chǎn)生可以進(jìn)行速率校正的速率校正數(shù)據(jù)，另一個是運動補(bǔ)償裝置，它用于在運動補(bǔ)償和挖出區(qū)域的時候，禁止在具有前一幀中的速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域外面作運動估算，當(dāng)從先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)中挖出幀的一部分和重新產(chǎn)生對應(yīng)目標(biāo)位速率運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇位數(shù)目不同的數(shù)據(jù)，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)，就可以控制位速率和迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。另外，由于不在挖出區(qū)域的外面作運動估算，甚至通過使用挖出的幀部分的區(qū)域，進(jìn)行解碼可以不產(chǎn)生運動補(bǔ)償誤差。


圖1是表示在本發(fā)明的第一實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示在本發(fā)明的第一實施例中運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是表示在本發(fā)明的第二實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是表示在本發(fā)明的第三實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖5是表示在本發(fā)明的第四實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是表示在本發(fā)明的第五實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7是表示在本發(fā)明的第五實施例中運動圖象編碼裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖8是表示在本發(fā)明的第六實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖9是表示在本發(fā)明的第六實施例中運動圖象編碼裝置結(jié)構(gòu)的方框圖；圖10是表示本發(fā)明的第一實施例中幀內(nèi)部劃分區(qū)域的示例；
圖11是表示本發(fā)明的第一實施例中的壓縮幀緩沖器結(jié)構(gòu)的示圖；圖12是表示本發(fā)明的第一實施例中的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)；圖13是表示本發(fā)明的第一實施例中的壓縮幀數(shù)據(jù)的示圖；圖14是表示本發(fā)明的第一實施例中的運動圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示圖；圖15是表示本發(fā)明的第一實施例中速率校正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示圖；圖16是表示本發(fā)明的第一實施例中的速率校正數(shù)據(jù)的內(nèi)容的示圖；圖17是表示本發(fā)明的第一實施例中的速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題結(jié)構(gòu)的示圖；圖18是表示本發(fā)明的第三實施例中相關(guān)區(qū)域數(shù)據(jù)的示圖；圖19是表示本發(fā)明的第四實施例中壓縮幀數(shù)據(jù)的示圖；圖20是表示本發(fā)明的第四實施例中速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題結(jié)構(gòu)的示圖；圖21是表示本發(fā)明的第四實施例中運動圖象編碼裝置結(jié)構(gòu)的示圖；圖22是表示本發(fā)明的第四實施例中速率控制方法的流程的示圖；圖23是表示本發(fā)明的第五實施例中視頻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)的示圖；圖24是表示本發(fā)明的第五實施例中視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示圖；圖25是表示本發(fā)明的第五實施例中速率校正數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和速率校正標(biāo)題結(jié)構(gòu)的示圖；圖26是表示本發(fā)明的第五實施例中速率校正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容的示圖；圖27是表示本發(fā)明的第六實施例中速率校正數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和速率校正標(biāo)題結(jié)構(gòu)的示圖；圖28是表示本發(fā)明的第六實施例中速率校正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容的示圖；圖29是表示在本發(fā)明的第七實施例中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置結(jié)構(gòu)的示圖；圖30是表示在本發(fā)明的第七實施例中在1幀內(nèi)挖出區(qū)域示例的示圖；圖31是表示在本發(fā)明的第七實施例中速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示圖；圖32是表示在本發(fā)明的第七實施例中壓縮幀數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示圖；圖33是表示在本發(fā)明的第七實施例中速率校正數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示圖；圖34是表示在本發(fā)明的第七實施例中速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題結(jié)構(gòu)的示圖；圖35是表示在本發(fā)明的第七實施例中運動圖象編碼裝置結(jié)構(gòu)的示圖；圖36是表示在本發(fā)明的第五實施例中視頻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的示圖；圖37是表示在本發(fā)明的第六實施例中I幀編碼裝置結(jié)構(gòu)的示圖；圖38是表示作為常規(guī)技術(shù)的運動圖象編碼裝置結(jié)構(gòu)的方框圖。
具體實施例方式
使用圖1至37，下面將描述本發(fā)明的實施例。在這方面，本發(fā)明不限定于這些實施例，但是在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)，本發(fā)明可以有各種模式。
在第一實施例中，將描述運動圖象編碼裝置及其方法，使用該運動圖象編碼裝置，不需要使用對預(yù)先壓縮編碼的運動圖象數(shù)據(jù)解碼而進(jìn)行位控制和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
最初，下面將描述預(yù)先產(chǎn)生輸入給運動圖象編碼裝置的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置。
在圖1中，示出了預(yù)先產(chǎn)生具有迅速進(jìn)行速率控制的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)。
在圖1中，運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置101具有連接到輸入裝置116的幀輸入裝置117；運動補(bǔ)償裝置102；DCT轉(zhuǎn)換裝置103；量化裝置104；可變長度編碼裝置105；進(jìn)行解碼的反向量化裝置106；反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107；和存儲被解碼幀的幀存儲器108；還具有連接到可變長度編碼裝置105和成功檢測具有最大位數(shù)目的最大位數(shù)目區(qū)域檢測裝置110；參考禁止區(qū)域存儲裝置109；連接到DCT轉(zhuǎn)換裝置103上的壓縮幀緩沖器112；連接到壓縮幀緩沖器112和進(jìn)行量化的量化裝置111；和可變長度編碼裝置113，還具有連接到可變長度編碼裝置105、參考禁止區(qū)域存儲裝置109和可變長度編碼裝置113的壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114，和與運動圖象數(shù)據(jù)組合，并且具有連接到輸出裝置115的結(jié)構(gòu)。
下面將描述這樣構(gòu)成的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的操作。
開始，輸入裝置116給幀輸入裝置117輸入未壓縮圖象。當(dāng)幀輸入裝置117接收由壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114輸入的幀編碼結(jié)束信號時，未壓縮的一幀數(shù)據(jù)輸入到運動補(bǔ)償裝置102。然而，當(dāng)輸入第一幀數(shù)據(jù)時，它不依賴于幀編碼結(jié)束信號，和同時當(dāng)從輸入裝置116輸入數(shù)據(jù)時，該未壓縮幀數(shù)據(jù)輸入到運動補(bǔ)償裝置102。
然后，當(dāng)運動補(bǔ)償裝置102對從輸入裝置117輸入的未壓縮的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行幀間預(yù)測編碼時，在與從幀存儲器108輸入的幀前面一幀高度相關(guān)的區(qū)域被檢測后，進(jìn)行相減，并給DCT轉(zhuǎn)換裝置103輸出被減的幀數(shù)據(jù)。在這個情況下，運動補(bǔ)償裝置102不對由參考禁止區(qū)域存儲器109輸入一幀的前面的一幀的參考禁止區(qū)域進(jìn)行運動檢測。另外，不對幀內(nèi)進(jìn)行編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行運動補(bǔ)償，并將該輸入數(shù)據(jù)輸出到DCT轉(zhuǎn)換裝置。
DCT轉(zhuǎn)換裝置103對由運動補(bǔ)償裝置102輸入的幀數(shù)據(jù)進(jìn)行DCT轉(zhuǎn)換，并向量化裝置104和壓縮幀緩沖器112輸出DCT系數(shù)。
在圖10中，示出了幀中區(qū)域的劃分方法的示例。這里，圖10中所示的區(qū)域是由任意數(shù)目的宏塊(例如16×16象素)構(gòu)成的，可以是任意的形狀，而不限定為圖10所示的形狀。另外，圖11示出了壓縮幀緩沖器的結(jié)構(gòu)。該壓縮幀緩沖器分別地連續(xù)地容納對應(yīng)圖10中每個區(qū)域的量化量和DCT系數(shù)。
量化裝置104量化由DCT轉(zhuǎn)換裝置103對圖10中所示的每個區(qū)域轉(zhuǎn)換得到的DCT系數(shù)，和該量化的DCT系數(shù)輸出到反向量化裝置106和可變長度編碼裝置105，并且用于量化的量化值輸出到壓縮幀緩沖器112。該壓縮幀緩沖器112使得由DCT轉(zhuǎn)換裝置103為圖10中所示的每個區(qū)域輸入的一幀DCT系數(shù)和由量化裝置104輸入的量化值如圖11所示分別地相互對應(yīng)，并存儲該量化值。
可變長度編碼裝置105對量化的DCT系數(shù)進(jìn)行可變長度編碼，并輸出到最大位數(shù)目區(qū)域檢測裝置110和壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114。這里，由可變長度編碼裝置105編碼的數(shù)據(jù)稱為正常幀數(shù)據(jù)。
另外，反向量化裝置106對量化裝置104量化的DCT系數(shù)進(jìn)行反向量化，和將其輸出到反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107。該反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107對由反向量化裝置106得到的DCT系數(shù)進(jìn)行反向DCT轉(zhuǎn)換，和將其輸出到運動補(bǔ)償裝置102。該運動補(bǔ)償裝置102使用反向DCT轉(zhuǎn)換系數(shù)和由幀存儲器輸入一幀的前面的一幀的解碼幀解碼該幀，和重新解碼幀存儲器的幀。然而，對于I幀，轉(zhuǎn)換的反向DCT幀存儲在幀存儲器中。
如上所述，在可變長度編碼裝置105中，當(dāng)完成一幀的編碼時，在由可變長度編碼裝置105編碼的幀中，最大位數(shù)目區(qū)域檢測裝置110按照來自包括最大位數(shù)目的區(qū)域的具有更大的位數(shù)目的區(qū)域的順序檢測預(yù)定數(shù)目的區(qū)域，和輸出該表示檢測區(qū)域的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)給參考禁止區(qū)域存儲器109和壓縮幀緩沖器112。在圖12中，示出了速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)的示例。在圖12中，塊區(qū)域表示由幀最大位區(qū)域檢測裝置選擇的區(qū)域，和這個區(qū)域定義為參考禁止區(qū)域。
參考禁止區(qū)域存儲器109輸出表示由最大位數(shù)目區(qū)域檢測裝置110檢測的區(qū)域的校正區(qū)域數(shù)據(jù)給運動補(bǔ)償裝置102和壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114。于是壓縮幀緩沖器112關(guān)斷DCT系數(shù)和相應(yīng)于從壓縮幀緩沖器內(nèi)部到由最大位數(shù)目區(qū)域檢測裝置110輸入的校正區(qū)域數(shù)據(jù)的參考禁止區(qū)的區(qū)域的量化值，并輸出它們到量化裝置111。該量化裝置111在從壓縮幀緩沖器112輸入量化值s之前和之后，使用多個量化值s，對從壓縮幀緩沖器112輸出的DCT系數(shù)執(zhí)行量化，并且將其輸出到可變長度編碼裝置113。
在量化裝置111中，當(dāng)使用不同的量化值執(zhí)行量化時，可以產(chǎn)生位數(shù)目不同的數(shù)據(jù)。
例如，當(dāng)用量化值Q＝2對圖象平面尺寸是CIF(352×288)，和幀速率是30fps輸入數(shù)據(jù)流進(jìn)行量化時，制成MPEG4數(shù)據(jù)流，其位速率是約1.6Mbps，當(dāng)Q＝6時，約384kbps，當(dāng)Q＝16時，約128kbps，和當(dāng)Q＝30時，約56kbps，可以產(chǎn)生對應(yīng)量化值Q的位速率不同的數(shù)據(jù)。
可變長度編碼裝置11 3對由量化裝置111量化的DCT系數(shù)進(jìn)行可變長度編碼，和產(chǎn)生具有區(qū)域數(shù)、每個區(qū)域的校正數(shù)據(jù)數(shù)、區(qū)域號碼和作為標(biāo)題信息的各個校正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)規(guī)模的速率校正數(shù)據(jù)，并且將其輸出到壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114。這里，由可變長度編碼裝置113產(chǎn)生的數(shù)據(jù)定義為速率校正數(shù)據(jù)。在圖15中，示出了速率校正數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，和在圖16中示出了速率校正數(shù)據(jù)的內(nèi)容。另外，在圖17中示出了速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題的結(jié)構(gòu)。在圖17中，速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題1502具有一種結(jié)構(gòu)，其中位數(shù)目不同的校正數(shù)據(jù)每一個區(qū)域中的數(shù)目，通過變化區(qū)域數(shù)和量化值產(chǎn)生的，和區(qū)域號碼和分別的校正數(shù)據(jù)的位數(shù)目作為固定長度數(shù)據(jù)存儲。這里，區(qū)域的順序是這樣定義的，在這個順序中位數(shù)是較大的。于是在圖15中，速率校正數(shù)據(jù)具有一種結(jié)構(gòu)，其中校正數(shù)據(jù)繼速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題1502之后存儲，并且按一定的區(qū)域順序，在該順序中校正數(shù)據(jù)的位數(shù)目是比較大的。在圖13中示出了壓縮幀數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。在圖13中，壓縮幀數(shù)據(jù)具有一種結(jié)構(gòu)，其中速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)和速率校正數(shù)據(jù)在正常的幀數(shù)據(jù)是后順序地存儲。
壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114按圖13所示的順序存儲由可變長度編碼裝置105輸入的正常的幀數(shù)據(jù)，由參考禁止區(qū)域存儲裝置109輸入的校正區(qū)域數(shù)據(jù)，和由可變長度編碼裝置113輸入速率校正數(shù)據(jù)，并且將其作為壓縮幀數(shù)據(jù)1301輸出到輸出裝置115，并輸出表示一幀的編碼完成的幀編碼結(jié)束信號到幀輸入裝置117。圖14示出了運動圖象數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。在圖14中，運動圖象數(shù)據(jù)1401具有一種結(jié)構(gòu)，其中壓縮幀數(shù)據(jù)是順序地存儲的。
編碼的運動圖象數(shù)據(jù)1401具有一種結(jié)構(gòu)，其中，對于每一幀，正常的幀數(shù)據(jù)，表示速率校正數(shù)據(jù)存在的區(qū)域的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)和位數(shù)目不同的速率校正數(shù)據(jù)按順序安排。之后，具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域，也就是參考禁止區(qū)域禁止運動估算時來自下一幀的參考，和由于處在不從下一幀接收運動估算的條件下，甚至當(dāng)這個區(qū)域的數(shù)據(jù)用速率校正數(shù)據(jù)替代，和進(jìn)行位速率變化時，當(dāng)下一幀解碼時不產(chǎn)生運動補(bǔ)償誤差。
接下來，運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)示于圖2，用圖1所示的運動圖象編碼裝置編碼的運動圖象數(shù)據(jù)用作輸入數(shù)據(jù)，并且無須解碼輸入數(shù)據(jù)而進(jìn)行速率控制，并且重新產(chǎn)生速率變化的運動圖象數(shù)據(jù)。
在圖2中，運動圖象編碼裝置201具有連接到輸入裝置202的數(shù)據(jù)分離裝置207，位數(shù)目計算裝置203，速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204，位速率控制裝置205和運動圖象組合裝置208，并且具有接到輸出裝置206的結(jié)構(gòu)。
下面將描述如此構(gòu)成的運動圖象編碼裝置的操作。在圖2中，輸入裝置202向數(shù)據(jù)分離裝置207輸入壓縮的編碼運動圖象數(shù)據(jù)1301和由用戶確定的目標(biāo)位速率。當(dāng)由輸入裝置292輸入數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)分離裝置207輸入每一幀的目標(biāo)位幀給位速率控制裝置205，并且還按照順序從輸入的運動圖象數(shù)據(jù)的標(biāo)題數(shù)據(jù)取出數(shù)據(jù)，和輸入每一幀的正常的幀數(shù)據(jù)至位數(shù)目計算裝置203，和輸入該速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)和每一幀的速率校正數(shù)據(jù)至速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204。這里，當(dāng)輸入裝置202輸入不是運動圖象數(shù)據(jù)的第一幀的幀時，在從速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204接收幀編碼結(jié)束信號后，進(jìn)行分別的數(shù)據(jù)輸入。
位數(shù)目計算裝置203計算輸入的正常幀數(shù)據(jù)的位數(shù)目，并向位速率控制裝置205輸出位數(shù)目，和給速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置輸出正常幀數(shù)據(jù)。
位速率控制裝置205將從輸入裝置202輸入的目標(biāo)位速率與從位數(shù)目檢測裝置203輸入的當(dāng)前的位數(shù)目比較，和得到不滿足目標(biāo)位速率所必須的位數(shù)目或足夠的位數(shù)目，并且輸出到速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204。
速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置接收由位速率控制裝置205輸入的作為位速率誤差的位數(shù)目，和為了給由數(shù)據(jù)分離裝置207輸入的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)所示的區(qū)域滿意的目標(biāo)位速率，它將正常幀數(shù)據(jù)中的區(qū)域的位數(shù)目與存儲在速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題1502中的多個校正數(shù)據(jù)的位數(shù)目比較，當(dāng)該數(shù)據(jù)被替代時，通過它位速率誤差變小的校正數(shù)據(jù)，按存儲區(qū)域的順序選擇，和通過用選擇的校正數(shù)據(jù)替代正常幀數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)，改變位數(shù)目。另外，當(dāng)位數(shù)目誤差大時，從下一個區(qū)域選擇校正數(shù)據(jù)，和通過替代數(shù)據(jù)，改變位數(shù)目。通過重復(fù)上述的處理，其中位數(shù)目誤差最小的運動圖象數(shù)據(jù)輸出到運動圖象組合裝置208，并且一幀編碼結(jié)束信號輸出到數(shù)據(jù)分離裝置207。
運動圖象組合裝置208順序地連接從速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204輸入給每一幀的幀數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)和輸出至輸出裝置206。
這里，當(dāng)由速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204選擇區(qū)域和該數(shù)據(jù)替代對應(yīng)的位數(shù)目時存在這樣的問題，即由于數(shù)據(jù)的替代引起運動補(bǔ)償誤差，該替代數(shù)據(jù)稱作在常規(guī)方法中I幀之后的運動補(bǔ)償，并且引起圖象質(zhì)量的惡化，然而在本發(fā)明中，由于在圖1中運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中參考禁止區(qū)域存儲裝置109禁止對具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域的參考，即使當(dāng)校正數(shù)據(jù)被選擇和替代，也不引起運動補(bǔ)償誤差。因此，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)，通過選擇校正數(shù)據(jù)，可以迅速進(jìn)行速率控制，而不引起由于運動補(bǔ)償誤差產(chǎn)生的圖象質(zhì)量惡化。
另外，在本實施例中，由最大位數(shù)目區(qū)域檢測裝置110檢測的區(qū)域數(shù)由對應(yīng)的用戶確定，可以改變對于輸入數(shù)據(jù)的多少％的位速率，區(qū)域的數(shù)目越大，位速率變化的范圍就越大。然而，當(dāng)區(qū)域數(shù)增加時，由于用于運動估算的參考區(qū)域變窄，編碼效率降低。為了解決這一問題，最大位區(qū)域檢測裝置110從按順序排列的具有最大位的區(qū)域檢測該區(qū)域，在該順序中位數(shù)目是較大的。這由于在幀中壓縮編碼數(shù)據(jù)不總是具有一致的位數(shù)目，有一些情況，具有較大位數(shù)目的區(qū)域局部地存在，當(dāng)校正數(shù)據(jù)提供給位數(shù)目大的區(qū)域時，很容易變化位速率，并且參考禁止區(qū)域可以減少。
另外，由最大位區(qū)域檢測裝置110選擇的每個區(qū)域的速率校正數(shù)據(jù)的號碼和各自的量化值的值還影響位速率變化的寬度。例如，當(dāng)正常幀數(shù)據(jù)的量化以Q＝6進(jìn)行，位速率是約384kbps，作為具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域，從位數(shù)目是大的區(qū)域選擇具有約3/4總數(shù)的數(shù)據(jù)的多個區(qū)域。當(dāng)考慮到位偏離時，這些區(qū)域的面積小于3/4。對于這些區(qū)域，使用量化值Q＝2，Q＝30，產(chǎn)生約1.6Mbps和約56kbps兩種速率校正數(shù)據(jù)。包括速率校正數(shù)據(jù)的整個數(shù)據(jù)大小是約1.6Mbps。當(dāng)包括速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)與速率校正數(shù)據(jù)結(jié)合時，位速率變化可以在約1.5Mbps至約64kbps范圍內(nèi)任意進(jìn)行，并可以產(chǎn)生與各種傳輸路徑的位速率匹配的運動圖象數(shù)據(jù)。
另外，涉及速率變化的計算費用是低的，和位速率是不同的多個數(shù)據(jù)流可以迅速地產(chǎn)生。還有，當(dāng)位速率不同的的數(shù)據(jù)流從開始時間準(zhǔn)備時，其位速率是固定的，和它的數(shù)據(jù)大小變大。與這樣的情形相比，在本實施例中，可以假定當(dāng)數(shù)據(jù)大小稍微大于假定的最大位速率時就足夠了。
如上所述，在本實施例中，提供有不對參考禁止區(qū)域進(jìn)行運動補(bǔ)償?shù)倪\動補(bǔ)償裝置和產(chǎn)生具有共同的速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，以及選擇對應(yīng)位速率的速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域選擇裝置，因此，該裝置無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以迅速進(jìn)行速率控制，和不引起由于運動補(bǔ)償誤差產(chǎn)生的圖象質(zhì)量惡化。并且可以迅速產(chǎn)生位速率不同的多個數(shù)據(jù)流，從而，它的實際作用是大的。
在第二實施例中，下面將描述一種裝置，在該裝置中無須解碼的預(yù)先編碼的圖象數(shù)據(jù)而進(jìn)行速率控制，并重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，及該裝置特征在于作為產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)的選擇方法，使用運動估算時間很難參考到的已知區(qū)域。
在本實施例中，運動圖象編碼裝置與實施例1相同，通過它對先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行速率變化，并重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
下面將描述運動圖象產(chǎn)生裝置，通過該運動圖象產(chǎn)生裝置，迅速進(jìn)行速率控制的運動圖象編碼裝置輸入的運動圖象數(shù)據(jù)是先前產(chǎn)生的。
在圖3中，示出了運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)，通過該運動圖象產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生了具有迅速進(jìn)行速率控制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的運動圖象數(shù)據(jù)。
在圖3中，該運動圖象產(chǎn)生裝置具有連接到輸入裝置116的幀輸入裝置117；運動補(bǔ)償裝置；DCT轉(zhuǎn)換裝置103；量化裝置104；可變長度編碼裝置105；進(jìn)行解碼的反向量化裝置106；反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107；和存儲解碼的幀數(shù)據(jù)的幀存儲器108；連接到可變長度編碼裝置105并且選擇產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域的速率校正區(qū)域選擇裝置310；參考禁止區(qū)域存儲裝置109；連接到DCT轉(zhuǎn)換裝置103的壓縮幀緩沖器112；連接到壓縮幀緩沖器112和進(jìn)行量化的量化裝置111；可變長度編碼裝置113；連接到可變長度編碼裝置105，參考禁止區(qū)域存儲裝置109，和和可變長度編碼裝置113，提供有組合運動圖象數(shù)據(jù)的壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114；及輸出裝置115。
下面將描述如此構(gòu)成的運動圖象編碼裝置的操作。
在圖3中，除了速率校正選擇裝置310以外的操作完全相同于實施例1。在圖3中，可變長度編碼裝置105對從量化裝置104輸入的量化的DCT系數(shù)以相同于實施例1中的方式進(jìn)行可變長度編碼，并將其輸出到速率校正區(qū)域選擇裝置310和壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114。這里，由可變長度編碼裝置105編碼的數(shù)據(jù)稱作正常的幀數(shù)據(jù)。
如上所述，當(dāng)完成正常的幀數(shù)據(jù)的編碼時，速率校正區(qū)域選擇裝置310從可變長度編碼裝置105中編碼的幀數(shù)據(jù)選擇速率校正區(qū)域，并且向參考禁止區(qū)域存儲裝置109和壓縮幀緩沖器112輸出圖12中所示的表示選擇區(qū)域的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)1201。這里，選擇作為速率校正區(qū)域的區(qū)域是這樣的區(qū)域，在下一幀運動圖象預(yù)測時參考該區(qū)域的概率是低的，例如，作為幀的邊緣部分，并且定義作為先前存儲在速率校正區(qū)域選擇裝置310中的已知區(qū)域。
在本實施例中，禁止速率校正的區(qū)域在運動估算時被參考，并通過禁止該參考，由于運動估算時搜索區(qū)域小，存在有預(yù)測編碼效率低的可能性。因此，在運動估算的時候，以選擇作為速率校正區(qū)域的方式定義幾乎不參考的區(qū)域。因此，甚至當(dāng)在運動估算的時候搜索區(qū)域變小時，由于該區(qū)域最初被參考的可能性很小，實際的搜索區(qū)域不小，也就是可以防止預(yù)測編碼效率的降低。壓縮幀緩沖器112之后的操作與實施例1相同。
因此編碼運動圖象數(shù)據(jù)對于每幀來說具有這樣的結(jié)構(gòu)，壓縮編碼正常幀數(shù)據(jù)，表示區(qū)域存在速率校正數(shù)據(jù)的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)，包括多個校正數(shù)據(jù)的速率校正數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的位數(shù)是不同的，和具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域處在這樣的狀況，在運動估算的時候，不為下一幀所參考。
如上所述，當(dāng)以與實施例1相同的方式輸入編碼的運動圖象數(shù)據(jù)時，通過使用圖2所示的運動圖象編碼裝置，對應(yīng)目標(biāo)位速率的速率校正數(shù)據(jù)被選擇，并且被正常幀數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)所替代，通過產(chǎn)生新的運動圖象數(shù)據(jù)，無須解碼該數(shù)據(jù)，就可以迅速控制該速率。
另外，產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域定義為已知的區(qū)域，諸如在運動估算時幾乎不參考的幀的邊緣部分，對應(yīng)速率變化的范圍的用戶可以確定該區(qū)域的尺寸，還有，速率校正數(shù)據(jù)的數(shù)目和每個區(qū)域中的量化值有助于位速率變化的寬度。
例如，當(dāng)正常幀數(shù)據(jù)以Q＝24量化時(尺寸CIF，幀速率30fps)，位速率變?yōu)榧s100kbps。至此，幾乎不進(jìn)行運動估算的幀的大約總共40％比例的區(qū)域定義作為速率校正數(shù)據(jù)區(qū)域，以兩種量化值Q＝16和31，對分別的量化數(shù)據(jù)進(jìn)行量化，和產(chǎn)生具有對應(yīng)約128kbps和32kbps的位速率的速率校正數(shù)據(jù)。當(dāng)速率校正數(shù)據(jù)與具有這些速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)組合時，位速率可以在約128kbps和64kbps間任意變化，并可以迅速產(chǎn)生對應(yīng)傳輸通路頻帶的波動的運動圖象數(shù)據(jù)。還有，位速率變化計算的費用是低的，并且位速率不同的多個運動圖象可以迅速地產(chǎn)生。
在本實施例中，與實施例1比較，位速率的變化的范圍是小的，但是本發(fā)明特征在于，設(shè)定為參考禁止區(qū)域的區(qū)域具有難于預(yù)測的特征，所以可以防止編碼效率的下降。另外，運動圖象數(shù)據(jù)的大小大約是128kbps，幾乎等于位速率變化的最大值。
如上所述，在本發(fā)明中，當(dāng)提供了運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置時，其中為在運動估算時所涉及可能性低的區(qū)域和與目標(biāo)位速率匹配的控制裝置產(chǎn)生位數(shù)目不同的多個速率校正數(shù)據(jù)，由于在運動估算時預(yù)測編碼效率不降低，不引起因運動補(bǔ)償誤差產(chǎn)生的圖象質(zhì)量惡化，迅速進(jìn)行速率控制，可以迅速產(chǎn)生多個位速率不同的運動圖象數(shù)據(jù)，從而它的實際作用是大的。
在第三實施例中的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置將在下面描述，在該裝置中，由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，不需要解碼就可以進(jìn)行速率控制，和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，其中該裝置具有用于運動圖象，通過使用運動估算時的相關(guān)程度選擇速率校正區(qū)域以產(chǎn)生位數(shù)目不同的多個數(shù)據(jù)的裝置。
另外，在本實施例中，用先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行速率控制和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置完全與實施例1中的相同。
在圖4中示出了運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)。在圖4中，運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置401有連接到輸入裝置116上的幀輸入裝置117；運動補(bǔ)償裝置402；DCT轉(zhuǎn)換裝置103；量化裝置104；可變長度編碼裝置105；解碼用的反向量化裝置106；反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107；存儲解碼的幀數(shù)據(jù)的幀存儲器108；連接到運動補(bǔ)償裝置402上的參考區(qū)域存儲裝置410；速率校正區(qū)域選擇裝置412；連接到DCT反向轉(zhuǎn)換裝置404的壓縮幀緩沖器112；量化裝置111；可變長度編碼器113；速率校正區(qū)域選擇裝置412；連接到可變長度編碼器113和可變長度編碼器105上的壓縮幀組合裝置414，和輸出裝置115。
下面將描述如此構(gòu)成的運動圖象產(chǎn)生裝置的操作。在運動圖象編碼裝置401中，輸入裝置116，幀輸入裝置117，DCT轉(zhuǎn)換裝置103，量化裝置104，可變長度編碼裝置105，反向量化裝置106，反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107，和產(chǎn)生正常幀數(shù)據(jù)的幀存儲器108完全與實施例1中的相同。在這個結(jié)構(gòu)中，當(dāng)正常幀數(shù)據(jù)完全產(chǎn)生時，可變長度編碼裝置405向幀輸入裝置117輸出幀編碼結(jié)束信號。在這種方式中，當(dāng)為一幀產(chǎn)生正常幀數(shù)據(jù)時，幀輸出裝置117向運動補(bǔ)償裝置402輸出下一個未壓縮的幀數(shù)據(jù)。
運動補(bǔ)償裝置402不對I幀進(jìn)行運動補(bǔ)償，并且輸出到DCT轉(zhuǎn)換裝置103，在非I幀的情況下，使用前面的一幀和由幀輸入裝置輸入的幀，進(jìn)行運動補(bǔ)償。另外，在前面的一幀，涉及到運動估算時的區(qū)域信息輸出到參考區(qū)域存儲器裝置410。
圖18示出了參考區(qū)域數(shù)據(jù)。該參考區(qū)域數(shù)據(jù)是這樣的數(shù)據(jù)，其中存儲了每個區(qū)域的相關(guān)程度。在該參考區(qū)域數(shù)據(jù)中，每個區(qū)域裝置的相關(guān)程度意味著在該區(qū)域中的象素中，在運動估算時與下一幀相關(guān)的總象素數(shù)示于圖18，它是這樣界定的，區(qū)域的顏色越重，相關(guān)程度就越高。
參考區(qū)域存儲器裝置410存儲由運動補(bǔ)償裝置402輸入的參考區(qū)域，和輸出表示參考區(qū)域的參考區(qū)域數(shù)據(jù)給速率校正選擇裝置412。
速率校正區(qū)域選擇裝置412，在輸入的參考區(qū)域數(shù)據(jù)中，從低的參考區(qū)域開始按順序選擇預(yù)定數(shù)目的區(qū)域，作為速率校正數(shù)據(jù)區(qū)域。另外，該選擇的區(qū)域是由幀輸入裝置當(dāng)前輸入的幀的前一幀中的速率校正區(qū)域，和輸出表示選擇的速率校正區(qū)域的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)1201到壓縮幀緩沖器112和運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置414。還有，壓縮幀緩沖器112，量化裝置111和可變長度編碼裝置113與實施例1相同。
運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置414，如圖13所示，組合由可變長度編碼裝置405輸入的正常幀數(shù)據(jù)，由速率校正區(qū)域選擇裝置412輸入的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)和由可變長度編碼裝置113輸入的速率校正數(shù)據(jù)。在本實施例中，如實施例1和2中所示，在運動估算時由于不進(jìn)行設(shè)定參考禁止區(qū)域，和不限定搜索區(qū)域，該搜索區(qū)不限定，和實施例1和2相比提高了預(yù)測編碼作用。
如上所述，通過使用編碼的運動圖象作為輸入，以及圖2中運動圖象編碼裝置，當(dāng)如實施例1產(chǎn)生新的運動圖象數(shù)據(jù)時，無須解碼該數(shù)據(jù)就可以迅速進(jìn)行速率控制。另外，由于選擇了運動估算時參考程度低的區(qū)域作為具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域，甚至當(dāng)在控制時選擇該速率校正數(shù)據(jù)，也不引起運動補(bǔ)償誤差。還有，按參考程度較低區(qū)域的順序選擇的區(qū)域號碼，可以由對應(yīng)位速率變化范圍的用戶確定。并且，在各個區(qū)域中速率校正數(shù)據(jù)的數(shù)量和量化值有助于位速率變化的寬度。
例如，當(dāng)以Q＝24進(jìn)行正常幀數(shù)據(jù)的量化(大小CIF，幀速率30fps)，該位速率大約是100kbps。與此相反，參考程度低的和幀的面積比總共大約是30％的區(qū)域被定義作為速率校正數(shù)據(jù)區(qū)域，對于各個區(qū)域，以兩個量化值Q＝16和32進(jìn)行量化，和產(chǎn)生了具有對應(yīng)128kbps和32kbps的位速率的速率校正數(shù)據(jù)。當(dāng)速率校正數(shù)據(jù)與具有這個速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)組合時，可以在128kbps和64kbps間任意變化位速率，可以迅速產(chǎn)生對應(yīng)傳輸通路的頻帶波動的運動圖象數(shù)據(jù)。另外，根據(jù)該位速率變化的計算成本較低，并且位速率不同的多個運動圖象數(shù)據(jù)可以迅速產(chǎn)生。另外運動圖象數(shù)據(jù)的大小大約是128kbps，它幾乎等于位速率變化的最大值。在這個例子中，位速率變化的范圍小于實施例1，然而，由于不提供參考禁止區(qū)域，可以防止編碼效率的下降，并且由于具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域是實際參考程度低的區(qū)域，所以伴隨數(shù)據(jù)替代的運動補(bǔ)償誤差可以抑制到很小。
如上所述，在本實施例中，提供了具有運動估算時參考程度低的區(qū)域的速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和選擇速率校正數(shù)據(jù)和變化位速率的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，因此由于運動估算的預(yù)測編碼效率不降低和當(dāng)速率校正數(shù)據(jù)使用時產(chǎn)生的運動補(bǔ)償誤差降低，和速率控制可以迅速進(jìn)行，位速率不同的多個運動圖象數(shù)據(jù)可以迅速地產(chǎn)生，所以它的實際作用是大的。
下面描述第四實施例，在第四實施例的無須解碼先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)和進(jìn)行速率控制以及產(chǎn)生新的運動圖象數(shù)據(jù)的裝置中，該裝置的特征在于在整個幀上，輸入的運動圖象數(shù)據(jù)具有位數(shù)目稍微不同的速率校正數(shù)據(jù)。
在圖5中，示出了運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)，用該裝置對進(jìn)行速率控制的運動圖象編碼裝置的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行先前的編碼。在圖5中，運動圖象產(chǎn)生裝置501具有連接到輸入裝置116的幀輸入裝置117；運動補(bǔ)償裝置102；DCT轉(zhuǎn)換裝置103；量化裝置104；可變長度編碼裝置105，進(jìn)行解碼的反向量化裝置106；反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107；和幀存儲器108。另外，運動圖象編碼裝置501還有連接到幀輸入裝置117的低通濾波器503；連接到低通濾波器503的運動補(bǔ)償裝置102；DCT轉(zhuǎn)換裝置103；量化裝置104；連接到量化裝置104和進(jìn)行解碼的反向量化裝置106；反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107，和幀存儲器108。另外，還有連接到可變長度編碼裝置105的壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置504；和輸出裝置115。
下面將描述如此構(gòu)成的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的操作。在該運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置501中，幀輸入裝置117，運動補(bǔ)償裝置102，DCT轉(zhuǎn)換裝置103，量化裝置104，可變長度編碼裝置105，反向量化裝置106，反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107，和幀存儲器108是以實施例1中相同方式產(chǎn)生正常幀數(shù)據(jù)的功能塊。
再者，在圖5中，低通濾波器503使得未壓縮的幀通過低通濾波器，減少輸入幀中的高頻信息，并輸出至運動補(bǔ)償裝置102。此后，使用DCT轉(zhuǎn)換裝置103，量化裝置104，可變長度編碼裝置506，反向量化裝置106，反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107，和幀存儲器108，以正常幀數(shù)據(jù)產(chǎn)生相同的方式，用相同的量化值，產(chǎn)生幀數(shù)據(jù)。在這方面，這里所產(chǎn)生的幀數(shù)據(jù)是通過低通濾波器503減少輸入幀中的高頻分量，編碼產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)的位數(shù)少于正常幀數(shù)據(jù)，而且具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中如圖10所示，1幀中整個區(qū)域的校正數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)稱之為速率校正數(shù)據(jù)。該可變長度編碼裝置506對速率校正數(shù)據(jù)，如圖20中所示校正數(shù)據(jù)標(biāo)題，進(jìn)行計算，該并且輸出速率校正數(shù)據(jù)和速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題至運動圖象組合裝置20。該速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題具有這樣的結(jié)構(gòu)，它在速率校正數(shù)據(jù)1幀中有多個區(qū)域，并且有每個區(qū)域中的位數(shù)。
壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置504將由可變長度編碼裝置105輸入的正常幀數(shù)據(jù)，由可變長度編碼裝置506輸入的速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題和圖19中所示的速率校正數(shù)據(jù)組合一起，并且將其輸出到輸出裝置115。
如上所述，在本實施例中，具有速率校正數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)應(yīng)用到1幀中的所有區(qū)域，并通過減少未壓縮幀的高頻分量，由可變長度編碼裝置105輸出的正常幀各自的數(shù)據(jù)量，以及由可變長度編碼裝置106輸出的速率校正數(shù)據(jù)稍微不同。
如上所述輸入編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，無須解碼數(shù)據(jù)進(jìn)行速率控制，和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)示于圖21。在圖21中，運動圖象編碼裝置2101具有連接到輸入裝置202的數(shù)據(jù)分離裝置207；位數(shù)量計算裝置203；速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置2104；位速率控制裝置205；運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置208；和與該裝置連接的輸出裝置206。
下面將描述如此構(gòu)成的運動圖象編碼裝置2101的工作過程。在圖21中，除去了速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置2104的功能塊的操作之外其余與實施例1完全相同。使用由位速率控制裝置205輸入的位速率誤差，由數(shù)據(jù)分離裝置207輸入的速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題，速率校正數(shù)據(jù)，和由數(shù)量計算裝置203輸入的正常幀數(shù)據(jù)，速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置2104進(jìn)行速率控制，以致減小位速率誤差。圖22中示出了速率的處理過程。
如圖22所示，步驟1最初，判斷位速率誤差的正或負(fù)，當(dāng)是負(fù)或者是零時，該程序結(jié)束，當(dāng)該誤差是正時，位將超出。步驟2涉及到速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題，和選擇位數(shù)量的最大區(qū)域。步驟3對于選擇的區(qū)域，由速率校正數(shù)據(jù)替代正常幀數(shù)據(jù)。步驟4在數(shù)據(jù)替代后，更新位速率誤差，和程序進(jìn)行到速率誤差判斷處理過程。
重復(fù)上述的處理過程直到位速率誤差變負(fù)，和當(dāng)該處理過程完成時，幀數(shù)據(jù)輸出到運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置。該運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置依次連接輸入給每1幀的幀數(shù)據(jù)，和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，并且輸出到輸出裝置206。
在本實施例中，在速率校正數(shù)據(jù)通過低通濾波器后，由于以正常幀相同的量化值量化，與沒有低通濾波編碼的正常數(shù)據(jù)比較，只有很小的位數(shù)量差，和通過選擇多個區(qū)域有速率校正數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行精確的速率控制。
由對應(yīng)位速率變化區(qū)域范圍的用戶可以確定低通波器的頻率特性。例如，在用于運動圖象數(shù)據(jù)的具有這樣特性的低通濾波器的情況下，通過該低通濾波器的編碼數(shù)據(jù)是64kbps，在該運動圖象數(shù)據(jù)中編碼后的位速率是128kbps，可以產(chǎn)生這樣的運動圖象數(shù)據(jù)，其中精確的位速率變化可能在128kbps和64kbps之間的范圍內(nèi)。另外，由于位速率變化產(chǎn)生的計算成本是低的，因而，位速率不同的多個運動圖象數(shù)據(jù)可以迅速地生成。
另外，由于速率校正數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)的圖象質(zhì)量差與如實施例1，2，和3通過變化量化值產(chǎn)生圖象數(shù)據(jù)的情形比較是小的，因此本實施例的特征在于由于選擇速率校正誤差引起的運動補(bǔ)償誤差較小。
如上所述，在本實施例中，對于幀中的整個區(qū)域，提供了具有除去高頻分量和編碼產(chǎn)生的速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和通過它選擇對應(yīng)目標(biāo)位的速率校正數(shù)據(jù)和進(jìn)行速率控制的運動圖象編碼裝置，因此由于運動補(bǔ)償誤差的減小，可以迅速進(jìn)行精確速率控制，和可以迅速產(chǎn)生位速率不同的多個運動圖象數(shù)據(jù)，它的實際作用是大的。
在第五實施例中，下面將描述，在用它由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，無須解碼該數(shù)據(jù)，進(jìn)行速率控制，和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)的裝置中，該裝置的特征在于輸入運動圖象數(shù)據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中可以在速率控制時減小位數(shù)目。該裝置由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置和運動圖象編碼裝置兩個裝置構(gòu)成，在前者中運動圖象數(shù)據(jù)是先前編碼的，在后者中，進(jìn)行速率控制和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
首先，將描述運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，產(chǎn)生具有通過運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置在速率控制時有可能減小位數(shù)量的結(jié)構(gòu)的運動圖象數(shù)據(jù)，然后將描述運動圖象編碼裝置，通過該裝置進(jìn)行速率控制，和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
在圖6中，示出了運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)。在圖6中，運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置601包括連接到輸入裝置602的運動圖象編碼裝置603；在由連續(xù)的任意數(shù)目的宏塊構(gòu)成的視頻數(shù)據(jù)包數(shù)據(jù)中選擇可劃分位置的數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605；視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置606和存儲速率校正信息的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置607；還提供有連接到視頻數(shù)據(jù)包產(chǎn)生裝置604和速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置607的運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置608，和與裝置608連接的輸出裝置609。
下面將描述如上所述構(gòu)成的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置601的操作過程。開始，輸入裝置602輸入未壓縮的圖象到用于每一幀的運動圖象編碼裝置603。然后，運動圖象編碼裝置603進(jìn)行運動補(bǔ)償，DCT轉(zhuǎn)換，量化，和對在由連續(xù)任意的宏數(shù)據(jù)塊構(gòu)成的視頻數(shù)據(jù)包單元中的輸入幀進(jìn)行可變長度編碼處理過程。另外，運動圖象編碼裝置603在編碼的時候存儲每個視頻數(shù)據(jù)包的最后宏塊的開始位置，并產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)。該視頻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)示于圖36中。在圖36中，視頻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)記錄視頻數(shù)據(jù)包的總數(shù)，和各個視頻數(shù)據(jù)包中的最后宏塊的開始位置。
于是運動圖象編碼裝置603輸出編碼的視頻數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605和運動數(shù)據(jù)組合裝置608，并且輸出該視頻數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605。這里，視頻數(shù)據(jù)包可以有例如圖10中所示的相同結(jié)構(gòu)，但是，必須是每個視頻數(shù)據(jù)包由水平方向上的連續(xù)宏數(shù)據(jù)塊構(gòu)成。
數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605選擇在輸入視頻數(shù)據(jù)包的各個最后宏數(shù)據(jù)塊在速率控制時可以刪除的區(qū)域，并確定它的邊界作為視頻數(shù)據(jù)包劃分位置。在每個視頻數(shù)據(jù)包中連續(xù)宏數(shù)據(jù)塊被依次接納，和在每個宏數(shù)據(jù)塊中，由于量化的DCT系數(shù)的可變長度標(biāo)志從低頻率端依次接納，所以在視頻數(shù)據(jù)包最后宏數(shù)據(jù)塊中，后面的可變長度標(biāo)記對應(yīng)高頻DCT系數(shù)。因此，如圖2 3所示，視頻數(shù)據(jù)包最后宏數(shù)據(jù)塊在速率控制時被劃分，和從每個視頻數(shù)據(jù)包的最后宏數(shù)據(jù)塊的后面選擇刪除隨后數(shù)據(jù)的位置。也就是數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605使得在視頻數(shù)據(jù)塊的最后宏數(shù)據(jù)塊的后面接納的高頻DCT系數(shù)是可以刪除的區(qū)域。另外，由于與低頻分量相比高頻分量較小，即使當(dāng)信息被刪除時在對圖象質(zhì)量方面的影響中，通過刪除高頻分量，使得圖象質(zhì)量的惡化很小。然后數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605相繼向速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置607輸出選擇位置的信息以及它的位數(shù)量，并輸出該選擇的位置和每個視頻數(shù)據(jù)包的信息到視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置606。
視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置606對由數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605選擇位置開始的第一個可變長度標(biāo)記計算，當(dāng)該標(biāo)記是視頻數(shù)據(jù)包的最后一個時，如圖24所示，可變長度標(biāo)記產(chǎn)生視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)，當(dāng)其是視頻數(shù)據(jù)包最后一個時，將字節(jié)調(diào)整的添加位加到該視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)上，并輸出到速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置607。這里，為了調(diào)整字節(jié)成行，將填充位加到視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)上。隨后速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置607收集由數(shù)據(jù)劃分位置選擇裝置605輸入的劃分位置，跟隨在該位置后的位數(shù)量，由視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置606輸入的視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)，作為速率校正數(shù)據(jù)，并輸出到壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置608。圖25表示了實施例5中的速率校正數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題結(jié)構(gòu)。另外，圖26表示了圖2 5中所示速率校正數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)內(nèi)容。該速率校正數(shù)據(jù)具有圖25和26所示的結(jié)構(gòu)，它是由速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題，和多個視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)構(gòu)成的，該速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題有這樣的結(jié)構(gòu)，它包括1幀的視頻數(shù)據(jù)包數(shù)，表示每一個視頻數(shù)據(jù)包劃分位置的位數(shù)，可以刪除的在劃分位置后面的位數(shù)，和視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)的位數(shù)。
最后，運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置608依次將由視頻數(shù)據(jù)包產(chǎn)生裝置604輸入的每1幀的正常視頻數(shù)據(jù)包與由速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置607輸入的每1幀的速率校正數(shù)據(jù)組合在一起，調(diào)整和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，并且輸出到輸出裝置609。
接下來，將描述進(jìn)行速率控制和從由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置。
圖7中示出了運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)。在圖7中，運動圖象編碼裝置701具有連接到輸入裝置702的速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置703，數(shù)據(jù)壓縮裝置704，以及連接到輸入裝置702、速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置703和數(shù)據(jù)合成裝置704的位速率控制裝置705，并且具有連接到裝置706D裝置707。下面將描述上述結(jié)構(gòu)的工作過程。運動圖象編碼裝置701具有由輸出裝置609輸出的作為輸入的運動圖象數(shù)據(jù)，并且進(jìn)行速率變化和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
輸入裝置702將包括每1幀的視頻數(shù)據(jù)包的編碼的運動圖象數(shù)據(jù)輸入到速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置703，并且輸入目標(biāo)位速率到位速率控制裝置705。該速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置703從輸入的運動圖象數(shù)據(jù)中抽取速率校正數(shù)據(jù)，并輸出到位速率控制裝置705，并輸出不是速率校正數(shù)據(jù)的正常視頻數(shù)據(jù)包到數(shù)據(jù)合成裝置704。該數(shù)據(jù)合成裝置704組合輸入的視頻數(shù)據(jù)包，并且合成幀數(shù)據(jù)，和輸出產(chǎn)生的位數(shù)量到位速率控制裝置705，及輸出合成的幀數(shù)據(jù)到速率校正裝置706。另外，位速率控制裝置705，比較從輸入裝置702輸入的目標(biāo)位速率與從數(shù)據(jù)合成裝置704輸入的位數(shù)量，和計算位速率誤差，滿足目標(biāo)位速率，當(dāng)位數(shù)量超量時，涉及到由速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置703輸入的速率校正數(shù)據(jù)中的速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題，和從被刪除了位的位置視頻數(shù)據(jù)包選擇和輸出對應(yīng)表示位置的速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題的校正數(shù)據(jù)到速率校正裝置706。這里，刪除了位的視頻數(shù)據(jù)包的選擇方法如下依視頻數(shù)據(jù)包之次序選擇視頻數(shù)據(jù)包，在該視頻數(shù)據(jù)包中，刪除速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題中的位數(shù)是比較大的，并且該位被刪除，和可以刪除的位數(shù)不同于位速率誤差，和通過加上終端數(shù)據(jù)的位數(shù)量，該位速率誤差被更新，和選擇處理過程連續(xù)進(jìn)行直到目標(biāo)位速率滿意為止。
對于由位速率控制裝置705輸入的視頻數(shù)據(jù)包，速率校正裝置706刪除容納在速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題中可以被刪除的數(shù)據(jù)位位置后面的位，而且由速率控制裝置706輸入的視頻數(shù)據(jù)包終端數(shù)據(jù)被插入取代它們，而且被速率校正的幀數(shù)據(jù)輸出到輸出裝置707。該輸出裝置707合成從速率校正裝置706輸入的每1幀的運動圖象數(shù)據(jù)，和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
如上所述，刪除最終的視頻數(shù)據(jù)包的宏數(shù)據(jù)塊的后面位置的位，以便進(jìn)行速率校正，該刪除等效于除去視頻數(shù)據(jù)包的最終宏數(shù)據(jù)塊的高頻分量，而且具有如同進(jìn)行可變長度解碼和去量化情況的相同的效果，并且位速被降低。另外，由于不必要進(jìn)行解碼處理過程，所以處理過程就變得輕松了，并且可以迅速進(jìn)行速率控制。
還有，速率校正數(shù)據(jù)數(shù)等于視頻數(shù)據(jù)包的數(shù)目，并且視頻數(shù)據(jù)包的數(shù)目可以由對應(yīng)位速率變化范圍的用戶設(shè)定。例如，在1個視頻數(shù)據(jù)包的大小是整個幀的百分之幾的情況下，這個數(shù)據(jù)包的規(guī)模是很小的，并且可以刪除的后面部分的位數(shù)據(jù)量對應(yīng)1個視頻數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)量的10％左右，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)大約是64kbps時，可以產(chǎn)生其中的位速率可以在64kbps至56kbps范圍內(nèi)變化的數(shù)據(jù)。因此，為了應(yīng)付網(wǎng)絡(luò)的波動，可以迅速進(jìn)行位速率的變化。另外，本實施例的特征在于速率校正數(shù)據(jù)可以比實施例1至4中的更小。
如上所述，在本實施例中，提供了它的后面部分的位可以刪除的視頻數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)，具有速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以及運動圖象編碼裝置，在速率校正數(shù)據(jù)中，位置信息和終端數(shù)據(jù)被存儲，運動圖象編碼裝置涉及速率校正數(shù)據(jù)以及刪除視頻數(shù)據(jù)包的后面部分的位和進(jìn)行速率控制，從而，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以迅速進(jìn)行速率控制，它的實際作用是大的。
在第六實施例中，下面將描述在運動圖象編碼裝置中，由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，不需要解碼該數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行速率控制，和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，該運動圖象編碼裝置的特征在于，輸入的運動圖象數(shù)據(jù)具有作為速率校正數(shù)據(jù)，具有I幀的結(jié)構(gòu)，該幀是編碼的圖象，在該幀中它的位數(shù)不同于正常的幀。最初將描述運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，在該裝置中，產(chǎn)生了作為運動圖象編碼裝置的輸入的運動圖象數(shù)據(jù)，接下來，將描述運動圖象編碼裝置，用該裝置，由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，不需要解碼該數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行速率控制。
在圖8中，示出了產(chǎn)生運動圖象編碼裝置的輸入運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的構(gòu)成。該運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置具有連接到輸入裝置802的幀輸入裝置808，P幀編碼裝置803，位數(shù)量緩沖器804，與位數(shù)量緩沖器804相連的I幀編碼裝置805，連接到P幀編碼裝置803和I幀編碼裝置805的壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置809，運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置806，以及與809相連的輸出裝置807。
下面將描述如前所述構(gòu)成的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的工作過程。幀輸入裝置808輸入未壓縮的圖象到P幀編碼裝置803和用于每1幀的I幀編碼裝置805。該P(yáng)幀編碼裝置通過運動補(bǔ)償，DCT轉(zhuǎn)換，量化，和可變長度編碼處理過程進(jìn)行P幀編碼，并且輸出編碼的幀到壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置809，并且輸出編碼幀的位數(shù)量到位數(shù)量緩沖器804。該位數(shù)量緩沖器804輸出該輸入的位數(shù)量到I幀編碼裝置805。
然后，I幀編碼裝置805通過DCT轉(zhuǎn)換，量化和可變長度編碼處理對由輸入裝置802輸入的幀進(jìn)行I幀編碼，并且輸出該編碼幀到壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置809。這里，I幀編碼裝置805的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示于圖37。在圖37中，I幀編碼裝置連接到輸入裝置3701，并且由DCT轉(zhuǎn)換裝置3702，DCT系數(shù)存儲器3703，量化裝置3704，可變長度編碼裝置3705，和量化值確定裝置3706構(gòu)成，和連接到輸出裝置3707。在圖37中，輸入裝置3701對應(yīng)圖8中所示的幀輸入裝置808的輸出，和位數(shù)量緩沖器804的輸出，并且輸入未壓縮幀到DCT轉(zhuǎn)換裝置3702和輸入位數(shù)量到量化值確定裝置3706。該DCT轉(zhuǎn)換裝置3702DCT轉(zhuǎn)換輸入的未壓縮數(shù)據(jù)，并輸出到DCT系數(shù)存儲器3703。該DCT系數(shù)存儲器3703在內(nèi)部存儲器中存儲輸入的DCT系數(shù)，和輸入DCT系數(shù)到量化裝置3704。另外，當(dāng)DCT系數(shù)信號從量化值確定裝置3706輸入時，存儲在內(nèi)部存儲器中的DCT系數(shù)輸出到量化裝置3704。該量化裝置3704使用從量化系數(shù)存儲器輸入的DCT系數(shù)和從量化值確定裝置輸入的量化值進(jìn)行量化，并輸出到可變長度編碼裝置3705?？勺冮L度編碼裝置3705對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行可變長度編碼，并輸出該可變長度編碼數(shù)據(jù)和它的位數(shù)量到輸出裝置3707，并且輸出該位數(shù)量到量化值確定裝置3706。
量化值確定裝置3706在內(nèi)部存儲器中存儲從輸入裝置3701輸入的位數(shù)量，并輸出先前確定的量化值到量化裝置3704。另外，當(dāng)從可變長度編碼裝置3705輸入位數(shù)量時，它將與存儲在內(nèi)部存儲器中的位數(shù)量比較，并且確定下一個量化值，以使位數(shù)量變小，并將量化值輸出到量化裝置3704，及將該DCT系數(shù)輸出信號輸出到DCT系數(shù)存儲器3703。另外，通過使用從可變長度編碼裝置3705輸入的位數(shù)量，內(nèi)部存儲器被更新。
在上述處理重復(fù)由用戶先前確定的速率校正數(shù)據(jù)塊的次數(shù)后，量化值確定裝置3706輸出I幀編碼結(jié)束信號到輸出裝置3707。
如前所述，I幀編碼裝置805產(chǎn)生多個I幀，它的位數(shù)不同于輸入的位數(shù)，并且輸出產(chǎn)生的I幀和它的位數(shù)到壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置。最后，壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置809依次組合來自P幀編碼裝置803的輸入的P幀數(shù)據(jù)與由多個I幀數(shù)據(jù)產(chǎn)生的速率校正數(shù)據(jù)和從I幀編碼裝置805輸入的它的位數(shù)，并且輸出到輸出裝置807。圖27是表示在第六實施例中的速率校正數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題結(jié)構(gòu)。另外，在圖28中示出了圖27中所示速率校正數(shù)據(jù)的內(nèi)容。該速率校正數(shù)據(jù)如圖27和28所示，由速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題和多個I幀構(gòu)成。該速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中的I幀號碼與各自的位數(shù)量接納在固定的長度上。
接下來在圖9中示出了運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)，其中由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置801編碼的運動圖象數(shù)據(jù)作為輸入，進(jìn)行速率控制而不需要解碼，并且重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。運動圖象編碼裝置901具有這樣的結(jié)構(gòu)，它具有連接到輸入裝置902的速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置903，和連接到輸入裝置902和速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置的位速率控制裝置905，連接到位速率控制裝置905和速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置903的速率校正裝置906，以及連接到裝置906的輸出裝置907。
下面將描述上述構(gòu)成的運動圖象編碼裝置的操作過程。輸入裝置902輸入由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置801編碼的用于每1幀的運動圖象數(shù)據(jù)給速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置903，并且輸入該目標(biāo)位速率到位速率控制裝置905。該速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置903從輸入的數(shù)據(jù)抽取速率校正數(shù)據(jù)，并輸出到位速率控制裝置905，并輸出不是速率校正數(shù)據(jù)的該正常P幀數(shù)據(jù)到速率校正裝置906，并且輸出該P(yáng)幀的位數(shù)量到位速率控制裝置905。
隨后，位速率控制裝置905比較由輸入裝置902輸入的目標(biāo)位速率與由速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置903輸入的位數(shù)量，并且當(dāng)位速率滿足時，前面的1幀不進(jìn)行幀跳躍，其中不需要速率校正的控制信號輸出到速率校正裝置906。與此相反，當(dāng)位速率不滿足，或者前面的一幀被跳過去時，速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題涉及速率校正數(shù)據(jù)中的I幀，滿足目標(biāo)位速率的I幀被選擇，并且該被選擇的I幀輸出到速率校正裝置706。另外，甚至當(dāng)速率校正數(shù)據(jù)被使用，當(dāng)位數(shù)量超出時，幀跳躍控制信號輸出到速率校正裝置906，并且不管幀跳躍控制信號是否被省略，該信息存儲在內(nèi)部存儲器中。
還有，當(dāng)不必要的速率校正控制信號從位速率控制裝置905輸入時，速率校正裝置906輸出從速率校正數(shù)據(jù)抽取裝置903輸入的幀給輸出裝置907，并且當(dāng)I幀從位速率控制裝置905輸入時，該I幀輸出到輸出裝置907，和當(dāng)該幀跳躍控制信號從位速率控制裝置905輸入時，該幀跳躍控制信號輸出到輸出裝置907。最后，輸出裝置集合從速率校正裝置906輸入的每1幀的幀數(shù)據(jù)，和幀跳躍控制信號，并且產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。在這一點上，當(dāng)輸入幀跳躍控制信號時，該幀被跳過去。
在本實施例中，由于輸入的運動圖象數(shù)據(jù)具有作為速率校正數(shù)據(jù)的I幀，甚至當(dāng)在速率控制時進(jìn)行幀跳躍時，使用I幀作為下一幀，所以可以防止運動補(bǔ)償。
另外，I幀的個數(shù)是速率校正數(shù)據(jù)和當(dāng)速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生時的量化值，可以由對應(yīng)位速率變化范圍的用戶設(shè)定。例如，當(dāng)以量化值Q＝2和位速率約等于1.6mbps進(jìn)行正常幀數(shù)據(jù)的量化時，使用Q＝6和Q＝29兩個量化值進(jìn)行量化，作為速率校正數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生約384kbps和64kbps的數(shù)據(jù)。當(dāng)同時使用速率校正數(shù)據(jù)或幀跳躍時，可以產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，其中可能發(fā)生約從1.6mbps至約64kbps范圍的任意位速率變化。
如前所述，在本實施例中，當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置具有產(chǎn)生它的位數(shù)是不同的I幀作為速率校正數(shù)據(jù)的裝置時，并且該運動圖象編碼裝置具有速率校正數(shù)據(jù)，選擇I幀和進(jìn)行速率控制，不要解碼輸入的運動圖象數(shù)據(jù)就可以迅速進(jìn)行速率控制的裝置，另外可以防止當(dāng)進(jìn)行幀跳躍時產(chǎn)生的運動補(bǔ)償誤差，并且可以迅速產(chǎn)生位速率不同的運動圖象數(shù)據(jù)，所以它的實際作用是大的。
在下面將描述的第七實施例中，用先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，而不用解碼該數(shù)據(jù)進(jìn)行速率控制，并且重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，運動圖象編碼裝置的特征在于運動圖象數(shù)據(jù)幀中的部分區(qū)域被挖出，并且該幀的大小不同于輸入的運動圖象數(shù)據(jù)，和產(chǎn)生它的大小是挖出的幀大小的運動圖象數(shù)據(jù)。當(dāng)該大小是從輸入圖象數(shù)據(jù)的幀挖出的大小和產(chǎn)生運動圖象時，由于位速率是不均勻的，該位的不規(guī)則取決于挖出的部分，并且為了挖出，必須位速率是變化的。
首先描述運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，通過它，產(chǎn)生作為運動圖象編碼裝置的輸入的運動圖象數(shù)據(jù)，其次，描述運動圖象編碼裝置，通過它，用先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，不要解碼該數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行速率控制，并且重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
在圖29中，示出了產(chǎn)生運動圖象編碼裝置的輸入運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置的結(jié)構(gòu)。在圖29中，運動圖象編碼裝置2901具有，連接到輸入裝置116的幀輸入裝置117；運動補(bǔ)償裝置2902；DCT轉(zhuǎn)換裝置103；量化裝置104；可變長度編碼裝置105；進(jìn)行解碼的反向量化裝置106；反向DCT轉(zhuǎn)換裝置107；存儲解碼的幀的幀存儲器108；連接到可變長度編碼裝置105，檢測具有最大位數(shù)的區(qū)域的最大位數(shù)區(qū)域檢測裝置2910；參考禁止區(qū)域存儲器裝置109；連接到DCT轉(zhuǎn)換裝置103的壓縮幀緩沖器112；連接到壓縮幀緩沖器112進(jìn)行量化的量化裝置2911；可變長度編碼裝置2913；連接到可變長度編碼裝置105，參考禁止區(qū)域存儲裝置109和可變長度編碼裝置2913的組合運動圖象數(shù)據(jù)的壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置2914；以及連接到裝置2914的輸出裝置115。在圖29中，除去壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置2914之外其它的運動補(bǔ)償裝置2902，最大位數(shù)區(qū)域檢測裝置2910，量化裝置2911，可變長度編碼裝置2913功能塊的工作過程完全相同于實施例1。
圖30示出了挖取區(qū)域的示例。在圖30中1幀劃分成由實線包圍的4個挖出區(qū)域。在本實施例中的由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的運動圖象數(shù)據(jù)不同于輸入的幀大小，并且具有這樣的結(jié)構(gòu)，例如，由運動圖象編碼裝置可以產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，以后將描述之，在圖30中示出了任意挖去的幀尺寸。
在實施例1中，最大位數(shù)區(qū)域檢測裝置110依次從包括圖10中所示的1幀中多個區(qū)域中的最大位數(shù)量范圍選擇多個區(qū)域，對于該選擇的區(qū)域，通過由量化裝置111改變量化值，產(chǎn)生了位數(shù)不同的速率校正數(shù)據(jù)。
與此相反，在本實施例中，最大位數(shù)區(qū)域檢測裝置2910，例如圖30所示，在1幀中劃分出多個挖出的區(qū)域(由實線標(biāo)示的矩形區(qū))，依次從挖出的有最大位數(shù)的區(qū)域選擇多個區(qū)域，并且輸出選擇的每個區(qū)域到參考禁止區(qū)域存儲裝置109和壓縮幀緩沖器112。在這一點上，圖30中所示挖出的區(qū)域是個例子，并且挖出的區(qū)域可以任意地確定。另外，通過對由參考禁止區(qū)域存儲裝置和不同于目前編碼的挖出區(qū)域位置的挖出區(qū)域輸入的速率校正數(shù)據(jù)31中所示的參考禁止區(qū)域禁止運動估算，運動補(bǔ)償裝置2902進(jìn)行運動補(bǔ)償。例如，當(dāng)對挖出區(qū)域1進(jìn)行運動補(bǔ)償時，在從幀存儲器108輸入一幀的前一幀中，只由除了該挖出區(qū)域1中的參考禁止區(qū)域外的區(qū)域進(jìn)行運動估算。假定，當(dāng)對挖出的區(qū)域外的部分進(jìn)行運動估算時，由于當(dāng)該區(qū)域是從一幀的內(nèi)部挖出和產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，沒有參考圖象用作運動補(bǔ)償，可以不進(jìn)行解碼。如上所述，通過提供有限的運動估算，不僅使用整個幀，而且可以僅使用每個挖出的區(qū)域，對編碼了的運動圖象數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，通過從編碼的運動圖象數(shù)據(jù)挖出部分，可以構(gòu)成運動圖象數(shù)據(jù)。
量化裝置2911改變量化值和使用DCT系數(shù)和由從壓縮幀緩中器112輸入的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)中所示的參考禁止區(qū)域選擇每個區(qū)域的量化值進(jìn)行量化，也就是由最大位數(shù)區(qū)域檢測裝置2910選擇的，并且產(chǎn)生位數(shù)不同的數(shù)據(jù)，并分別輸出到可變長度編碼裝置2913。
可變長度編碼裝置2913對位數(shù)不同的，由量化裝置2911輸入的每個參考禁止區(qū)域的DCT系數(shù)進(jìn)行可變長度編碼，并且產(chǎn)生作為標(biāo)題信息的該具有分別的數(shù)據(jù)大小和區(qū)域號碼的速率校正數(shù)據(jù)，和輸出到壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置114。這里，由可變長度編碼裝置2913產(chǎn)生的數(shù)據(jù)稱作速率校正數(shù)據(jù)。在圖33中，示出了速率校正數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。在圖33中，速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題3302具有如圖34中所示這樣的結(jié)構(gòu)，每個區(qū)域中的校正數(shù)據(jù)的數(shù)目，幀中的區(qū)域數(shù)目，和分別的校正數(shù)據(jù)的位數(shù)被容納作為固定的長度數(shù)據(jù)。于是，該速率校正數(shù)據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)，校正數(shù)據(jù)繼速率校正數(shù)據(jù)標(biāo)題后面依次容納其中。
壓縮幀數(shù)據(jù)組合裝置2914如圖32所示，依次鏈接由可變長度編碼裝置105輸入的正常幀數(shù)據(jù)，由參考禁止區(qū)域存儲裝置109輸入的速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)，和由可變長度編碼裝置2913輸入的速率校正數(shù)據(jù)，并且產(chǎn)生壓縮幀數(shù)據(jù)和輸出到輸出裝置115。
其次，在圖35中，示出了運動圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)，用它從由圖29中的運動圖象編碼裝置編碼的運動圖象數(shù)據(jù)挖出幀中的一部分而無須編碼，并且在挖取之后進(jìn)行位速率調(diào)整，和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
在圖35中動圖象編碼裝置3501具有這樣的結(jié)構(gòu)，它具有連接到輸入裝置3502的分離裝置3507；位數(shù)計算裝置2303；速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置2404；位速率控制裝置205；運動圖象數(shù)據(jù)組合裝置208；以及連接到裝置208的輸出裝置206。下面將描述以上所述的動圖象編碼裝置結(jié)構(gòu)的操作過程。在圖35中，除去輸入裝置3502和數(shù)據(jù)分離裝置3507之外的功能塊的工作過程完全相同于實施例1。
輸入裝置3502給數(shù)據(jù)分離裝置207輸入由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置2901壓縮編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，目標(biāo)位速率，表示圖30中所示1幀挖取方法的挖取區(qū)域信息和表示輸入數(shù)據(jù)的哪部分被挖取的挖取區(qū)域號碼。當(dāng)該數(shù)據(jù)通過輸入裝置3502輸入到數(shù)據(jù)分離裝置3507時，目標(biāo)位速率輸入到每一幀的位速率控制裝置205，并且依次從輸入的運動圖象數(shù)據(jù)的前端取出數(shù)據(jù)，對對應(yīng)挖取區(qū)域號碼的正常幀數(shù)據(jù)進(jìn)行挖取和組合，并且輸入到每1幀的位數(shù)量計算裝置203，以及對應(yīng)速率校正區(qū)域數(shù)據(jù)和挖取區(qū)域號碼的速率校正數(shù)據(jù)輸入到速率校正數(shù)據(jù)選擇裝置204。
一般說來，在對于先前編碼的圖象數(shù)據(jù)，幀的部分被挖出，產(chǎn)生幀大小不同的新的運動圖象數(shù)據(jù)的情況下，當(dāng)從這樣的區(qū)域，即不是挖出先前編碼的圖象數(shù)據(jù)的區(qū)域，進(jìn)行運動估算時，產(chǎn)生了可以無須解碼的問題。這也就是為什么解碼挖出區(qū)域所必須的參考數(shù)據(jù)不存在于挖出區(qū)域的內(nèi)部的原因。也就是由于必須參考數(shù)據(jù)存在于挖出區(qū)域的外部，不可能簡單地進(jìn)行挖出，和為了挖出幀的部分和產(chǎn)生幀大小不同的新的運動圖象數(shù)據(jù)，必須是一旦整個幀解碼后，挖出區(qū)域的內(nèi)部再次編碼，由于存在這樣的問題，加大了處理的負(fù)擔(dān)。
與此相反，在本實施例中，當(dāng)數(shù)據(jù)分離器3507從正常幀數(shù)據(jù)挖出挖出區(qū)域號碼表示的區(qū)域數(shù)據(jù)和組合成大小不同的新的幀時，由于只在相同區(qū)域進(jìn)行挖出區(qū)域的運動估算，就不存在由于挖出而產(chǎn)生運動補(bǔ)償誤差和不能解碼的情況。因此，無須解碼該數(shù)據(jù)就可以挖出和組合。另外，在挖出之后可以進(jìn)行位速率變化，而不需要解碼通過以示例1中的相同方式由調(diào)整目標(biāo)位速率選擇的速率校正數(shù)據(jù)。
另外，具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域數(shù)和每個區(qū)域的速率校正數(shù)據(jù)可以由對應(yīng)位速率變化范圍的用戶設(shè)定，并具有如實施例1相同的效果，然而，在挖出之后進(jìn)行的位速率調(diào)整僅需要少量的速率校正數(shù)據(jù)。例如，當(dāng)挖出的區(qū)域是4個，正常幀數(shù)據(jù)的量化值Q＝8和位速率大約是256kbps時，作為速率校正數(shù)據(jù)，在各自的挖出區(qū)域中至少一個位數(shù)量大的區(qū)域被選擇，和當(dāng)產(chǎn)生其中使用量化值Q＝20進(jìn)行量化的約96kbps的速率校正數(shù)據(jù)時，在挖出之后產(chǎn)生的位速率的調(diào)整就足夠了。也就是當(dāng)挖出的區(qū)域是4個，和位速率大約是256kbps時，挖出整個幀的1/4區(qū)域挖出幀的位速率必須是約64kbps，然而，在實際中，由于位數(shù)量的偏離，存在超過64kbps的區(qū)域。在本實施例中，產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)，和使用在挖出區(qū)域時的速率校正數(shù)據(jù)，那個區(qū)域的位速率可以得到調(diào)整。
如上所述，在本實施例中，提供了運動圖象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，通過它幀中部分區(qū)域被挖出和組合的裝置，和選擇對應(yīng)該位速率的速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域選擇裝置，上述的結(jié)構(gòu)有這樣的區(qū)域，該區(qū)域具有位數(shù)量不同于每個挖出的區(qū)域的速率校正數(shù)據(jù)，因此，不需要解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以迅速地挖出幀的部分，并且不產(chǎn)生圖象質(zhì)量的惡化，另外，可以進(jìn)行位速率的調(diào)整，和可以產(chǎn)生它的幀大小不同的新的運動圖象數(shù)據(jù)。并且它的實際效果是大的。
另外，在本實施例中，當(dāng)在1幀中產(chǎn)生具有參考禁止區(qū)域和速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域的一個點變化到產(chǎn)生的每個挖出的區(qū)域，并且隨后，對于運動補(bǔ)償，在挖出區(qū)域的外面不進(jìn)行運動估算，它表明可以得到這樣的作用，不僅通過無須解碼編碼了的運動圖象數(shù)據(jù)就可以進(jìn)行速率控制，而且通過挖出無須解碼該數(shù)據(jù)的幀的部分，可以產(chǎn)生幀大小不同的運動圖象數(shù)據(jù)。對于實施例2至6，通過進(jìn)行相同的變化，幀中的部分被挖出，可以產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
另外，在實施例1至7中描述了運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置在正常幀數(shù)據(jù)后面容納速率校正數(shù)據(jù)，然而，該容納的位置不限定于此。例如，當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置在運動圖象數(shù)據(jù)中在用戶數(shù)據(jù)開始標(biāo)記后面容納，可以使用正常的運動圖象解碼裝置再現(xiàn)該數(shù)據(jù)。
這里，用戶數(shù)據(jù)開始標(biāo)記例如在作為MPEG編碼標(biāo)準(zhǔn)說明書的ISO/IEC11172-2中所示，是表示區(qū)域開始的，該區(qū)域用于進(jìn)一步擴(kuò)展，并且正常的運動圖象解碼裝置從用戶數(shù)據(jù)開始標(biāo)記跳過該數(shù)據(jù)至下一個開始標(biāo)記，進(jìn)行解碼。因此，在實施例1至7中，可以使用正常的運動圖象解碼裝置重現(xiàn)由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的運動圖象數(shù)據(jù)。
還有，在本實施例中，運動圖象編碼裝置的輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)相互比較，或者位速率不同的的多個輸出數(shù)據(jù)比較，當(dāng)位安排局部不同時，它以這種方式構(gòu)成，即該位安排容納在用戶數(shù)據(jù)中，或者不是正常幀數(shù)據(jù)的位置。
另外，當(dāng)單色幀輸入時，由運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置輸出的每一幀運動圖象數(shù)據(jù)具有周期性的結(jié)構(gòu)，在該非正常幀數(shù)據(jù)中，作為速率校正數(shù)據(jù)，包括完全相同的周期性的數(shù)據(jù)，該區(qū)域間的區(qū)域號碼周期性地排布。由于完全相同的速率校正數(shù)據(jù)也包括在幀間，所以運動圖象數(shù)據(jù)具有周期性的結(jié)構(gòu)。
如上所述，首先，當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)具有這樣的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)有位數(shù)不同的速率校正數(shù)據(jù)，對于在P幀中位數(shù)量大的區(qū)域中(幀間的預(yù)測編碼圖象)，在由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)的情況下，通過選擇對應(yīng)目標(biāo)位速率的位數(shù)量不同的數(shù)據(jù)，無須解碼該運動圖象數(shù)據(jù)就可以變化位速率，以及可以迅速地產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
第二，在運動圖象數(shù)據(jù)具有其中位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)和可以進(jìn)行速率變化的情況下，在預(yù)定的區(qū)域，在該區(qū)域中運動估算時涉及到來自下一幀的概率，在P幀中是低的(幀間預(yù)測編碼圖象)，通過在對應(yīng)目標(biāo)位速率的輸入運動圖象數(shù)據(jù)中，從它的位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)選擇一個數(shù)據(jù)，由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以變化該位速率，并且可以迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)，另外，通過在涉及下一幀的概率低的區(qū)域中產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)，可以減少由于運動估算中的檢索區(qū)域限制的影響造成的預(yù)測編碼效率的下降。
第三，在運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中，在下一幀運動估算時通過提供禁止參考的運動補(bǔ)償裝置給在具有進(jìn)行編碼的運動圖象數(shù)據(jù)的P幀中的速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域，當(dāng)從編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，甚至通過對對應(yīng)目標(biāo)位速率的位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)的選擇，可以防止由于數(shù)據(jù)變化引起的運動補(bǔ)償誤差。
第四，在運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中，當(dāng)產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)的P幀時，對于一個區(qū)域，其中，在運動估算時表示用作參考前一幀該區(qū)域的參考程度數(shù)據(jù)被記錄，和通過使用該參考區(qū)域數(shù)據(jù)，該區(qū)域被選擇作為參考程度低的區(qū)域，通過提供產(chǎn)生位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)的裝置，不降低幀間預(yù)測編碼效率，可以進(jìn)行運動圖象編碼。另外，當(dāng)由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇對應(yīng)目標(biāo)位速率的位數(shù)量不同的數(shù)據(jù)，無須解碼該數(shù)據(jù)就可以迅速變化位速率，并且可以產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
第五，在在運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中，通過提供產(chǎn)生數(shù)據(jù)的裝置，在該裝置中對原始圖象進(jìn)行幀間預(yù)測編碼成為運動圖象數(shù)據(jù)的P幀，還提供一個裝置，用該裝置除去原始圖象中的高頻分量，并通過進(jìn)行幀間預(yù)測編碼，產(chǎn)生位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)，當(dāng)無須解碼編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇速率校正數(shù)據(jù)中的多個區(qū)域，其中高頻分量被除去和被編碼，并且位數(shù)量不同，可以迅速進(jìn)行精確的位速率控制。
第六，在運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中，通過提供產(chǎn)生位置和運動圖象數(shù)據(jù)的每個視頻數(shù)據(jù)包的終端數(shù)據(jù)的裝置，在該位置隨后的位可以刪除，在由編碼的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生新的運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置中，通過選擇對應(yīng)目標(biāo)位速率的視頻數(shù)據(jù)包，和通過刪除后面的位，可以迅速進(jìn)行位速率控制。
第七，在運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置中，在一種情況下，提供了一個裝置，該裝置產(chǎn)生位數(shù)量不同的多個I幀，作為速率校正數(shù)據(jù)，給運動圖象數(shù)據(jù)的P幀，當(dāng)由先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇或幀跳躍對應(yīng)目標(biāo)位速率的速率校正數(shù)據(jù)，可以迅速進(jìn)行位速率控制，并且可以產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
第八，在提供了一種結(jié)構(gòu)的情況下，在該結(jié)構(gòu)中為在幀中確定的至少一個挖出的區(qū)域提供一個區(qū)域，該區(qū)域同時具有在運動圖象數(shù)據(jù)的P幀中(幀間預(yù)測編碼圖象)位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)，并且運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置具有一個運動補(bǔ)償裝置，在該裝置中，不從不同的挖出區(qū)域和具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域進(jìn)行運動估算，當(dāng)從先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)挖出幀中的一部分和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時，通過選擇對應(yīng)目標(biāo)位速率的位數(shù)量不同的數(shù)據(jù)，無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以控制位速率，并且不產(chǎn)生運動補(bǔ)償誤差，以及可以迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種輸入未壓縮運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，包括量化裝置；和速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，用來產(chǎn)生在位速率變化時使用的速率校正數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生具有除了正常運動圖象數(shù)據(jù)流之外的速率校正數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其中所說的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置進(jìn)行的量化不同于所述量化裝置在運動圖象數(shù)據(jù)的每一幀中位產(chǎn)生量比較大的區(qū)域進(jìn)行的量化，并且產(chǎn)生速率可以變化的速率校正數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其中所說的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置在運動圖象數(shù)據(jù)的P幀中進(jìn)行的量化不同該量化裝置于在運動估算時間涉及的可查驗性低的區(qū)域進(jìn)行的量化，并且產(chǎn)生速率可以變化的速率校正數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，還包記錄表示在運動圖象數(shù)據(jù)的每幀中具有速率校正數(shù)據(jù)區(qū)域的參考禁止區(qū)域信息的裝置；和進(jìn)行運動補(bǔ)償?shù)倪\動補(bǔ)償裝置，其中，當(dāng)執(zhí)行對下一幀中的予測運動時，由參考禁止區(qū)域信息表示的區(qū)域是禁止參考的區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，還包括用來進(jìn)行運動補(bǔ)償和輸出在運動估算時涉及到的參考區(qū)域信息的運動補(bǔ)償裝置；和其中所說的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置使用參考區(qū)域信息和選擇在該幀中參考程度低的區(qū)域，從而產(chǎn)生相對于所選擇的區(qū)域速率可以變化的速率校正數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其中所說的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置從原來的圖象刪除高頻分量，和進(jìn)行與所說的量化裝置相同的量化，并且產(chǎn)生速率能夠變化的速率校正數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其中所說的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置根據(jù)相應(yīng)于宏數(shù)據(jù)塊(例如16×16象素)的連續(xù)任意數(shù)目所構(gòu)成的區(qū)域判定一個位置，在該位置后面的位被刪除，以及產(chǎn)生在其中記錄有位置信息的速率可以變化的速率校正數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其中所說的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生其是該幀內(nèi)部的編碼圖象的I幀，并且產(chǎn)生速率可以變化的速率校正數(shù)據(jù)。
9.一種輸入未壓縮運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，包括量化裝置；和用于產(chǎn)生速率校正數(shù)據(jù)的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，該速率校正數(shù)據(jù)是當(dāng)速率變化時使用的數(shù)據(jù)；和用來判定通過挖出可以解碼的幀部分的挖出區(qū)域，從而產(chǎn)生具有除正常運動圖象數(shù)據(jù)流之外的速率校正數(shù)據(jù)的裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，其中的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置產(chǎn)生到每一幀分別挖出的區(qū)域中的至少一個區(qū)域的速率可以變化的速率校正數(shù)據(jù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的運動圖象數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置，還包括一個進(jìn)行運動補(bǔ)償?shù)倪\動補(bǔ)償裝置，在該運動補(bǔ)償裝置中禁止涉及在前一幀具有速率校正數(shù)據(jù)的區(qū)域和不同的挖出區(qū)域進(jìn)行運動估算。
12.一種用來產(chǎn)生和輸出運動圖象數(shù)據(jù)的運動圖象編碼裝置，該運動圖象數(shù)據(jù)的位速率與在先壓縮編碼的輸入運動圖象數(shù)據(jù)是不同的，該運動圖象編碼裝置包括位速率校正裝置，通過該裝置參考包含在輸入運動圖象數(shù)據(jù)中的速率校正數(shù)據(jù)改變位速率，從而輸入的運動圖象數(shù)據(jù)無須解碼就可以變化位速率。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的運動圖象編碼裝置，其中所說的速率校正裝置使用包括在輸入的運動圖象數(shù)據(jù)中的位數(shù)量不同的速率校正數(shù)據(jù)，和通過替代對應(yīng)目標(biāo)位速率的先前編碼的運動圖象數(shù)據(jù)，進(jìn)行位速率變化。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的運動圖象編碼裝置，其中所說的速率校正裝置選擇一個區(qū)域，在該區(qū)域中包括在對應(yīng)目標(biāo)位速率的輸入運動圖象數(shù)據(jù)中的速率校正數(shù)據(jù)中表示的位可以刪除，通過刪除該位，進(jìn)行位速率的變化。
全文摘要
當(dāng)運動圖象數(shù)據(jù)位速率變化,和重新產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)時,無須解碼運動圖象數(shù)據(jù),迅速實現(xiàn)運動圖象數(shù)據(jù)的產(chǎn)生,和不產(chǎn)生由于運動補(bǔ)償誤差引起的圖象質(zhì)量的惡化。未壓縮運動圖象數(shù)據(jù)輸入到量化裝置和產(chǎn)生速率變化時所使用的速率校正數(shù)據(jù)的速率校正數(shù)據(jù)產(chǎn)生裝置,并且產(chǎn)生具有除了正常運動圖象數(shù)據(jù)流之外的運動圖象數(shù)據(jù)。從而通過選擇和替代在輸入的運動圖象數(shù)據(jù)中的位數(shù)不同的速率校正數(shù)據(jù),通過調(diào)整目標(biāo)位速率,無須解碼運動圖象數(shù)據(jù)就可以變化位速率和迅速產(chǎn)生運動圖象數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N7/26GK1343075SQ0112593
公開日2002年4月3日 申請日期2001年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月7日
發(fā)明者本田義雅, 小宮大作, 上野山努 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社