專利名稱：對編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對由兩個交錯塊組成的圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的方法，每一個宏數(shù)據(jù)塊都包括多個亮度數(shù)據(jù)塊和多個色度數(shù)據(jù)塊，所述編碼視頻信號是以數(shù)字信號的形式被發(fā)送和/或存貯的。根據(jù)所述的圖象是否是在未參考所述順序中的其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或是由所述多個宏數(shù)據(jù)塊組成的，所述的數(shù)字信號重新組合用來規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與I、P或B類的順序圖象相對應(yīng)，所述圖象的大部分是借助在I或P圖象的基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償或宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，并且，大部分圖象是借助于在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的，所述方法順序地包括對所述編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的步驟；存貯隨后將被譯碼的信號的步驟以及以所述塊頻率顯示所述信號的步驟。
本發(fā)明還涉及到用于執(zhí)行本發(fā)明所述方法的一個譯碼系統(tǒng)以及包括這種譯碼系統(tǒng)的視頻接收設(shè)備。本發(fā)明被用于一般清晰度和高清晰度數(shù)字電視領(lǐng)域，特別是應(yīng)用于所述的電視信號和MPEG標(biāo)準(zhǔn)相互兼容的塊合，所述的MPEG標(biāo)準(zhǔn)將在后面加以描述。
最近幾年來，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO已經(jīng)開發(fā)了多種用于壓縮數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的不同算法，特別是所述的MPEG標(biāo)準(zhǔn)(是根據(jù)工作于＂運(yùn)動圖象專家組＂的專家組命名的)。這個算法基于兩種技術(shù)其一是要被壓縮的信號的變換，利用這種技術(shù)，可以減少一個圖象之內(nèi)的空間冗余，其二是圖象間運(yùn)動的補(bǔ)償，利用這種技術(shù)，可以減少這些圖象之間的時間冗余。
運(yùn)動補(bǔ)償是一種把已經(jīng)利用表示在連續(xù)圖象內(nèi)運(yùn)動的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的圖象組合起來的技術(shù)。當(dāng)所述圖象被細(xì)分成多個數(shù)據(jù)塊時，所述的編碼器在在前圖象中檢索那些在編碼期間與這些數(shù)據(jù)最接近的數(shù)據(jù)，然后，借助于表示空間位移、即在這個在前圖象和所述當(dāng)前圖象之間運(yùn)動的一個矢量來表示這些數(shù)據(jù)之間的這一位移。隨后將要被選擇的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊用作當(dāng)前數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊預(yù)測。所述編碼是在借助于在這個在前選擇的數(shù)據(jù)塊和所述當(dāng)前數(shù)據(jù)塊之間的差進(jìn)行計算而獲得的余量預(yù)測誤差的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。在譯碼的基礎(chǔ)上，利用逆處理去恢復(fù)所述最初的圖象。在所述的MPEG標(biāo)準(zhǔn)中，每個由16×16個象素、更精確的說是每個由利用兩個8×8個象素的色度數(shù)據(jù)塊完成的4個8×8個象素的亮度數(shù)據(jù)塊所組成的宏數(shù)據(jù)塊都要執(zhí)行所述的運(yùn)動補(bǔ)償。
規(guī)定了三種圖象為＂內(nèi)圖象＂的I類圖象，這類圖象的編碼不需要參考任何其它在前圖象(并且隨后提供對編碼圖象順序的隨機(jī)存取)，P類圖象是通過根據(jù)I類或P類在前圖象進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償而進(jìn)行預(yù)測的，而B類圖象是通過雙向運(yùn)動補(bǔ)償(即根據(jù)是I類或P類圖象的在前圖象和在后圖象)進(jìn)行預(yù)測(或插入的)。為了允許這種插入或雙向預(yù)測，所述圖象以不同于它們被連續(xù)顯示時的順序進(jìn)行發(fā)送，從而使所述在前和在后的圖象二者都可以能夠按照被的插入的順序而獲得。
在美國專利5,294,974(在

圖1中)示出了一種編碼器的結(jié)構(gòu)，這種編碼器適用于提供其語法符合于所述MPEG標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流。在這種編碼器中，在所述原始圖象移位之后所獲得的所述亮度和色度信號被轉(zhuǎn)移成多個數(shù)據(jù)塊(在這個格式轉(zhuǎn)換之后，所述順序的每個圖象此后被表示為8×8象素數(shù)據(jù)塊的一個順序，每個象素本身被表示為一個8位的數(shù)字字，且如前所述的多個數(shù)據(jù)塊被重組成宏數(shù)據(jù)塊)。在每個當(dāng)前宏數(shù)據(jù)塊和通過在一個在前參考圖象之內(nèi)檢索類似宏數(shù)據(jù)塊所獲得的一個預(yù)測宏數(shù)據(jù)塊之間的運(yùn)動估計提供了為每一個宏數(shù)據(jù)塊規(guī)定編碼模式的可能性。所述I圖象的每一個宏數(shù)據(jù)塊根據(jù)所述的＂內(nèi)＂模式進(jìn)行編碼。對于P類圖象，其編碼模式為單向預(yù)測模式，或?qū)τ谀承┖陻?shù)據(jù)塊而言是所述的＂內(nèi)＂模式。對于B類圖象，其編碼模式為雙向預(yù)測模式，但對于某些宏數(shù)據(jù)塊也可以是單向預(yù)測模式(在前或在后)，甚至是所述的＂內(nèi)＂模式。對除了所述＂內(nèi)＂模式以外的其它模式而言，從所述當(dāng)前宏數(shù)據(jù)塊中減去所述預(yù)測宏數(shù)據(jù)塊，并且僅對剩余的宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行編碼。
(在通過例如表示為DCT的所述數(shù)據(jù)塊的離散余弦變換)將所述的空間域變換成所述頻率域并量化以后，在一個變長編碼電路中對所述的＂內(nèi)＂宏數(shù)據(jù)塊或所述的剩余宏數(shù)據(jù)塊(取決于所述的模式)進(jìn)行編碼。然后，被編碼的信號被存貯起來以構(gòu)成編碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流，同時被解量化，并借助于在前一個的逆正交變換進(jìn)行變換，以構(gòu)成所述的預(yù)測宏數(shù)據(jù)塊，在除所述＂內(nèi)＂模式以外的其它模式下，所構(gòu)成的預(yù)測宏數(shù)據(jù)塊與所述當(dāng)前宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行比較。
在由國際標(biāo)準(zhǔn)化組織編碼的各種文獻(xiàn)中，特別是在其周期性編碼的介紹中都描述了與所述標(biāo)準(zhǔn)相符合的所述編碼數(shù)據(jù)流的語法以及對這種數(shù)據(jù)流進(jìn)行譯碼的方法(但不是僅與這種語法及譯碼方法兼容的譯碼方法)。另外，在文獻(xiàn)ISCAS 94，倫敦，94年5月第3.22章＂MPEG譯碼器的VLSI的實(shí)現(xiàn)＂一文中示出了適用于對所述MPEG數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼的譯碼器。
下面參考圖1來描述在后一個文獻(xiàn)中所描述的所述譯碼器的一般結(jié)構(gòu)。輸出信號是多個將被顯示的象素的譯碼部件10接收已經(jīng)被發(fā)送和/或存貯的編碼信號，該譯碼部件10通過總線30連接到存貯部件20上。所述的譯碼部件10包括譯碼裝置11和顯示裝置12。由所述譯碼裝置11提供的譯碼后信號被以具有CCIR格式601 4∶2∶0的16×16個象素的宏數(shù)據(jù)塊的形式存貯在存貯部件20之中。隨后，被存貯的所述宏數(shù)據(jù)塊被提供給所述顯示裝置12，該顯示裝置12保證它們的轉(zhuǎn)換，以使其適應(yīng)所需的輸出格式，即交錯模式4∶2∶2(一個交錯圖象是由兩個在時間上位移一個圖象的一半、在空間上位移一行的奇數(shù)塊和偶數(shù)塊組成的，所述奇數(shù)塊重組所述的奇數(shù)行并首先被顯示，所述偶數(shù)塊重組所述的偶數(shù)行)。
圖2示出了所述譯碼裝置的操作，其操作特性符合MPEG標(biāo)準(zhǔn)。構(gòu)成所述MPEG數(shù)據(jù)流的編碼信號首先被存貯在緩沖器110之中。所述圖象的所有順序和組標(biāo)題都被讀入這個存貯器。然后，識別每個編碼圖象的開始以及圖象的類型，并在變長譯碼電路120中對每個宏數(shù)據(jù)塊執(zhí)行連續(xù)譯碼。隨后，每個譯碼數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊(或宏數(shù)據(jù)塊)被逆量化和逆變換，以便從所述頻域變換到所述空間域(這里，是在逆量化和逆離散余弦變換電路130和140中執(zhí)行的)。運(yùn)動補(bǔ)償電路150接收所述運(yùn)動矢量和表示每個宏數(shù)據(jù)塊類型(＂內(nèi)＂或剩余，取決于編碼模式)的多個信號，然后提供所述預(yù)測宏數(shù)據(jù)塊，在加法器160(用于除＂內(nèi)＂模式以外的模式)中，所述預(yù)測宏數(shù)據(jù)塊被加到譯碼后的信號上，所述加法器160的輸出提供將被顯示的重新構(gòu)成信號，以用于再現(xiàn)所述的圖象。若這些圖象是I類或P類圖象，它們也要被存貯起來，直到它們成為構(gòu)成所述圖象必不可少的基準(zhǔn)圖象為止。在顯示之前，重新存貯這些圖象I、P和B的自然順序。
在所述625行/50Hz發(fā)送系統(tǒng)中，大多數(shù)MPEG譯碼器使用一個近似16兆位(1兆位＝220位)的外部存貯器，其用于720×576個象素的圖象規(guī)模的容量分配如下(a)輸入緩存器110約2.5兆位(根據(jù)所述的MPEG規(guī)定，該存貯器具有1.85兆位的容量就足夠了，但實(shí)際表明它需要約600千位的容量)；(b)用于存貯在前和在后參考圖象的存貯器，(如所解釋的，這兩個圖象對于所述B類圖象宏數(shù)據(jù)塊的雙向插入是必要的，所需的存貯容量為720×576×8×1.5＝每個圖象5兆位，即10兆位)；(c)用于每個B類圖象的存貯器約3.8兆位。
這樣，所達(dá)到的最小容量為16.3兆位，對于一個其規(guī)模為16.8兆位(224＝16.8.106)的外部存貯器而言，這使得只有500千位可作它用。
這個限制涉及到與存貯器存取相關(guān)的帶寬，在下面的描述中簡稱之為速率或存貯器帶寬，并且它表示了在所述譯碼部件10和存貯部件20之間的通信速率。從一個宏數(shù)據(jù)塊到另一個宏數(shù)據(jù)塊的一般存貯器帶寬的值不是一個常數(shù)根據(jù)所述＂內(nèi)＂模式編碼的宏數(shù)據(jù)塊使用較低的值而通過利用被確定為一個象素一半的運(yùn)動矢量進(jìn)行雙向插入而預(yù)測的宏數(shù)據(jù)塊則需要較高的值。在部件10和20之間進(jìn)行通信的這個速率可以在大約400到700兆位/秒的范圍之內(nèi)變化。如已解釋的，用于所述存貯部件20的所述外部存貯器是一個工作于54MHz的16兆位的存貯器(這里是一個同步動態(tài)隨機(jī)存取存貯器SDRAM)，在所述54MHz頻率下，所述存貯器帶寬為864兆位/秒，而這恰好超出了前述范圍。
這樣就出現(xiàn)了一個問題，即當(dāng)執(zhí)行對在這里所處理的視頻信號進(jìn)行譯碼的帶寬基本上被完全使用了。因此，就不可能在執(zhí)行這個方法的同時，執(zhí)行任何輔助操作。而在不遠(yuǎn)的將來，通過增加功能的集成度將允許執(zhí)行例如遠(yuǎn)程電文、圖形處理，屏幕顯示等操作，這種限制阻礙了它們在實(shí)際中的應(yīng)用。
本發(fā)明的第一個目的就是要提供一種用于對與所述MPEG標(biāo)準(zhǔn)兼容的編碼信號進(jìn)行譯碼并能避免上述限制的方法，這種方法提供執(zhí)行上述附助操作的可能性。
為達(dá)到此目的，本發(fā)明涉及到在開始段落中所描述的編碼方法，其特征在于對于涉及到B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度的信號，所述的譯碼和顯示步驟被細(xì)分成用于對與每個塊相對應(yīng)的信號進(jìn)行譯碼的兩個子步驟和用于顯示每個塊的兩個子步驟，并且，用于對一個塊進(jìn)行譯碼的每個子步驟就在用于顯示所述塊的每個子步驟之前，同時，就所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼而言，在所述存貯步驟期間沒有任何緩沖存貯地以相同的速率執(zhí)行用于譯碼一個塊的每個子步驟。
利用隨后所建議的方法，只有當(dāng)所述B類宏數(shù)據(jù)塊的所述亮度信息分量必須被得到以用于顯示的瞬間，才對其進(jìn)行譯碼，這表明不需要對它們進(jìn)行存貯，從而節(jié)省了存貯器的空間。
在隨后所建議的動態(tài)譯碼的一種修改中，這種方法的特征在于對于涉及到B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度的信號而言，所述的譯碼步驟被細(xì)分成兩個譯碼子步驟第一子步驟用于以所述的幀頻率對與所述宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)的規(guī)定信號進(jìn)行譯碼；第二子步驟用于以所述的塊頻率對所述數(shù)據(jù)塊的有用信號進(jìn)行譯碼。就所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼而言，就在所述用于顯示所述B類宏數(shù)據(jù)塊的步驟之前的第二譯碼子步驟是以相同的速率沒有對有用信號進(jìn)行任何緩沖存儲的情況下加以執(zhí)行的。
在所述首先建議的方案中，由于所述的譯碼操作對于每個宏數(shù)據(jù)塊將連續(xù)兩次完成，所以，這個譯碼操作可按照較高的頻率加以實(shí)現(xiàn)，而修改后的方案是把這種譯碼操作分成兩個連續(xù)的操作第一個操作涉及到了用于規(guī)定所述宏數(shù)據(jù)塊的信號，并且是以正常速率執(zhí)行的，第二操作僅涉及到了所述的有用信號，并且是以等于所述顯示速度的較高速率加以執(zhí)行的，從而使得譯碼后的信號可以不經(jīng)任何緩沖存貯地直接加以顯示。這種修改后的方案提供了一個極大的改進(jìn)。由于所述的第一譯碼子步驟僅涉及到了用于規(guī)定所述宏數(shù)據(jù)塊的信號，所以它要比在慣常結(jié)構(gòu)的MPEG譯碼器中所執(zhí)行的譯碼方法簡單。加之由于這樣的事實(shí)，即使用很小的輔助存貯區(qū)，所述的規(guī)定信號事先已經(jīng)被譯碼和存貯，特別是由于在執(zhí)行所述的第二譯碼子步驟之前已知了所述標(biāo)題和宏數(shù)據(jù)塊的長度，所以，可以借助于并行執(zhí)行以極高的速率對所述的有用信號進(jìn)行譯碼。所特別建議的解決方案還將所述的第二譯碼子步驟細(xì)分成兩個用于對宏數(shù)據(jù)塊的每一行進(jìn)行變長譯碼的并行操作，以保證每個宏數(shù)塊行的一半的并行譯碼。
這種方法另一修改的特征在于將所述的第二譯碼子步驟細(xì)分成兩個用于對每個宏數(shù)據(jù)塊行進(jìn)行變長譯碼的并行操作，以保證每個數(shù)據(jù)塊行一半的并行譯碼。這個所述第二子步驟的并行操作提供了加速所述譯碼處理的可能性。
所述的譯碼方法可以加以改善，其中，根據(jù)本發(fā)明的所述動態(tài)譯碼涉及到了色度和亮度信息成份。所述存貯器帶寬的節(jié)省被進(jìn)一步增加。
在上述的所有情況下，所建議方法的譯碼和顯示步驟或子步驟特別適用于去處理MPEG編碼視頻信號。
每一個實(shí)現(xiàn)所述存貯器通常新的節(jié)省的補(bǔ)充改進(jìn)都是在所述譯碼方法本身期間將所述宏數(shù)據(jù)塊的格式轉(zhuǎn)換成所述視頻顯示格式，并不使用所述的外部存貯器，或者其中通過將要被譯碼的信號從所述的空間域向所述的頻率域變換所獲得的系數(shù)數(shù)據(jù)塊不是以發(fā)送順序譯碼，而是以這樣一個順序進(jìn)行譯碼，即在這個順序中，至被連續(xù)顯示的行是經(jīng)過塊來發(fā)送的。
本發(fā)明的另一個目的就是要提供一種譯碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)適合于執(zhí)行前述本發(fā)明任一修改中的譯碼方法。
為達(dá)此目的，本發(fā)明特別涉及對由兩個交錯塊組成的圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊所產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的系統(tǒng)，每個宏數(shù)據(jù)塊包括亮度數(shù)據(jù)塊和色度數(shù)據(jù)塊，并以數(shù)字信號的形式被發(fā)送和存貯。所述的數(shù)據(jù)信號根據(jù)所述的圖象是否是在沒有參考所述順序中其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或是否是由多個數(shù)據(jù)塊組成的來重新組合用于規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每一個宏數(shù)據(jù)塊的每一個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與所述I，P或B類的順序圖象相對應(yīng)，所述大部份圖象是借助于I或P圖象基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償進(jìn)行預(yù)測的，或借助于多個宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，所述大部份圖象是借助在I和/或P在前和在后圖象的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的。所述系統(tǒng)包括一個譯碼部件，該譯碼部件被連接到用于存貯隨后將要通個一個總線被譯碼的信號并由一個譯碼裝置和一個用于以塊頻率顯示所述信號的裝置組成的一個部件上，其特征在于為了對涉及到B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度、可能還涉及到色度的信號進(jìn)行譯碼和顯示，所述系統(tǒng)包括一個裝置，用于將所述的兩個操作細(xì)分成用于對與每個塊相對應(yīng)的信號進(jìn)行譯碼的兩個子步驟以及用于顯示所述塊的兩個子步驟，每一個譯碼一個塊的子步驟都恰好是在相應(yīng)的顯示所述塊的子步驟之前執(zhí)行，就所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程編碼而言，使用了相同的速率并沒有任何緩沖存貯。
根據(jù)另一個重要的實(shí)施例，本發(fā)明還涉及到一種系統(tǒng)，用于對由兩個交錯塊組成的所述圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼，每一個宏數(shù)據(jù)塊包括有亮度數(shù)據(jù)塊和色度數(shù)據(jù)塊，并且是以數(shù)字信號的形式被發(fā)送和存貯，所述的數(shù)字信號根據(jù)所述圖象是否是在沒有參考所述順序中其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼的或者是否是由多個宏數(shù)據(jù)塊組成的來重新組合用于規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊參考的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與所述I，P或B類的順序圖象相對應(yīng)，大部份圖象是借助于在I或P類圖象的基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償進(jìn)行預(yù)測的，且大部份圖象是借助于在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的。所述的系統(tǒng)包括一個譯碼部件，該譯碼部件被連接到用于存貯隨后將要通過一個總線被譯碼的信號并由一個用于譯碼的裝置和一個用于以塊頻率顯示所述信號的裝置組成的部件上，其特征在于為了對涉及到B類每一個宏數(shù)據(jù)塊的亮度，可能還涉及色度的所述信號進(jìn)行譯碼和顯示，所述系統(tǒng)包括一個裝置，用于將所述的譯碼操作細(xì)分成兩個譯碼子步驟所述第一子步驟用于以所述幀頻率對與所述宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)的清晰度信號進(jìn)行譯碼，而第二子步驟用于以所述塊頻率對所述宏數(shù)據(jù)塊的有用信號進(jìn)行譯碼，就所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼而言，所述就在用于顯示B類宏數(shù)據(jù)塊的步驟之前的第二譯碼子步驟是以相同的速率沒有對有用信號進(jìn)行任何緩沖存貯的情況下加以執(zhí)行的。
在后一個實(shí)施例中，可以使用一個修改，根據(jù)這個修改，提供了一個細(xì)分裝置，用于將所述的第二譯碼子步驟細(xì)分成兩個變長譯碼操作，以保證并行譯碼每個宏數(shù)據(jù)塊行的一半。
最后，本發(fā)明的第三個目的就是要建議一種包括有用于處理MPEG編碼視頻信號的譯碼系統(tǒng)的視頻接收設(shè)備。
通過參照后面描述的實(shí)施例，本發(fā)明上述和其的方面將會變得明顯。
圖1示出了慣常類型的MPEG譯碼器的一般結(jié)構(gòu)；圖2示出了慣常類型MPEG譯碼器的操作；圖3-9示出了與每個圖象相關(guān)以及與具有類似于圖3所示圖象的公知譯碼器相關(guān)的；—所述譯碼器的輸入圖象(圖3)；—該譯碼器輸入存貯器內(nèi)容的展開(圖4)；—譯碼后的圖象(圖5)；—為使能夠進(jìn)行B類圖型插入而存貯在兩個參考存貯器中的I或P類圖象(圖6和7)；—所述顯示存貯器中的圖象(圖8)；—所存貯和顯示的圖象(圖9)；圖10指出了該譯碼器處于最不適宜狀態(tài)下的存貯器帶寬限制；圖11和12指出了(都是處于最不利狀態(tài)下的)兩個依據(jù)本發(fā)明的編碼方法的不同例子中比在所述公知譯碼器情況下有利的多的新的帶寬限制；圖13示出了一個宏數(shù)據(jù)塊的四個亮度數(shù)據(jù)塊的行結(jié)構(gòu)，并示出了在顯示所述譯碼的信號之前所需的所述格式轉(zhuǎn)換的原理；圖14-21相對于圖3-9示出了與執(zhí)行本發(fā)明方法之一相對應(yīng)的新的曲線圖。
在描述本發(fā)明的方法之前，首先參考圖3到圖10來描述圖2所示譯碼器操作的某些方面。
圖3示出了與I、P或B類的每一個圖象相關(guān)并以12個圖象(在圖中標(biāo)為GOP圖象組)為一組的編碼數(shù)據(jù)流，該數(shù)據(jù)流存在于所述譯碼器的輸入端。當(dāng)所述圖象的自然順序(該順序作為在用于顯示的譯碼之后必須被重新存貯的一個順序，必須在任何譯碼之前就已存在)被例如以如下順序B-1B0I1B2B3P4B5B6P7B8B9P10B11B12…給定時，必須對發(fā)送順序進(jìn)行修改，以使用于插入所述圖象B的圖象I和P已經(jīng)存在并被譯碼，以重新存貯這些圖象B。修改后的順序如下I1B-1B0P4B2B3P7B5B6P10B8B9I13…(所述圖象I1、P4存在于所述圖象B2、B3之前，所述圖象B2和B3允許所述的確定，類似的，圖象P4和P7位于圖象B5、B6之前，等等)。
這些編碼的輸入數(shù)據(jù)被提供給作為存貯部件20一部分的存貯器110，自在這種情況下該存貯器是一個FIFO型存貯器(先入先出首先寫入的數(shù)據(jù)被首先讀出)。圖4示出了與每個圖象在這個FIFO存貯器中進(jìn)行存貯處理相關(guān)的時間曲線(所述圖象的存貯是由在表示該存貯操作級數(shù)的斜率末端處的信號進(jìn)行的)。然后，每個圖象可以被譯碼。為了滿足所述MPEG標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于位速率控制的要求，涉及到一個圖象的所有數(shù)據(jù)必須在所述譯碼器處理這個圖象的一剎那間理想地保存于所述的存貯器中。這示于圖5，圖5示出了根據(jù)相同的圖象在所述FIFO存貯器的存貯情況，對逐個圖象進(jìn)行譯碼的時間位置(在存貯結(jié)束以前譯碼不開始)。
下面，將選擇一個在對一組圖象進(jìn)行譯碼期間對所述圖象進(jìn)行存貯和顯示的詳細(xì)處理作為例子加以描述。幀內(nèi)圖象I，(即其所有的宏數(shù)據(jù)塊都是連續(xù)的)被譯碼和定向，以將其存貯于所述第一參考存貯器中(在該存貯器中，它將被保存，直到其它的譯碼后圖象接替它，即在這種情況下，它將被保存六個圖象周期)，對此，如圖6所示，所述圖6示出了這個存貯器的內(nèi)容(圖7示出了其它參考存貯器的內(nèi)容)。由于所述的圖象I，隨后要被譯碼和存貯，這需要占用兩個圖象周期，而在這兩個圖象周期內(nèi)，兩個B類圖象將根據(jù)所述圖象I1被插入到所述發(fā)送序列中和/或被存貯，但是這兩個B類圖象將位于所述原始圖象自然順序中的所述圖象I1這后，所以可以被標(biāo)為B-1和B0。這些圖象B-1和B0被直接存貯于所述的顯示存貯器中，以用于連續(xù)的逐塊顯示(奇數(shù)和偶數(shù)幀分別被標(biāo)注為＂0＂和＂e＂)。圖8和圖9分別示出了所述顯示存貯器的內(nèi)容以及顯示順序。
應(yīng)當(dāng)注意，相對于在所述顯示存貯器中的存貯，所述顯示被移位了一個塊。在一個塊周期(所述圖象周期的一半)之后，在所述顯示存貯器中可以全部得到所述奇數(shù)行的信息，即所述奇數(shù)塊的信息，并且這個奇數(shù)塊可以被顯示。所述奇數(shù)塊的信息不再有用，在所述存貯器中被騰空的空間允許存貯所述偶數(shù)行的信息。利用譯碼和顯示的適當(dāng)同步，使它在某個時刻成為單一塊，該單一塊必須被存貯在所述顯示存貯器中以用于所述圖象B。由于各種原因(所述宏數(shù)據(jù)塊最后一行所需的較高容量、相對于存貯兩個塊情況下的地址發(fā)生器的更復(fù)雜性、整個彩色圖象，即228行而不僅是一個塊的存貯)；在所述存貯器中用于存貯圖象B所需的空間實(shí)際上大于4兆位。
當(dāng)(借助于雙向插入)對所述圖象B-1和B0的譯碼結(jié)束時，接著依發(fā)送和/或存貯順序?qū)D象P4進(jìn)行譯碼，所述圖象P4被譯碼并定向于所述的第二參考存貯器(該圖象P4將被保存在該存貯器之中，直到在6個圖象周期之后由另一個譯碼后圖象取代它)，有關(guān)這點(diǎn)如圖7所示。如同在前對圖象B-1和B0所作的，圖象P4和I1將允許圖象B2和B3的插入，所述圖象B2和B3直發(fā)送和/或存貯順序中的P4圖象之后。所述圖象B2和B3被存貯在所述顯示存貯器之中以用于連續(xù)顯示(逐塊的)。在顯示所述圖象B-1、B0和顯示所述圖象B2和B3之間，通過讀出所述第一參考存貯器而顯示所述的圖象I1，從而存貯與所述原始圖象順序相對應(yīng)的圖象自然順序，并且在顯示了B2和B3之后，顯示所述的圖象P4。然后以與前述之相同方式，以發(fā)送和/或存貯順序(P7；根據(jù)P4和P7的B5和B6；P10；根據(jù)P7和P10的B8和B9；等等)持續(xù)所述的譯碼處理，并以同樣的方式，按照所述原始圖象的自然順序(B5，B6，P7、B8、B9、P10，…等)持續(xù)所述的顯示。
由于已經(jīng)描述了所述存貯器的這個控制，所以圖10示出了在各個譯碼步驟期間以及在最不利狀態(tài)下(如已示出的，有用帶寬是根據(jù)所述宏數(shù)據(jù)塊而變化的，對于I類圖象是通過使用少于被預(yù)測的宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行的)、即在所有的宏數(shù)據(jù)塊都被進(jìn)行預(yù)測(理論上，在處理功率方面，任何譯碼器結(jié)構(gòu)都應(yīng)滿足最不利狀態(tài)的需要)的狀態(tài)下的所述通信的時間限制(即所述的存貯器帶寬)。在圖10中，在每個行上的＂a＂到＂o＂表示圖象順序(行a、b、e、g、h、i、j、k、l)或M位/秒級的帶寬參考(行c到n)，逐行的這些表示是(a)、待被譯碼的圖象(它們是以發(fā)送和/或存貯順序存在的)；(b)、以自然順序顯示(和如上所述，相對于所述譯碼后圖象時間移位了一塊)的圖象；(c)、對所述輸入存貯器10進(jìn)行存取的速率，由于圖象I、P或B分別包含有2，1或0.5兆位的信息，所以等分整個圖象；(d)、在這個存貯器110和所述譯碼電路120之間的信息成份速率(最大的位置與所發(fā)送的I圖象有關(guān)，而最小的位置與B圖象相關(guān))；(e)、從所述的譯碼電路120向所述顯示裝置12的存貯器，即所謂的顯示存貯器傳送譯碼后的色度信息成份(即8×8×1620×2×25×8位/秒)；(f)和(g)、分別是在前和在后的運(yùn)動補(bǔ)償，用于所述的色度成份(9×9×1620×2×25×8位/秒)；(h)、來自所述顯示存貯器，顯示與所述色度成份相同應(yīng)的這些信息成份；(i)到(1)，涉及到所述色度(步驟e到h)，這些步驟i到l分別對應(yīng)于從所述電路120向所述顯示存貯器傳送譯碼后亮度信息成份(16×16×1620×2×25×8位/秒)、在前和在后的運(yùn)動補(bǔ)償(18×18×1620×2×25×8位/秒)和這些亮度信息成份的顯示(16×16×1620×2×25×8位/秒)；(m)、傳送諸如標(biāo)題等的各種其它信息成份(也要等分所述圖象)；(n)、考慮到了各種預(yù)備操作的情況下每個圖象大致需要的通帶；(o)、利用由虛線所示的存取時間平均值，表示用于每個圖象的相應(yīng)存貯器存取時間。
在描述了慣常類型的MPEG譯碼器之后，下面將描述本發(fā)明。本發(fā)明的原理不再是將涉及到所述B圖象的譯碼后信息成份存貯到所述的顯示存貯器中，而是根據(jù)所謂動態(tài)譯碼的原理，精確地在所產(chǎn)生的譯碼后信息成份必須被得到以用于顯示的一剎那間，對與這些圖象相對應(yīng)的編碼信息成份進(jìn)行譯碼。下面將參照一系列變形來描述本發(fā)明的這個譯碼方法。
在第一個實(shí)施例中，所述的譯碼方法是一個直接法。如已述，待被譯碼的圖象對應(yīng)于I，P或B類圖象，它們是以包含有4個亮度數(shù)據(jù)塊和兩個色度數(shù)據(jù)塊的多個宏數(shù)據(jù)塊的方式排列的，并且它們是在被譯碼之前提供給它的，它們以數(shù)字信號的形式被發(fā)送和/或存貯，所述的數(shù)字信號用于重組規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊參數(shù)的信號及所述的有用信號。對于每個宏數(shù)據(jù)塊，所述的規(guī)定信號包括所述宏數(shù)據(jù)塊的標(biāo)題，它的地址、相關(guān)的運(yùn)動矢量、量化階梯、所述宏數(shù)據(jù)塊的每個數(shù)據(jù)塊的DC系數(shù)預(yù)測值等以及有關(guān)每個數(shù)據(jù)塊的長度的信息。所述的有用信號全都是一些其它的信號，即與所述象素對應(yīng)的信號和在量化和變長編碼之前通過從所述空間域變換到所述頻率域(通常是離散余弦變換)所獲得的信號。
根據(jù)本發(fā)明，就涉及到所述B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度和色度的信號而言，對按傳統(tǒng)順序包括有對編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的步驟，存貯然后將其譯碼的步驟和以塊頻率顯示這些信號的步驟的所述直接譯碼方法以如下方式進(jìn)行了修改。所述的譯碼步驟和所述的顯示步驟被細(xì)分成兩個用于對每個塊相對應(yīng)的信號進(jìn)行譯碼的子步驟和兩個用于顯示這些塊的子步驟，用于譯碼一個塊的這些子步驟中的每一個就在用于顯示這個塊的每一個子步驟之前，并且是以同樣的速率在位于所述顯示步驟之前的存貯步驟期間沒有任何緩沖存貯地加以執(zhí)行。由于在所述顯示存貯器中不存在這個存貯，所以這個操作可以被稱之為飛程譯碼。
在這個例子中應(yīng)當(dāng)注意，所述的編碼信號包含涉及到與每個宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)的兩個塊的信息成份。為了使所述的飛程譯碼成為可能，每個宏數(shù)塊都應(yīng)當(dāng)被兩次譯碼，第一次譯碼恰好是在顯示所述奇數(shù)塊之前，第二次譯碼恰好在顯示所述偶數(shù)塊之前。這個要求意味著要以較高的節(jié)奏(34Hz，而不是用于慣常類型的MPEG譯碼操作的16MHz)所述的內(nèi)部譯碼操作，并意味著所述的輸入信號流要在所述的輸入存貯器110中保存較長的周期(補(bǔ)充圖象周期)。這個存貯請求對應(yīng)于40ms×16兆位/秒、即600千位。由于B類信息成份被避免存貯而節(jié)省的大約4兆位的存貯器空間實(shí)際上被校正以用于稍低的值，即3.2兆位序列的值，而所剩下的是有意義的。
在這個方法的變形當(dāng)中，可以看到它包括一個在所述譯碼步驟本身之中將所述宏數(shù)據(jù)塊的格式轉(zhuǎn)換成視頻顯示格式，從而把所述的存貯器帶寬保持在實(shí)際限定的范圍之內(nèi)。在這種情況下，這樣一個內(nèi)部轉(zhuǎn)換僅需要92千位(對應(yīng)于與亮度相關(guān)的8個塊行和與色度相關(guān)的8個圖象行)。
在另一個實(shí)施例中，可以下述方式執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的所述飛程譯碼方法。對所述編碼視頻信號的譯碼步驟被細(xì)分為兩個譯碼子步驟(a)、第一個子步驟允許以正常頻率(所述圖象頻率)對與(總是B類的)多個宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)并與這些宏數(shù)據(jù)塊中的每一個相關(guān)的規(guī)定信號進(jìn)行譯碼；(b)、第二個步驟被用于以所述的顯示頻率(所述塊頻率)在沒有任何緩沖存貯的情況下對所述有用信號進(jìn)行譯碼，并對這些宏數(shù)據(jù)塊中的每一個進(jìn)行譯碼。
在所述第一譯碼子步驟期間被譯碼的所述規(guī)定信號被存貯在下面將要描述的被稱之為輔助存貯器的一個外部存貯器區(qū)域內(nèi)。第二個子步驟是一個以所述顯示速度對所述B類宏數(shù)據(jù)塊的有用信號進(jìn)行飛程譯碼的子步驟(實(shí)際上，在所述第一步驟期間，用于規(guī)定這些宏數(shù)據(jù)塊的所有基本參數(shù)都被存貯在所述輔助存貯器之中，只有在從所述空間域到所述頻率域變換過程中獲得的信號(這里，除了DC系數(shù)以外的其它參數(shù)都是通過離散余弦變換獲得的)被保留以借助變長譯碼被進(jìn)行譯碼。
應(yīng)當(dāng)注意，由于每個數(shù)據(jù)塊的長度是已知的，所以這些變長譯碼操作完全可以通過例如兩個變長譯碼電路的并行配置并行地加以執(zhí)行，一個電路從宏數(shù)據(jù)塊的一行的開始進(jìn)行工作，而另一個電路從運(yùn)行的中間開始工作。在所有的情況下，都要在這第二步驟期間根據(jù)形成所述規(guī)定信號一部份并已在第一步驟期間存貯到所述輔助存貯器中的運(yùn)動矢量來執(zhí)行所述的運(yùn)動補(bǔ)償。
在這個根據(jù)本發(fā)明的譯碼方法的實(shí)施例中(在兩個連續(xù)的步驟中分別以所述的正常速率和所述的顯示速率)，圖11示出了在譯碼處理過程中所述帶寬的限制，這里，仍然表示的是處于最不利狀態(tài)之下。這個最不種狀態(tài)對應(yīng)于下述情況，即必須借助所述的雙向預(yù)測插入所有的B圖象宏數(shù)據(jù)塊并規(guī)定所述的運(yùn)動矢量為一個象素的一半(這表明對于8×8個象素的一個數(shù)據(jù)塊要讀出9×9個象素)。如圖10所示，在每一行上的指示對應(yīng)于圖象順序(行a、e、h、i、j、k)或?qū)?yīng)于所述存貯器帶寬的參考(b到d和f到m)，且逐行表示如下(a)、將被譯碼的圖象的位置；(b)、對輸入存貯器110的存取速率；(c)、在這個存貯器110和所述譯碼電路120之間用于執(zhí)行所述第一譯碼子步驟的速率；(d)、用于將所述宏數(shù)據(jù)塊規(guī)定給所述輔助存貯器的信號的存取速率；(e)、在第二譯碼子步驟期間所述圖象的位置；(f)、在所述存貯器110和譯碼電路120之間用于執(zhí)行所述第二譯碼子步驟的速率；(g)、在讀出所述輔助存貯器的內(nèi)容期間，在第二譯碼子步驟直接顯示被飛程譯碼的數(shù)據(jù)瞬間的信息速率；(h)和(i)表示與亮度和色度信息成份相關(guān)的在前和在后的運(yùn)動補(bǔ)償(量為160兆位/秒和為342兆位/秒的如下獲得
160＝18×18×1620×12×25；342＝18×16×1620×12×50×625/576)；(j)、存貯在第一譯碼子步驟期間獲得的亮度和色度信息成份(125兆位/秒＝16×16×1620×12×25)；(k)、讀出這些亮度和色度信息成份，以便于它們的顯示；(l)、傳輸諸如標(biāo)題等的信息(在圖10中涉及到行m)；(m)、考慮到各種準(zhǔn)備操作，每個圖象大致需要的存貯器帶寬，對一組圖象則利用這些值的平均值指示。
對前述方法的一種替代方法僅對亮度信號進(jìn)行飛程譯碼。然后，以慣常的方式對所述的色度信號進(jìn)行處理。在根據(jù)本發(fā)明的這個第三實(shí)施例中，所述存貯器帶寬的節(jié)省少于前述實(shí)施例，與前述的2.8兆位相比較，其節(jié)省級在1.2兆位，但是保留了其它的優(yōu)點(diǎn)。圖12示出了在這種情況下有關(guān)帶寬的一些新的限制，每一行上的指示總是與圖象順序(行a、e、f、g、j、k、l、m)或存貯器帶寬(行b到p)的考慮二者之一相對應(yīng)(a)待被譯碼的圖象；(b)對所述輸入存貯器110進(jìn)行存取的速率；(c)在這個存貯器110和所述譯碼電路120之間用于執(zhí)行第一譯碼子步驟的速率；(d)對用于把所述宏數(shù)據(jù)塊規(guī)定給所述輔助存貯器的信號進(jìn)行存取的速率；(e)在第一譯碼子步驟期間對所述色度信息成份的慣常譯碼；(f)和(g)用于色度信息成份的在前和在后運(yùn)動補(bǔ)償(53兆位/秒＝9×9×2×1620×25×8)；(h)顯示所述的色度信息成份(42兆位/秒＝8×8×2×1620×25×8)；(i)在所述存貯器110和譯碼電路120之間用于執(zhí)行第二譯碼子步驟的信息速率；(j)在讀出所述輔助存貯器內(nèi)容期間，在所述第二譯碼子步驟直接顯示將被飛程譯碼的數(shù)據(jù)的瞬間，所述信息的速率；(k)和(l)用于所述亮度信息成份的在前和在后運(yùn)動補(bǔ)償(105兆位/秒＝18×18×1620×8×25；228兆位/位＝18×18×1620×8×50×625/576)；(m)存貯在第一譯碼子步驟期間獲得的亮度信息成份(84兆位/秒＝16×16×1620×8×25)；(n)讀出這些亮度信息成份，以用于它們的顯示(91兆位/秒＝16×16×1620×8×25×625/576)；(o)傳送諸如標(biāo)題等的信息(類似于圖10之行m和圖11之行1)；(p)考慮到各種裝備步驟，每個圖象大致需要的存貯器帶寬，對一組圖象利用這些值的平均值表示。
本發(fā)明不受前面所描述和展示的實(shí)施例的限制，但可以在這些實(shí)施例的基礎(chǔ)上提出各種變化，特別是在后一個實(shí)施例中，它可以被改成在所述譯碼電路的一個內(nèi)部存貯器中，而不是在所述的外部存貯器中執(zhí)行從所述宏數(shù)據(jù)塊格式到所述視頻格式的轉(zhuǎn)換操作。在下述情況下也可以獲得在所述內(nèi)部存貯器中空間的增益。已經(jīng)知道，將要被譯碼的信號從所述的空間域轉(zhuǎn)換到所述的頻率域、然后將其量化的操作是在所述變長譯碼操作之前執(zhí)行的。在變換之前對信號進(jìn)行置換所獲得的系數(shù)被重組成所述宏數(shù)據(jù)塊內(nèi)的數(shù)據(jù)外。圖13示出了一個宏數(shù)據(jù)塊的4個亮度數(shù)據(jù)外，并展示了在顯示之前所需的格式轉(zhuǎn)換的原理。如果所述的數(shù)據(jù)塊不是根據(jù)所述的發(fā)送順序、而是根據(jù)每個塊將被顯示的行的順序被譯碼，那么用于所述轉(zhuǎn)換的內(nèi)部存貯器空間將被等分為兩個部份。根據(jù)將要被譯碼的塊是奇數(shù)塊還是偶數(shù)塊，并根據(jù)所述宏數(shù)據(jù)塊以及將被顯示的行(4個上邊行或4個下邊行)的編碼類型(塊或幀編碼)，只保存兩個上述的數(shù)據(jù)塊(圖13中是0和1)或僅保存兩個下邊的數(shù)據(jù)塊(圖13中是2和3)，而在任何情況下都可以在所述的輔助存貯器中獲得所述的DC系數(shù)和每個數(shù)據(jù)塊的長度。
根據(jù)本發(fā)明的另外一種變化就是將所述的譯碼方法歸納成涉及到所述圖象I和P的兩個子步驟。如已看到的，所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼允許減少所述存貯器帶寬，并使未被占用的存貯器容量用于補(bǔ)充操作。通過將這種譯碼原理也應(yīng)用于所述I和P圖象的宏數(shù)據(jù)塊，可以避免在所述處理操作及所述存貯器帶寬的值中產(chǎn)生高的峰值。由于所述I類和P類的信息成份不需要被直接用于運(yùn)動補(bǔ)償和/或顯示，所以，這對于在這個時刻以所述的一般速率執(zhí)行這個操作是足夠的。在隨后所建議的變形中，就參考圖3到圖9所示的內(nèi)容對所述操作進(jìn)行了修改，圖14到21示出了新的相應(yīng)曲線如下同圖3一樣，圖14示出了每個圖象的輸入數(shù)據(jù)流；圖15示出了在這種情況下如何實(shí)現(xiàn)應(yīng)用到所述I、P、B圖象中每一個的第一譯碼子步驟；圖16示出了逐個圖象在所述FIFO存貯器中的存貯處理，并與圖4相比較示出了由于在所述輔助存貯器中每個宏數(shù)據(jù)塊譯碼后規(guī)定信號存貯的補(bǔ)充延時所引起的每個存貯周期的長度；圖17示出了如何實(shí)現(xiàn)第二譯碼子步驟；圖18到圖20示出了所述輔助存貯器的內(nèi)容(與每個宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)的規(guī)定信號)及所述兩個參考存貯器的內(nèi)容；圖21示出了在與編碼前的原始順序相應(yīng)的自然順序中再存貯和顯示圖象的順序。
應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明不僅僅涉及到在前述各實(shí)施例中所描述的方法，而且還涉及到執(zhí)行這個方法的任一系統(tǒng)。在這方面，應(yīng)當(dāng)注意這種裝置的一個最佳實(shí)施例還包括一個微機(jī)，用于在一組適當(dāng)指令的控制這下執(zhí)行在前述各變形中的所述方法。為達(dá)此目的，根據(jù)本發(fā)明用于對由兩個交錯塊組成的、其中的每個宏數(shù)據(jù)塊都包含有亮度數(shù)據(jù)塊和色度數(shù)據(jù)塊的一系列編碼數(shù)據(jù)塊所產(chǎn)生并以數(shù)字信號形式發(fā)送和/或存貯的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的系統(tǒng)如前所述包括有一個被連接到用于存貯隨后要通過總線進(jìn)行譯碼的信號的部件20上的一個譯碼部件10，所述的數(shù)字信號根據(jù)所述的圖象是否是在后有參考所述順序中其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或所述圖象是否是由多個宏數(shù)據(jù)組成的來重組用于規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的有用信號，并分別對應(yīng)于I、P或B類的順序圖象，大多數(shù)圖象是借助于在I或P圖象基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償進(jìn)行預(yù)測的，或者是借助于多個宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，且大多數(shù)圖象是借助在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償進(jìn)行插入的。根據(jù)本發(fā)明，由譯碼裝置11和用于以塊頻率顯示譯碼后信號的裝置12所組成的部件10包括一個用于控制所述譯碼和顯示操作的裝置，利用該裝置，這兩個操作可以被細(xì)分成兩個譯碼子步驟和兩個顯示步驟，其中的一個用于每個塊。用于對一個塊進(jìn)行譯碼的每一個子步驟恰好是在用于顯示同一塊的相應(yīng)子步驟之前執(zhí)行，借此，避免了譯碼后信息的存貯。這個細(xì)分以及這種飛程譯碼僅涉及到亮度信號，或許也涉及到了色度信號，在所述最佳實(shí)施例中，這些裝置也僅用于B類宏數(shù)據(jù)塊。但是也可以對I類圖象的宏數(shù)據(jù)塊或P類圖形的宏數(shù)據(jù)塊使用同樣的處理。
還可以為用于控制所述顯示和譯碼操作的裝置提供其它的實(shí)施例，利用這種裝置，例如由于譯碼操作可以被分成兩個譯碼子步驟，所以，第一子步驟僅能保證以所述一般頻率(所述幀頻率)對所述宏數(shù)據(jù)的規(guī)定信號進(jìn)行譯碼，而所述的第二子步驟僅涉及到了這時以顯示頻率(所述塊頻率)對這些宏數(shù)據(jù)塊的有用信號進(jìn)行譯碼。這第二個方案的優(yōu)點(diǎn)在于可以更快地執(zhí)行譯碼。為了對宏數(shù)據(jù)塊每一行的有用信號進(jìn)行譯碼，可以提供兩個而不是一個譯碼電路，每個都處于并行工作狀態(tài)，以對宏數(shù)據(jù)塊一行的一半進(jìn)行譯碼(一個電路從這一行的開頭譯碼，另一個電路從中間開始譯碼)。
如從對本發(fā)明方法的描述中所看到的，從所述宏數(shù)塊格式到所述顯示格式的轉(zhuǎn)換操作不是在所述部件20的外部存貯器內(nèi)執(zhí)行的，而是在所述譯碼操作結(jié)束處的所述譯碼部件內(nèi)執(zhí)行的。在這種情況下，如前所述，如果一個宏數(shù)據(jù)塊的所述數(shù)據(jù)塊(數(shù)據(jù)塊0和1，或數(shù)據(jù)塊2和3)不是以發(fā)送順序，而是以不同于該發(fā)送順序的在所述譯碼操作過程中的所述塊的順序進(jìn)行譯碼，那么所述存貯器空間的限制可以減少。
根據(jù)本發(fā)明的方法和系統(tǒng)提供了存貯器空間和存貯器帶寬的節(jié)約，若所述宏數(shù)據(jù)塊的規(guī)定信號表示每個宏數(shù)據(jù)塊256位，每個圖象具有1620個宏數(shù)據(jù)塊，那么，在步驟實(shí)施例中就需要提供存貯空間為256×1620＝414千位并被稱之為輔助存貯器的所述外部存貯器。由于實(shí)際上并不是所有的宏數(shù)據(jù)塊都被編碼，所以該存貯器的容量可以被調(diào)節(jié)到400千位、所述存貯器總的限制如下—輸入緩存器3.1兆位；—兩個參考存貯器每一個為5兆位；—顯示存貯器1.6兆位(根據(jù)本發(fā)明僅與亮度成分有關(guān))或0(假如所述方法涉及不亮度和色度成份)；—輔助存貯器約0.4兆位。
根據(jù)所述的色度是否包括在依據(jù)本發(fā)明的處理操作之中，上述限制導(dǎo)致了總占用為13.5或15.1兆位。對于一個其規(guī)模為224＝16.8兆位的外部存貯器來講，由于本發(fā)明方法的執(zhí)行而帶來的存貯器中所保留的自由空間在本發(fā)明僅涉及到亮度成份時為1.7兆位，而在還要涉及到色度成份時為3.3兆位。這個結(jié)果被應(yīng)用到所述系統(tǒng)以對625行/50Hz圖象序列進(jìn)行處理。在525行/60Hz系統(tǒng)的情況下，所述參考存貯器的占用不超過4.2兆位而不是5兆位，而現(xiàn)在，上述值被分別增加到3.3兆位和4.9兆位。應(yīng)當(dāng)注意，用于輸入緩存器容量的3.1兆位的數(shù)量對應(yīng)于最不利狀態(tài)，并且實(shí)際上，這個值將被降低一位，以在這種情況下擴(kuò)展所述存貯器的自由空間。
最后，應(yīng)當(dāng)注意，本發(fā)明涉及到包括有特別適用于對所述MPEG編碼視頻信號進(jìn)行處理以及執(zhí)行其中提供了如前所述的用于對所述MPEG編碼視頻信號進(jìn)行處理的譯碼和顯示步驟或子步驟的譯碼方法的一個譯碼系統(tǒng)的任一視頻接收設(shè)備。
權(quán)利要求
1.對由兩個交錯塊組成的圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的方法，每一個宏數(shù)據(jù)塊都包括多個亮度數(shù)據(jù)塊和多個色度數(shù)據(jù)塊，所述編碼視頻信號是以數(shù)字信號的形成被發(fā)送和/或存貯的，根據(jù)所述的圖象是否是在未參考所述順序中的其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或是由所述多個宏數(shù)據(jù)塊組成的，所述的數(shù)字信號重新組合用來規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與I、P或B類的順序圖象相對應(yīng)，所述圖象的大部分是借助在I或P圖象的基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償或宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，并且，大部分圖象是借助于在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的所述方法按順序包括對所述編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的步驟，存貯這些信號，然后將其譯碼的步驟以及以所述塊頻率顯示所述信號的步驟，其特征在于所述塊頻率顯示所述信號的步驟，其特征在于對于涉及到及每一個宏數(shù)據(jù)塊的亮度的信號，所述的譯碼和顯示步驟被細(xì)分成用于對與每個塊相對應(yīng)的信號進(jìn)行譯碼的兩個子步驟和用于顯示所述塊的兩個子步驟，且其中，用于對一個塊進(jìn)行譯碼的每個子步驟就在顯示所述塊的每個子步驟之前，并且由于所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼，以相同的速率并且在所述存貯步驟期間無緩沖存貯地執(zhí)行用于對一個塊進(jìn)行譯碼的每一子步驟。
2.對由兩個交錯塊組成的圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的方法，每一個宏數(shù)據(jù)塊都包括多個亮度數(shù)據(jù)塊和多個色度數(shù)據(jù)塊，所述編碼視頻依賴是以數(shù)字信號的形成被發(fā)送和/或存貯的，根據(jù)所述的圖象是否是在未參考所述順序中的其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或是由所述多個宏數(shù)據(jù)塊組成的，所述的數(shù)字信號重新組合用來規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與I、P或B類的順序圖象相對應(yīng)，所述圖象的大部分是借助在I或P圖象的基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償或宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，并且，大部分圖象是借助于在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的，所述的方法按序包括對所述編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的步驟，存貯這些信號，隨后將其譯碼的步驟以及以所述塊頻率顯示所述信號的步驟，其特征在于對于涉及到B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度的信號，所述的譯碼步驟被細(xì)分為二個子步驟第一個子步驟用于以所述的幀頻率對與所述宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)的規(guī)定信號進(jìn)行譯碼，第二子步驟用于以所述的塊頻率對所述宏數(shù)據(jù)塊的所述有用信號進(jìn)行譯碼，所述第二譯碼子步驟就在顯示B類宏數(shù)據(jù)塊的步驟之前，并且由于所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼，以相同的速率并且在所述存貯步驟期間所述有用信號沒有任何緩沖存貯地執(zhí)行所述第二譯碼子步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的譯碼方法，其特征在于所述第二譯碼子步驟被細(xì)分成用于對每個宏數(shù)據(jù)塊行變長譯碼的兩個并行操作，以保證對每個宏數(shù)據(jù)塊行的一半進(jìn)行并行譯碼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一個的譯碼方法，其特征在于所述的飛程譯碼也與涉及到B類每個宏數(shù)據(jù)塊色度的信號有關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一個的譯碼方法，其特征在于所述的譯碼步驟包括把所述宏數(shù)據(jù)塊的格式轉(zhuǎn)換成視頻顯示格式的步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任一個的譯碼方法，其中，把待被譯碼的信號從所述空間域轉(zhuǎn)換成所述頻率域的步驟就在所述的譯碼步驟之前，其特征在于一個宏數(shù)據(jù)塊的多個數(shù)據(jù)塊以與每個塊相關(guān)的待被連續(xù)顯示的行的順序被譯碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一個的譯碼方法，其特征在于所述的方法還被以與所述圖象頻率相應(yīng)的所述正常速率執(zhí)行對所述I類圖象和/或P類圖象的宏數(shù)據(jù)塊的處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任一個的譯碼方法，其特征在于提供所述的譯碼和顯示步驟成子步驟，以用于對MPEG編碼視頻信號進(jìn)行處理。
9.對由兩個交錯塊組成的圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的系統(tǒng)，每一個宏數(shù)據(jù)塊都包括多個亮度數(shù)據(jù)塊和多個色度數(shù)據(jù)塊，所述編碼視頻信號是以數(shù)字信號的形成被發(fā)送和/或存貯的，根據(jù)所述的圖象是否是在未參考所述順序中的其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或是由所述多個宏數(shù)據(jù)塊組成的，所述的數(shù)字信號重新組合用于規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與I、P或B類的順序圖象相對應(yīng)，所述圖象的大部分是借助在I或P圖象的基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償或宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，并且，大部分圖象是借助于在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的，所述的系統(tǒng)包括一個被連接到用于存貯隨后將通過總線(30)進(jìn)行譯碼的信號并由一個譯碼裝置(11)和一個用于以所述塊頻率顯示譯碼后信號的裝置(12)組成的一個部件(20)上的譯碼部件(10)，其特征在于為了對涉及B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度、可能還有色度的信號進(jìn)行譯碼和顯示，所述的系統(tǒng)包括一個裝置，用于把所述的兩個操作細(xì)分成兩個用于對與每個塊相對應(yīng)的信號進(jìn)行譯碼的子步驟和兩個用于顯示所述塊的子步驟由于所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼，用于譯碼一個塊的每一子步驟以相同速率并且沒有任何緩沖存貯地直接在用于顯示所述塊的相應(yīng)子步驟之前被執(zhí)行。
10.對由兩個交錯塊組成的圖象的順序編碼宏數(shù)據(jù)塊產(chǎn)生的編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的系統(tǒng)，每一個宏數(shù)據(jù)塊都包括多個亮度數(shù)據(jù)塊和多個色度數(shù)據(jù)塊，所述編碼視頻依賴是以數(shù)字信號的形成被發(fā)送和/或存貯的，根據(jù)所述的圖象是否是在未參考所述順序中的其它圖象的情況下被進(jìn)行編碼或是由所述多個宏數(shù)據(jù)塊組成的，所述的數(shù)字信號重新組合用來規(guī)定每個宏數(shù)據(jù)塊的參數(shù)的信號以及與每個宏數(shù)據(jù)塊的每個象素相關(guān)的所述有用信號，并分別與I、P或B類的順序圖象相對應(yīng)，所述圖象的大部分是借助在I或P圖象的基礎(chǔ)上的單向運(yùn)動補(bǔ)償或宏數(shù)據(jù)塊進(jìn)行預(yù)測的，并且，大部分圖象是借助于在I和/或P在前和在后圖象的基礎(chǔ)上的雙向運(yùn)動補(bǔ)償而插入的，所述系統(tǒng)包括一個被連接到用于存貯隨后將通過總線(30)進(jìn)行譯碼的信號并由一個譯碼裝置(11)和用于以所述的塊速率顯示譯碼后信號的裝置(12)組成的一個部件(20)上的譯碼部件(10)，其特征在于為了對涉及到B類每個宏數(shù)據(jù)塊的亮度和可能還有色度的信號進(jìn)行譯碼和顯示，所述的系統(tǒng)包括一個裝置，用于把所述的譯碼操作細(xì)分成兩個譯碼子步驟，第一子步驟用于以所述的幀頻率對與所述宏數(shù)據(jù)塊相關(guān)的規(guī)定信號進(jìn)行譯碼，第二子步驟用于以所述的塊頻率對所述宏數(shù)據(jù)塊的有用信號進(jìn)行譯碼，由于所述B類宏數(shù)據(jù)塊的飛程譯碼，以相同的速率并且所述有用信號沒有任何緩沖存貯地執(zhí)行就在用于顯示B類宏數(shù)據(jù)塊的步驟之前的所述第二譯碼子步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的譯碼系統(tǒng)，其特征在于提供所述的細(xì)分裝置，以用于把所述第二譯碼子步驟細(xì)分成兩個變長譯碼操作，以保證并行譯碼每個宏數(shù)據(jù)塊行的一半。
12.一種包括有如權(quán)利要求9和11中任一個譯碼系統(tǒng)的視頻接收設(shè)備，其特征在于提供所述的譯碼系統(tǒng)，以處理MPEG編碼視頻信號。
全文摘要
對編碼視頻信號進(jìn)行譯碼的方法和系統(tǒng)。為了把長度碼中的速度要求限制在一個實(shí)際的限定范圍內(nèi)，建議了一種兩步水平譯碼逼近法。在這種逼近法的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)一系列的替換。其中的每一種都使用了在內(nèi)部處理要求及儲存器節(jié)約之間的不同調(diào)整。
文檔編號H04N7/50GK1143884SQ95121860
公開日1997年2月26日 申請日期1995年11月24日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月25日
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