專利名稱：視頻信號編碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對視頻信號進(jìn)行編碼的視頻信號編碼裝置。
近年來，已經(jīng)開發(fā)出了壓縮數(shù)字視頻信號的技術(shù)。然而，為了使壓縮方法標(biāo)準(zhǔn)化，并以硬件(LSI)來實(shí)現(xiàn)壓縮算法需要巨量資金和人力，所以正在嘗試對壓縮算法進(jìn)行較小的改變，以便利用已有的標(biāo)準(zhǔn)和市場上可得到的視頻設(shè)備，在硬件中實(shí)現(xiàn)這種技術(shù)，開發(fā)出一種新的視頻信號編碼裝置。
圖5描述了一種傳統(tǒng)的視頻信號編碼裝置，它利用對4∶1∶1取樣進(jìn)行編碼的設(shè)備對4∶2∶2取樣信號進(jìn)行編碼。對4∶1∶1取樣編碼的設(shè)備對應(yīng)于這樣一種壓縮算法，它利用已有標(biāo)準(zhǔn)和市場上可得到的視頻設(shè)備用硬件來實(shí)現(xiàn)。
在圖5中，501是視頻信號輸入端，它輸入數(shù)字視頻信號，502是有效區(qū)域分塊裝置，它僅把輸入信號的有效區(qū)域分成塊，并把這些塊輸出到兩個信道上，503和504是有效區(qū)域編碼器，它對已輸入的有效區(qū)域中的這些塊進(jìn)行高效編碼。下面簡單描述一下有效區(qū)域。如果數(shù)字視頻信號是根據(jù)例如525/60制式傳輸?shù)?，則傳輸?shù)男盘栔械囊曨l信號的所有區(qū)域由480行主線和3或7.5行伴線組成。這里480行稱為有效區(qū)域，伴線稱為附加區(qū)域。傳統(tǒng)視頻信號編碼裝置僅處理有效區(qū)域內(nèi)的視頻信號。如果數(shù)字視頻信號是根據(jù)例如625/50制式傳輸?shù)模瑒t傳輸?shù)男盘栔械囊曨l信號的所有區(qū)域由576行主線和9行伴線組成。
下面描述這種結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)視頻信號編碼器的工作情況。
從輸入端501輸入4∶2∶2取樣的數(shù)字視頻信號。有效區(qū)域分塊裝置502僅把輸入信號中的有效區(qū)域劃分成宏塊。
在4∶1∶1信號取樣期間，這些宏塊由四個在屏幕上以在水平方向連續(xù)分布的亮度信號的DCT(離散余弦變換)塊以及兩個分布在屏幕上與四個亮度信號的DCT塊相同位置上的色差信號DCT塊組成。在4∶2∶2信號取樣期間，這些宏塊由兩個在屏幕上以在水平方向連續(xù)分布的亮度信號的DCT塊以及兩個分布在屏幕上與兩個亮度信號的DCT塊相同位置上的色差信號DCT塊組成。
因此，由于4∶2∶2信號中每幀的宏塊的數(shù)量是4∶1∶1信號中的兩倍，因此，可以處理4∶1∶1信號的有效區(qū)域編碼器適用于圖5所示的兩個信道。
然而，如上所述，單個宏塊內(nèi)的DCT塊的數(shù)量在4∶1∶1信號與4∶2∶2信號之間是不同的，所以4∶1∶1信號的有效區(qū)域編碼器503和504不能直接使用。因此，有效區(qū)域分塊裝置502把由空數(shù)據(jù)組成的兩個DCT塊加到4∶2∶2信號上，以使4∶2∶2信號中單個宏塊中DCT塊的數(shù)量與4∶1∶1信號中的相同，從而可以對4∶1∶1信號利用有效區(qū)域編碼器503和504。
因此，有效區(qū)域分塊裝置502把一幀數(shù)據(jù)劃分成包括所有像素值都相同的空DCT塊的宏塊，并進(jìn)一步把單幀的宏塊劃分成兩個信道，把這些宏塊輸出到有效區(qū)域編碼器503和504。與在4∶1∶1信號的輸入中的一樣，有效區(qū)域編碼器503和504對有效區(qū)域分塊裝置502來的輸出進(jìn)行編碼。圖6示出了對4∶2∶2信號的宏塊進(jìn)行與4∶1∶1信號相同的編碼而獲得的一列數(shù)據(jù)。
如圖6所示，對4∶2∶2信號進(jìn)行編碼主要是利用這樣兩個區(qū)域，即，一個是輸入了存儲在六個區(qū)域0至5中四個區(qū)域(即區(qū)域0、2、4和5)內(nèi)的交流分量的區(qū)域，這六個區(qū)域0至5中輸入了對4∶1∶1信號進(jìn)行編碼獲得的數(shù)據(jù)，另一個是輸入了記錄了空DCT塊的區(qū)域1和3內(nèi)存儲的交流分量的區(qū)域。
然而，由于在空DCT數(shù)據(jù)塊中，這些DCT塊中的所有數(shù)據(jù)都具有相同的像素值，因此用這些DCT塊進(jìn)行編碼僅提供了直流值，沒有提供交流值。因而，對DCT數(shù)據(jù)進(jìn)行VLC(可變長度編碼)獲得的數(shù)據(jù)僅由直流分量和作為編碼結(jié)束碼的EOB組成。因此，在圖6中，雖然通常把9個直流位、3個附加信息位和4個交流位輸入到保留區(qū)域601和602，但把空DCT塊的9個直流位、3個附加信息位和4個編碼結(jié)束碼(EOB)位輸入到處理4∶2∶2信號的這些區(qū)域。
要把區(qū)域1和2內(nèi)的交流分量包括在內(nèi)的區(qū)域用于記錄其內(nèi)的不能存儲在其它區(qū)域內(nèi)的交流分量數(shù)據(jù)。
然而，根據(jù)上述方法，對從已編碼數(shù)據(jù)來的視頻信號進(jìn)行解碼，不需要在對4∶2∶2信號進(jìn)行編碼期間產(chǎn)生的空DCT塊的直流值和附加信息，因此，編碼數(shù)據(jù)包括了無用的數(shù)據(jù)，它們沒有被有效地利用。
鑒于這種傳統(tǒng)的問題，本發(fā)明提供一種視頻信號編碼裝置，它可以更有效地利用編碼數(shù)據(jù)，可以改善出錯率。
本發(fā)明第一個發(fā)明是一種視頻信號編碼裝置，它包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個壓縮塊單元包括多個像素的亮度信號和在屏幕上的位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號；以及替代裝置，用所述第二壓縮數(shù)據(jù)塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)可以使例如高效地利用所有已編碼的數(shù)據(jù)，并輸入到位于屏幕上相同位置上的多個像素的相同的塊、亮度和色差信號上。因而，即使產(chǎn)生錯誤，與已有技術(shù)的更多的像素相比，它僅影響這多個像素，從而本質(zhì)上改善了出錯率，減小了對解碼期間圖像質(zhì)量的不利影響。
本發(fā)明的第二發(fā)明是視頻信號編碼裝置，它包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成多個第一塊，把多個所述第一塊劃分成x(x≥2)個信道，進(jìn)行輸出；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，第二壓縮塊單元包括多個像素的亮度信號和分布在屏幕上位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號，所述第二分塊裝置并把所述多個第二壓縮塊分成所述x個信道輸出；以及替代裝置，在每個x信道中工作，用所述第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)可以例如用多信道結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與第一發(fā)明相同的效果。
本發(fā)明的第三發(fā)明是視頻信號編碼裝置，它包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生附加壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個塊單元包括亮度信號的兩個像素和分布在屏幕上與所述兩個像素相同位置的色差信號的兩個像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)輸入例如相同的塊以及分布在屏幕上相同位置上的兩個像素的亮度和色差信號。因而，即使發(fā)生錯誤，與已有技術(shù)更多的像素相比，它僅影響到這兩個像素，從而本質(zhì)上改善了出錯率，減小了解碼期間對圖像質(zhì)量的不利影響。
本發(fā)明的第四發(fā)明是視頻信號編碼裝置，它包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)具為6位；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二塊單元，每個第二塊單元包括亮度信號的兩個像素和分布在屏幕上與所述兩像素相同位置上的色差信號的兩個像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊中的亮度信號的兩個像素的12位替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)，而用所述第二壓縮塊中的色差信號的兩個像素的12位替代另一區(qū)域中同一所述第一壓縮塊中存儲的數(shù)據(jù)。
這種結(jié)構(gòu)也提供例如與第三發(fā)明相同的效果，并最初時把8位數(shù)據(jù)壓縮到6位獲得增加區(qū)域的圖像，從而盡管進(jìn)行了解碼仍能保持高質(zhì)量的圖像。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的框圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的框圖；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例3的在分布在屏幕上相同位置上的兩個像素的亮度信號與色差信號；圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例4的高效編碼的視頻信號中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)解釋圖；圖5是傳統(tǒng)的例子的框圖；圖6是傳統(tǒng)例子的解釋圖。
參考號解釋101、201、501視頻信號輸入端102、202分割器103、203、502有效區(qū)域分塊裝置104、204、205、503、504有效區(qū)域編碼器105、206附加區(qū)域編碼器106、207附加區(qū)域分塊裝置
107、208替代裝置(實(shí)施例1)下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例1。
圖1描述本發(fā)明的實(shí)施例1。參考號101表示視頻信號輸入端，它輸入視頻信號，102是分割器，把輸入視頻信號劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域。103是有效區(qū)域分塊裝置，對傳統(tǒng)視頻信號記錄裝置在其上可以記錄數(shù)據(jù)的輸入視頻信號的有效區(qū)域進(jìn)行分塊，104是有效區(qū)域編碼器，對分塊后的有效區(qū)域進(jìn)行高效編碼，105是附加區(qū)域編碼器，對與有效區(qū)域不同的視頻信號附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼，106是附加區(qū)域分塊裝置，對高效編碼的附加區(qū)域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，107是替代裝置，用附加區(qū)域的塊中的數(shù)據(jù)替代有效塊中的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的第一和第二區(qū)域?qū)?yīng)于有效區(qū)域和附加區(qū)域。此外，根據(jù)本發(fā)明的第一分塊裝置和第一壓縮裝置分別對應(yīng)于有效區(qū)域分塊裝置103和有效區(qū)域編碼器104。此外，根據(jù)本發(fā)明的第二分塊裝置和第二壓縮裝置分別對應(yīng)于附加區(qū)域分塊裝置106和附加區(qū)域編碼器105。
下面描述上述配置的視頻信號編碼裝置的工作情況。
分割器102把視頻信號輸入端101輸入的數(shù)字視頻信號劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域的像素。有效區(qū)域分塊裝置103對有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，并用有效區(qū)域編碼器104對它進(jìn)行高效編碼(例如利用DCT)，然后輸出到替代裝置107。附加區(qū)域編裝置105對附加區(qū)域的像素進(jìn)行高效編碼(例如利用非線性量化)，用附加區(qū)域分塊裝置106進(jìn)行分塊，然后輸出到替代裝置107。替代裝置107用附加區(qū)域分塊裝置106輸出的附加區(qū)域塊內(nèi)的數(shù)據(jù)替代包括在有效區(qū)域編碼器104進(jìn)行有高效編碼的有效區(qū)域塊內(nèi)的并與在解碼已編碼的有效區(qū)域(未示出)期間要求的數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。
如上所述，本發(fā)明的視頻信號編碼裝置用附加區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)替代了有效塊中的數(shù)據(jù)。因此，如果例如把編碼4∶1∶1信號的設(shè)備用于編碼4∶2∶2的信號，傳統(tǒng)上包括在編碼數(shù)據(jù)中的無用數(shù)據(jù)被附加區(qū)域中的像素的數(shù)據(jù)替代，從而高效地利用所有已編碼數(shù)據(jù)。無用的數(shù)據(jù)是指對已編碼的有效區(qū)域進(jìn)行解碼所要求的那些數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。
因此，傳統(tǒng)僅處理有效區(qū)域的編碼裝置可以僅記錄數(shù)字視頻信號的有效區(qū)域中的行(例如480行)，但根據(jù)該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，可以記錄特定制式(例如在525/60制式的情況下為487.5行)規(guī)定的數(shù)字視頻信號的所有區(qū)域中的多行。
即，根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置在附加區(qū)域(即在傳統(tǒng)編碼裝置中為無用的區(qū)域)中存儲數(shù)據(jù)，從而增加可以記錄的行數(shù)。因此，與制式一致的所有有效行都可以記錄，而不需要生產(chǎn)新的編碼裝置。
根據(jù)本發(fā)明，對不是4∶2∶2信號的信號也可以提供相似的效果。
根據(jù)本發(fā)明，附加區(qū)域的塊數(shù)必須小于或等于有效區(qū)域的塊數(shù)。
(實(shí)施例2)下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例2。
圖2描述了本發(fā)明的實(shí)施例2。參照號201表示視頻信號輸入端，它輸入視頻信號，202是分割器，分割視頻信號，203是有效區(qū)域分塊裝置，對傳統(tǒng)視頻信號記錄裝置可以記錄數(shù)據(jù)的輸入視頻信號的有效區(qū)域進(jìn)行分塊，204和205是有效區(qū)域編碼器，對分塊的有效區(qū)域進(jìn)行高效編碼，206是附加區(qū)域編碼器，對視頻信號的附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼，207是附加區(qū)域分塊裝置，對高效編碼的附加區(qū)域中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分塊，208是替代裝置，用附加區(qū)域塊中的數(shù)據(jù)替代有效塊中的數(shù)據(jù)。
下面描述上述結(jié)構(gòu)的視頻信號編碼裝置的工作情況。
分割器202把視頻信號輸入端201輸入的視頻信號劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域像素。與實(shí)施例1一樣，用有效區(qū)域分塊裝置203對有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，但根據(jù)發(fā)明，把分塊數(shù)據(jù)劃分成兩個信道，并輸入到有效區(qū)域編碼器204和205，其中對數(shù)據(jù)進(jìn)行高效編碼(例如利用DCT)，然后輸入到替代裝置208。由附加區(qū)域編碼器206對附加區(qū)域的像素進(jìn)行高效編碼(例如利用非線性量化)，由附加區(qū)域分塊裝置207進(jìn)行分塊，然后輸出到替代裝置208，替代裝置208用附加區(qū)域塊中的數(shù)據(jù)替代包括在高效編碼的有效區(qū)域的塊內(nèi)的與解碼已編碼有效區(qū)域所要求的數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實(shí)施例，把有效區(qū)域的塊輸出通過兩個信道。有效區(qū)域編碼器204和205輸出的塊中的數(shù)據(jù)在根據(jù)預(yù)定過程劃分成兩個信道后替換附加區(qū)域的塊。該過程必須僅對應(yīng)于用于解碼(未示出)后續(xù)圖像輸出的過程，劃分成兩個信道的過程可以是任意的；例如可以在任一時刻把單塊或多塊進(jìn)行劃分。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的視頻信號編碼裝置可以實(shí)現(xiàn)與實(shí)施例1相同的效果，即使使用了多信道結(jié)構(gòu)，并可應(yīng)用于利用多個傳統(tǒng)的編碼視頻的的裝置對高比特率信號進(jìn)行編碼。
根據(jù)本實(shí)施例的信道劃分可以擴(kuò)展到包括三個或多個信道的多信道結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明每個信道的附加區(qū)域的塊數(shù)必須僅小于或等于有效區(qū)域的塊數(shù)。
(實(shí)施例3)
下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例3。
本發(fā)明的視頻信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)與圖1所示的相同。下面參照圖1進(jìn)行描述。與實(shí)施例1相同，分割器102把視頻信號輸入端101輸入的4∶2∶2取樣的視頻信號劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域像素。與實(shí)施例1相同，有效區(qū)域分塊裝置103對有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，由有效區(qū)域編碼器104進(jìn)行高效編碼，然后輸出到替代裝置107。在附加區(qū)域編碼器105內(nèi)對附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼，并輸出到附加區(qū)域分塊裝置106。由于根據(jù)本實(shí)施例，輸入信號具有4∶2∶2取樣，因此，如圖3所示，附加區(qū)域分塊裝置106形成亮度信號(Y信號)的兩個像素(Vpix0,Cpix1)、與屏幕上的上述兩個像素位置相同的像素的色差信號Cb的一個像素(Cpix2)，以及分布位置相同的像素的色差信號Cr的一個像素(Vpix4)中的單個塊，然后把該塊輸出到替代裝置107。該單個塊對應(yīng)于下述的圖4中的數(shù)據(jù)塊401a和402a。替代裝置107用附加區(qū)域分塊裝置106輸出的附加區(qū)域塊內(nèi)的數(shù)據(jù)替代包括在有效區(qū)域編碼器104高效編碼的有效區(qū)域塊中的、并與對已編碼的有效區(qū)域進(jìn)行解碼(未示出)期間要求的數(shù)據(jù)不同的數(shù)據(jù)。在圖4中，不想要的數(shù)據(jù)對應(yīng)于替代之前的區(qū)域401和402中記錄的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，第二塊對應(yīng)于附加區(qū)域分塊裝置106輸出的一個塊。
除了效果與實(shí)施例1相同之外，根據(jù)本發(fā)明的視頻信號編碼裝置還提供了下面的效果。
如上所述，把亮度信號的兩個像素(Cpix0,Cpix1)、在屏幕上分布位置與上述兩個像素相同的像素的色差信號Cb的一個像素(Cpix2)以及分布位置相同的色差信號Cr的一個像素(Cpix3)(見圖3)輸入到同一塊中(即由區(qū)域0至5組成的數(shù)據(jù)記錄區(qū)，圖示在圖4中)。因此，如果發(fā)生差錯，為了防止對一個記錄塊進(jìn)行解碼，根據(jù)本發(fā)明，與已有技術(shù)的多個像素相比，它僅影響兩個像素，從而從本質(zhì)上改善了出錯率，減小了解碼期間對圖像質(zhì)量的不利影響。不能解碼的像素可以通過用前一幀中相同位置上的像素來替代它，并在屏幕上顯示，從而方便地進(jìn)行內(nèi)插。根據(jù)本發(fā)明，第一塊對應(yīng)于數(shù)據(jù)記錄區(qū)，由圖4所示的區(qū)域0至5組成。
下面進(jìn)一步解釋產(chǎn)生這種差異的原因。例如，考慮這樣的結(jié)構(gòu)，在相同的數(shù)據(jù)記錄區(qū)中沒有記錄亮度信號的兩個像素(Cpix0,Cpix1)、在屏幕上的分布位置與上述兩像素相同的色差信號Cb的一個像素(Cpix1)以及分布位置相同的色差信號Cr的一個像素(Cpix3)。在這種情況下，例如，如果在相同的數(shù)據(jù)記錄區(qū)域上記錄了在屏幕上分布在不同位置上的像素的色差信號Cb和Cr，則記錄媒體(例如磁帶)表面上的瑕疵或灰塵可以出現(xiàn)錯誤，阻礙對一個數(shù)據(jù)記錄區(qū)的整體進(jìn)行解碼，從而影響不同位置上的所有像素。
根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)利用實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)還可以對包括兩個或多個信道的多信道結(jié)構(gòu)產(chǎn)生效果。
根據(jù)本發(fā)明，附加區(qū)域的塊數(shù)必須小于或等于有效區(qū)域的塊數(shù)。
(實(shí)施例4)下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例4。
本視頻信號編碼裝置的結(jié)構(gòu)與圖2所示的相同。下面對照圖2描述。與實(shí)施例2中一樣，分割器202把視頻信號輸入端201輸入的4∶2∶2取樣的視頻信號分成有效和附加區(qū)域像素。與實(shí)施例2中一樣，有效區(qū)域分塊裝置203對有效區(qū)域的像素進(jìn)行分塊，由有效區(qū)域編碼器204和205進(jìn)行高效編碼，然后輸出到替代裝置208。在附加區(qū)域編碼器206中通過例如非線性量化對每個像素進(jìn)行編碼，使其碼長度為6位，并輸出到附加區(qū)域分塊裝置207。
如圖3所示，與實(shí)施例3中一樣，附加區(qū)域分塊裝置207形成亮度信號(Y信號)的兩個像素(Cpix0,Cpix1)、在屏幕上的分布位置與上述兩個像素相同的像素的色差信號Cb的一個像素(Cpix2)和分布位置相同的像素的色差信號Cr的一個像素(Cpix3)的單個塊，然后把該塊輸出到替代裝置208。該單個塊對應(yīng)于圖4中數(shù)據(jù)塊401a和402a。
圖4示出了替代裝置208進(jìn)行的替代方法。替代裝置208用附加區(qū)域的塊中的數(shù)據(jù)替代記錄在圖4中陰影區(qū)401和402的高效編碼的有效區(qū)域的塊中部分?jǐn)?shù)據(jù)。圖4中的陰影區(qū)401和402與傳統(tǒng)例子中描述的保留區(qū)601和602相同，根據(jù)本實(shí)施例，用來替代附加區(qū)域分塊裝置207輸出的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明第一塊中的預(yù)定區(qū)域和另一區(qū)域?qū)?yīng)于圖4所示的區(qū)域401和402。
根據(jù)本發(fā)明的替代方法用壓縮區(qū)域塊中的亮度信號的兩個像素(Cpix0,Xpix1)中的12位來替代陰影區(qū)域401中的數(shù)據(jù)，而用陰影區(qū)402中的數(shù)據(jù)替代色差信號的兩個像素(Cpix2,Cpix3)中的12位(圖4中的數(shù)據(jù)塊402a)。雖然本實(shí)施例把附加區(qū)域分塊裝置207輸出的一個塊分成兩個數(shù)據(jù)塊401a和402a，并把這些數(shù)據(jù)塊記錄在不同的區(qū)域401和402，但這兩個區(qū)域401和402都位于同一數(shù)據(jù)記錄區(qū)中。圖4中要替代的像素唯一地對應(yīng)于圖3中該塊中的像素。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的視頻信號編碼裝置提供了第一和第三發(fā)明的效果。此外，通過簡單地把原8位數(shù)據(jù)壓縮成6位數(shù)據(jù)得到增加區(qū)域的圖像，從而，盡管進(jìn)行了解碼，仍能保持高的圖像質(zhì)量。
根據(jù)本發(fā)明，附加區(qū)域中的塊數(shù)量必須僅小于或等于有效區(qū)域中的塊數(shù)量，根據(jù)本實(shí)施例，每個信道的附加區(qū)域中的塊數(shù)量必須僅小于或等于有效區(qū)域中的塊數(shù)量。
雖然，已結(jié)合高效編碼描述了上述實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這一方面，也可以使用非壓縮編碼。在這種情況下，如上所述，單個像素原包括8位，所以需要4個字節(jié)的區(qū)域來記錄4個像素的數(shù)據(jù)。由于圖4中包括EOB的陰影區(qū)401和402的總和對應(yīng)于4個字節(jié)，所以這種情況可以通過把部分交流分量記錄區(qū)用作EOB記錄區(qū)來處理。
此外，雖然已結(jié)合在編碼之后對附加區(qū)域進(jìn)行分塊這種結(jié)構(gòu)描述了上述實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這一方面，也可以在分塊之后對附加區(qū)域進(jìn)行編碼。在這種情況下，視頻信號編碼裝置包含把輸入視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域的分割裝置、把第一區(qū)域分成第一塊單元的第一分塊裝置、對第一塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第一壓縮塊的第一壓縮裝置、把第二區(qū)域劃分成包括多個像素的亮度信號和在屏幕上分布位置與這些多個像素相同的像素的色差信號的第二塊單元、對第二塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，以輸出這一數(shù)據(jù)作為第二壓縮塊的第二壓縮裝置以及用第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。在這種情況下，圖1和圖2描述的附加區(qū)域編碼器105(或206)和106(或207)倒轉(zhuǎn)設(shè)置。這種結(jié)構(gòu)提供了與上述相似的效果。
雖然第一實(shí)施例沒有限制可以改善出錯率的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也可以設(shè)置一種結(jié)構(gòu)，其中，如上述實(shí)施例一樣，把分布在屏幕相同位置上的多個像素的亮度信號和色差信號都輸入到同一塊中。在這種情況下，視頻信號編碼裝置包含把輸入數(shù)字視頻信號分成第一區(qū)域和第二區(qū)域的分割裝置、把第一區(qū)域分成第一塊單元的第一分塊裝置、對第一塊進(jìn)行高效編碼產(chǎn)生第一壓縮塊的第一壓縮裝置、對第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)的第二壓縮裝置、把第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成每個包括多個信號的亮度信號和在屏幕上的分布位置與這些多個像素相同的像素的至少一個色差信號的第二塊單元的第二分塊裝置以及用第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)的替代裝置。因而，即使發(fā)生了錯誤，它也僅影響這多個像素，從而本質(zhì)上改善了出錯率，減小在解碼期間對圖像質(zhì)量的不利影響。
雖然第二實(shí)施例沒有限制可以改善出錯率的結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)然也可以設(shè)置一種結(jié)構(gòu)，其中如上述實(shí)施例一樣，把分布在屏幕上相同位置上的多個像素的亮度和色差信號輸入到同一塊中。在這種情況下，視頻信號編碼裝置包含把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域的分割裝置、把第一區(qū)域劃分成多個第一塊并把多個塊分成(x)(x≥2)個信道輸出的第一分塊裝置、對第一塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第一壓縮塊的第一壓縮裝置、對第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)的第二壓縮裝置、把第二壓縮數(shù)據(jù)塊劃分成包括多個像素的亮度信號和在屏幕上的分布位置與這多個像素相同的像素的至少一個色差信號的第二壓縮塊單元，并把多個第二壓縮數(shù)據(jù)塊分成(x)個信道輸出的第二分塊裝置、以及在(x)個信道的每個信道中用第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)的替代裝置。因而，如果使用了多信道結(jié)構(gòu)，即使出現(xiàn)了錯誤，它也僅影響這多個像素，因而本質(zhì)上改善了出錯率，減小了解碼期間對圖像質(zhì)量的不利影響。
此外，雖然已結(jié)合有效和附加區(qū)域描述了上述實(shí)施例，但本發(fā)明并不限于這方面，也可以把其它區(qū)域用作第一和第二區(qū)域。
如上所述，根據(jù)上述實(shí)施例，如果例如把對4∶1∶1信號進(jìn)行編碼的設(shè)備用來對4∶2∶2信號進(jìn)行編碼，則替代編碼數(shù)據(jù)的裝置能用在解碼期間使用的附加區(qū)域的像素替代一般出現(xiàn)在已編碼數(shù)據(jù)中的對已編碼的有效區(qū)域的解碼沒有用的無用數(shù)據(jù)。即，可以高效地使用所有編碼數(shù)據(jù)，并且，如果傳統(tǒng)的有效區(qū)域編碼器可以記錄的有效區(qū)域的行數(shù)小于特定制式中規(guī)定的，則根據(jù)本發(fā)明的編碼裝置可以增加記錄的有效行數(shù)，從而使該制式中規(guī)定的所有有效行都被記錄，而不需要生產(chǎn)新的編碼器。
如從上述描述中顯然，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能更有效地利用編碼數(shù)據(jù)，改善出錯率。
權(quán)利要求
1.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個壓縮塊單元包括多個像素的亮度信號和在屏幕上的位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號；以及替代裝置，用所述第二壓縮數(shù)據(jù)塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
2.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成多個第一塊，把多個所述第一塊劃分成x(x≥2)個信道，進(jìn)行輸出；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，第二壓縮塊單元包括多個像素的亮度信號和分布在屏幕上位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號，所述第二分塊裝置并把所述多個第二壓縮塊分成所述x個信道輸出；以及替代裝置，在每個x信道中工作，用所述第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
3.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生附加壓縮數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二壓縮塊單元，每個塊單元包括亮度信號的兩個像素和分布在屏幕上與所述兩個像素相同位置的色差信號的兩個像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
4.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把4∶2∶2取樣的輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二壓縮裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，每個數(shù)據(jù)具為6位；第二分塊裝置，把所述第二壓縮數(shù)據(jù)劃分成第二塊單元，每個第二塊單元包括亮度信號的兩個像素和分布在屏幕上與所述兩像素相同位置上的色差信號的兩個像素；以及替代裝置，用所述第二壓縮塊中的亮度信號的兩個像素的12位替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)，而用所述第二壓縮塊中的色差信號的兩個像素的12位替代另一區(qū)域中同一所述第一壓縮塊中存儲的數(shù)據(jù)。
5.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，對所述第一塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第一壓縮塊；第二分塊裝置，把所述第二區(qū)域分成每個包括多個像素的亮度信號和在屏幕上的分布位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號的第二塊單元；第二壓縮裝置，對所述第二塊進(jìn)行高效編碼，產(chǎn)生第二壓縮數(shù)據(jù)，把該數(shù)據(jù)作為第二壓縮塊輸出；以及替代裝置，用所述輸出的第二壓縮塊替代存儲在同一第一壓縮塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
6.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一編碼裝置，對所述第一塊進(jìn)行編碼產(chǎn)生第一編碼塊；第二編碼裝置，對所述第二區(qū)域進(jìn)行編碼，產(chǎn)生第二編碼數(shù)據(jù)；第二分塊裝置，把所述第二編碼數(shù)據(jù)分成每個包括多個像素的亮度信號和在屏幕上分布位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號的第二編碼塊單元；以及替代裝置，用所述第二編碼數(shù)據(jù)塊替代存儲在同一所述第一編碼塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
7.一種視頻信號編碼裝置，包含分割裝置，把輸入數(shù)字視頻信號劃分成第一和第二區(qū)域；第一分塊裝置，把所述第一區(qū)域劃分成第一塊單元；第一壓縮裝置，把所述第一塊編碼成第一編碼塊；第二分塊裝置，把所述第二區(qū)域劃分成每個包括多個像素的亮度信號和在屏幕上分布位置與所述多個像素相同的像素的至少一個色差信號的第二編碼塊單元；第二壓縮裝置，對所述第二塊進(jìn)行編碼，產(chǎn)生第二編碼數(shù)據(jù)，并把它作為第二編碼塊輸出；以及替代裝置，用所述第二編碼塊替代存儲在同一所述第一編碼塊中預(yù)定位置上的數(shù)據(jù)。
8.如權(quán)利要求1至7中任一所述的視頻信號編碼裝置，其特征在于，如果所述輸入數(shù)字視頻信號是根據(jù)(1)525/60制式傳輸?shù)?，則所述第一區(qū)域具有480行，而所述第二區(qū)域具有7.5行，如果所述輸入數(shù)字視頻信號是根據(jù)(2)625/50制式傳輸?shù)模龅谝粎^(qū)域具有576行，而所述第二區(qū)域具有9行。
9.如權(quán)利要求1至5中任一所述的視頻信號編碼裝置，其特征在于，所述第一壓縮裝置進(jìn)行的高效編碼包括變換編碼，第二所述壓縮裝置進(jìn)行的高效編碼是非線性量化。
全文摘要
本發(fā)明提供一種視頻信號編碼裝置,包含把輸入數(shù)字視頻信號劃分成有效區(qū)域和附加區(qū)域的分割器102、把有效區(qū)域劃分成有效塊的有效區(qū)域分塊裝置103、對有效塊進(jìn)行高效編碼以產(chǎn)生有效壓縮塊的有效區(qū)編碼器104、對附加區(qū)域進(jìn)行高效編碼產(chǎn)生附加壓縮數(shù)據(jù)的附加區(qū)域編碼器105、把附加壓縮數(shù)據(jù)劃分成每個包括多個像素的亮度信號和分布位置與這多個像素相同的像素的至少一個色差信號的附加壓縮塊以及用附加壓縮塊替代預(yù)定位置的相同有效壓縮塊中的數(shù)據(jù)。
文檔編號H04N7/26GK1218352SQ98122609
公開日1999年6月2日 申請日期1998年11月20日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月21日
發(fā)明者藤原裕士, 西野正一, 竹內(nèi)誠一, 和気一博 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社