專利名稱：：用于hdtv下變換系統(tǒng)的上升抽樣濾波器與半象素發(fā)生器的制作方法本專利申請要求1997年3月12日提交的美國臨時(shí)申請No.60/040,517的利益。將美國臨時(shí)申請No.60/040,517的整個(gè)公開內(nèi)容明確包含在此作為參考。本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于接收、解碼例如MPEG-2編碼的視頻信號等頻域編碼信號并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)輸出視頻信號的解碼器，更具體地涉及將編碼的高分辨率視頻信號轉(zhuǎn)換成解碼的低分辨率輸出視頻信號的解碼器的上升抽樣與半象素發(fā)生器。本發(fā)明背景在美國，高級電視系統(tǒng)協(xié)會(ATSC)標(biāo)準(zhǔn)定義高清晰度電視(HDTV)信號的數(shù)字編碼。這一標(biāo)準(zhǔn)的一部分基本上與國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的運(yùn)動(dòng)圖象專家組(MPEG)提出的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)相同。這一標(biāo)準(zhǔn)在名為“信息技術(shù)-運(yùn)動(dòng)圖象與相關(guān)聲頻的通用編碼，推薦H.626”,ISO/IEC13818-2,IS,11/94的國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)出版物中加以描述，這一出版物可從ISO獲得并通過引用將其關(guān)于MPEG-2數(shù)字視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)的主旨包含在此。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上是若干不同標(biāo)準(zhǔn)。在MPEG-2中定義了若干不同輪廓，各對應(yīng)于編碼圖象的不同復(fù)雜度級。為各輪廓定義了不同的級，各級對應(yīng)于不同的圖象分辨率。稱作主輪廓的MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)之一，主級是旨在編碼符合現(xiàn)有電視標(biāo)準(zhǔn)(即NTSC與PAL)的視頻信號。稱作主輪廓的另一標(biāo)準(zhǔn)，高級是旨在編碼高清晰度電視圖象的。按照主輪廓編碼的圖象，高級標(biāo)準(zhǔn)可具有每圖象幀多達(dá)1,152有效線及每線1,920個(gè)象素。另一方面，主輪廓主級標(biāo)準(zhǔn)定義每線720個(gè)象素及每幀567線的最大畫面規(guī)模。在每秒30幀的幀頻上，按照這一標(biāo)準(zhǔn)編碼的信號具有每秒720*567*30即12,247,200個(gè)象素的數(shù)據(jù)速率。反之，按照主輪廓高級標(biāo)準(zhǔn)編碼的圖象具有每秒1,152*1,920*30即66,355,200個(gè)象素的最大數(shù)據(jù)速率。這一數(shù)據(jù)速率大于五倍按照主輪廓主級標(biāo)準(zhǔn)編碼的圖象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率。在美國，HDTV編碼標(biāo)準(zhǔn)為這一標(biāo)準(zhǔn)的子集，具有多達(dá)每幀1,080線，每線1,920個(gè)象素及對于這一幀規(guī)模每秒30幀的最大幀速率。這一標(biāo)準(zhǔn)的最大數(shù)據(jù)速率仍遠(yuǎn)大于主輪廓主級標(biāo)準(zhǔn)的最大數(shù)據(jù)速率。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)定義包含數(shù)據(jù)與控制信息的混合體的復(fù)雜語法。這種控制信息中的一些用于啟動(dòng)具有要由該標(biāo)準(zhǔn)覆蓋的若干不同格式的信號。這些格式定義具有每線不同數(shù)目的畫面元素(象素)，每幀或場不同數(shù)目的線及每秒不同數(shù)目的幀或場的圖象。此外，MPEG-2主輪廓的基本語法定義表示五層中的一序列圖象的壓縮的MPEG-2位流，這五層為序列層、畫面組層、畫面層、片層與宏塊層。各層是用控制信息引導(dǎo)的。最后在整個(gè)編碼位流中分布有稱作附加信息的其它控制信息(如幀類型、宏塊模式、圖象運(yùn)動(dòng)矢量、系數(shù)鋸齒形模式及去量化信息)。為了a)提供單個(gè)解碼器供在多種現(xiàn)有視頻格式中使用，b)提供在主輪廓高級信號與個(gè)人計(jì)算機(jī)監(jiān)視器或現(xiàn)有消費(fèi)者電視接收機(jī)之間的接口，及c)降低HDTV的實(shí)現(xiàn)成本，從編碼高分辨率主輪廓高級畫面到較低分辨率主輪廓高級畫面；主輪廓主級畫面或其它較低分辨率畫面格式的格式轉(zhuǎn)換變得越來越重要。例如，轉(zhuǎn)換允許用具有較低畫面分辨率的低價(jià)的現(xiàn)有監(jiān)視器取代主輪廓高級編碼畫面所使用的昂貴的高清晰度監(jiān)視器來支持諸如NTSC或525逐行監(jiān)視器等主輪廓主級編碼畫面。一方面，下變換將高清晰度輸入畫面轉(zhuǎn)換成較低分辨率畫面供在較低分辨率監(jiān)視器上顯示。為了高效地接收數(shù)字圖象，解碼器應(yīng)快速地處理視頻信號信息。為了最佳效果，解碼系統(tǒng)應(yīng)相對地便宜并仍具有足夠能力來實(shí)時(shí)解碼這些數(shù)字信號。因此，支持轉(zhuǎn)換成多種低分辨率格式的解碼器必須使用最少的處理器存儲器。MPEG-2主輪廓標(biāo)準(zhǔn)定義五級的一序列圖象序列級、畫面組級、畫面級、片級及宏塊級。這些級中的每一個(gè)可認(rèn)為是數(shù)據(jù)流中的一記錄，后面列出的級作為嵌套的次級出現(xiàn)在前面列出的級中。各級的記錄包含首標(biāo)部分，它包含用來解碼其次級記錄的數(shù)據(jù)。編碼HDTV信號的各宏塊包含6塊，各塊包含表示HDTV圖象中的64個(gè)畫面元素(象素)的離散余弦變換(DCT)表述的64個(gè)相應(yīng)系數(shù)值的數(shù)據(jù)。在編碼過程中，在離散余弦變換之前象素?cái)?shù)據(jù)可經(jīng)過運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償差分編碼，并通過應(yīng)用行程長度與可變長度編碼技術(shù)進(jìn)一步編碼變換系數(shù)塊。從數(shù)據(jù)流中恢復(fù)圖象序列的解碼器顛倒這一編碼過程。這一解碼器采用熵解碼器(如可變長度解碼器)、逆離散余弦變換處理器、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理器及內(nèi)插濾波器。圖1為處理MPEG-2編碼圖象的現(xiàn)有技術(shù)的典型視頻解碼系統(tǒng)的高層框圖。MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了不帶后續(xù)處理、下變換或格式變換的用來解碼MPEG-2編碼的圖象的通用方法。視頻解碼系統(tǒng)包含熵解碼器(ED)110，后者可包含可變長度解碼器(VLD)210及行程長度解碼器212。該系統(tǒng)還包含逆量化器214及逆離散余弦變換(IDCT)處理器218?？刂破?07響應(yīng)于ED110從輸入位流中檢索到的控制信息控制解碼系統(tǒng)的各種部件。為了處理預(yù)測圖像，系統(tǒng)進(jìn)一步包括具有對照幀存儲器222的存儲器199、求和網(wǎng)230及可擁有運(yùn)動(dòng)矢量處理器221與半像素發(fā)生器228的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理器206a。ED110接收編碼視頻圖像信號，并顛倒編碼過程來生成量化頻域(DCT)系數(shù)值的宏塊及控制信息，控制信息中包含描述前一編碼圖像中對應(yīng)于當(dāng)前正在解碼的預(yù)測畫面的一宏塊的匹配宏塊的相對位移的運(yùn)動(dòng)矢量。逆量化器214接收量化的DCT變換系數(shù)及重構(gòu)特定宏塊的量化DCT系數(shù)。供特定塊使用的量化矩陣是從ED110接收的。IDCT處理器218將重構(gòu)的DCT系數(shù)變換成空間域中的象素值(對于表示宏塊的亮度或色度分量的各8×8矩陣值塊，及對表示預(yù)測的宏塊的差分亮度或差分色度分量的各8×8矩陣值塊)。如果當(dāng)前宏塊不是預(yù)測編碼的，則IDCT處理器218提供的輸出矩陣值為當(dāng)前視頻圖像的對應(yīng)宏塊的象素值。如果宏塊是幀間編碼的，便將前一畫面幀的對應(yīng)宏塊存儲在存儲器199中，供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理器206使用。運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理器206根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量從存儲器199中接收前面解碼的宏塊，然后在求和網(wǎng)絡(luò)230中將前面的宏塊加在當(dāng)前IDCT宏塊上(對應(yīng)于當(dāng)前預(yù)測編碼幀的殘留分量)以生成當(dāng)前視頻圖像的對應(yīng)象素宏塊，然后將其存儲在存儲器199的對照幀存儲器222中。本發(fā)明概述本發(fā)明體現(xiàn)在用于數(shù)字視頻信號下變換系統(tǒng)的上升抽樣濾波器中。下變換系統(tǒng)解碼表示視頻圖像的數(shù)字編碼視頻信號并分樣解碼信號以生成分抽樣圖象信號。存儲這一分抽樣信號供在解碼隨后收到的作為相對于較早解碼的圖象的差分象素值編碼的編碼圖像信號中使用。當(dāng)接收并解碼了表示差分象素值的后隨圖像信號時(shí)，便利用按照本發(fā)明的濾波器檢索與上升抽樣存儲的圖象段以生成可以與解碼的差分象素值組合來生成解碼的圖象信號的解碼圖象象素值。按照本發(fā)明的上升抽樣濾波器包含具有可編程的系數(shù)值及多個(gè)濾波器系數(shù)組的上升抽樣濾波器，各系數(shù)組對應(yīng)于各別的分抽樣相位。該濾波器還包括接收來自編碼圖象信號的運(yùn)動(dòng)矢量，處理接收的運(yùn)動(dòng)矢量以在存儲的圖象中定位所要求的段及確定所要求的段的分樣相位的電路。根據(jù)這一確定，電路從存儲的圖象數(shù)據(jù)中識別的位置上檢索所要的段，用適當(dāng)?shù)臑V波器系數(shù)組編程該濾波器并濾波檢索到的段以提供與解碼的差分圖象數(shù)據(jù)匹配的對照圖象數(shù)據(jù)。按照本發(fā)明的另一方面，編碼視頻信號中的運(yùn)動(dòng)矢量用一個(gè)象素位置的1/2的分辨率定義所要求的段的位置及多個(gè)系數(shù)組中包含數(shù)目2N的系數(shù)組，其中N為作用在解碼圖象上以生成分抽樣的圖象的分樣因子。按照本發(fā)明的另一方面，編碼視頻信號中的運(yùn)動(dòng)矢量以一個(gè)象素位置的1/2的分辨率定義所要求的段的位置，該多個(gè)系數(shù)組包含N個(gè)系數(shù)組，其中N為作用在解碼圖象上來生成分抽樣圖象的分樣因子，并且該濾波器還包括線性內(nèi)插器，它平均濾波的所要求的段中的相鄰象素以生成從濾波的所要求的段的象素值的位置移位了半個(gè)象素位置的輸出象素值。按照本發(fā)明的另一方面，該濾波器可編程為用多個(gè)分樣因子之一來分樣解碼的視頻圖象并包含多個(gè)系數(shù)組的群，各群對應(yīng)于多個(gè)分樣因子之一。附圖的簡要說明從下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述及其它特征與優(yōu)點(diǎn)將一清二楚，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的視頻解碼器的高層框圖。圖2為本發(fā)明的示范性實(shí)施例所采用的下變換系統(tǒng)的高層框圖。圖3A為示出采用3∶1分樣的4∶2∶0視頻信號的輸入與分樣輸出象素的宏塊圖。圖3B為示出采用2∶1分樣的4∶2∶0視頻信號的輸入與分樣輸出象素的象素塊圖。圖4A為示出本發(fā)明的3∶1與2∶1示范實(shí)施例的亞象素位置及對應(yīng)的預(yù)測象素的象素圖。圖4B為示出本發(fā)明的示范性實(shí)施例為輸入宏塊的各行執(zhí)行的上升抽樣進(jìn)程的流程圖。圖5為示出塊鏡象濾波器的示范性實(shí)施例的第一與第二輸出象素值的乘法對的象素圖。圖6為示出作為級聯(lián)的一維IDCT實(shí)現(xiàn)的處理水平與垂直分量的二維系統(tǒng)的下變?yōu)V波器的示范性實(shí)現(xiàn)的框圖。詳細(xì)描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例解碼已按照MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，特別是按照主輪廓高級(MP@HL)及主輪廓主級(MP@ML)MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)編碼的傳統(tǒng)HDTV信號，并作為具有比多種格式中選擇的一種的接收的HDTV信號較低分辨率的視頻信號提供解碼的信號。下變換解碼器圖2為包含采用這一DCT濾波操作的本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例的下變換系統(tǒng)的高層框圖，該系統(tǒng)可被本發(fā)明的示范性實(shí)施例使用。如圖2中所示，下變換系統(tǒng)包括可變長度解碼器(VLD)210、行程長度(R/L)解碼器212、逆量化器214及逆離散余弦變換(IDCT)處理器218。此外，下變換系統(tǒng)包含用于濾波編碼畫面的下變換濾波器216及下降抽樣處理器232。雖然以下描述的是MP@HL編碼的輸入的示范性實(shí)施例，本發(fā)明也能用任何類似地編碼的高分辨率圖象位流實(shí)施。按照本發(fā)明的下變換系統(tǒng)所采用的上升抽樣濾波器與半象素發(fā)生器包含上升抽樣處理器226、半象素發(fā)生器228并采用對照幀存儲器222。下變換系統(tǒng)還包括擁有運(yùn)動(dòng)矢量(MV)變換器220及運(yùn)動(dòng)塊發(fā)生器224的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理器206。圖2的系統(tǒng)還包括擁有垂直可編程濾波器(VPF)282及水平可編程濾波器(HZPF)284的顯示變換塊280。顯示變換塊280將下降抽樣的圖象變換成供在具有比原始圖象低的分辨率的特定顯示器上顯示的圖象。下變換濾波器216執(zhí)行頻域中的高分辨率(如主輪廓高級DCT)系數(shù)的低通濾波。下降抽樣處理器232通過分樣經(jīng)過濾波的主輪廓高級畫面消除空間象素來生成能在具有比顯示MP@HL畫面低的分辨率的監(jiān)視器上顯示的象素值組。示范性對照幀存儲器222存儲對應(yīng)于至少一個(gè)具有對應(yīng)于下降抽樣畫面的前面解碼的對照幀的空間象素值。對于幀間編碼，MV變換器220定標(biāo)與分辨率降低符合的接收畫面的各塊的運(yùn)動(dòng)矢量，而高分辨率運(yùn)動(dòng)塊發(fā)生器224接收對照幀存儲器222提供的低分辨率運(yùn)動(dòng)塊，上升抽樣這些運(yùn)動(dòng)塊并執(zhí)行提供具有對應(yīng)于解碼的與濾波的差分象素塊的象素位置的運(yùn)動(dòng)塊所需的半象素內(nèi)插。注意在圖2的下變換系統(tǒng)中所存儲的是下降抽樣的圖象而不是高清晰度圖象，導(dǎo)致用于存儲對照圖象所需的存儲器的可觀減少。下面描述用于幀內(nèi)編碼的本發(fā)明的示范性下變換系統(tǒng)的操作。VLD210接收與解碼MP@HL位流。除了HDTV系統(tǒng)使用的首標(biāo)信息以外，VLD210還提供各塊與宏塊的DCT系數(shù)與運(yùn)動(dòng)矢量信息。DCT系數(shù)是在R/L解碼器212中用行程長度解碼并由逆量化器214逆量化。由于所接收的用DCT系數(shù)表示的視頻圖象為高分辨率畫面，本發(fā)明的示范性實(shí)施例在分樣高分辨率視頻圖象之前采用各塊的DCT系數(shù)的低通濾波。逆量化器214將DCT系數(shù)提供給DCT濾波器216，后者在將其提供給IDCT處理器218之前通過以預(yù)定濾波器系數(shù)值加權(quán)DCT系數(shù)在頻域中執(zhí)行低通濾波。對于本發(fā)明的一個(gè)示范性實(shí)施例，這一濾波器操作是在逐塊的基礎(chǔ)上執(zhí)行的。IDCT處理器218通過執(zhí)行經(jīng)過濾波的DCT系數(shù)的逆離散余弦變換而提供空間象素樣本值。下降抽樣處理器232通過按照預(yù)定的分樣比消除空間象素樣本值來縮小畫面樣本大小；因此，與存儲較高分辨率MP@HL畫面所需的相比，存儲較低分辨率畫面利用較小的幀存儲器。下面描述用于編碼標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測的幀的本發(fā)明的下變換系統(tǒng)的示范性實(shí)施例的操作。在本例中，當(dāng)前接收的圖象DCT系數(shù)表示預(yù)測的圖象宏塊的殘余分量的DCT系數(shù)。在描述的示范性實(shí)施例中，由于存儲在存儲器中的前面的幀的低分辨率對照畫面沒有與高分辨率預(yù)測的幀(MP@HL)相同數(shù)目的象素，而縮小了預(yù)測的幀的運(yùn)動(dòng)矢量的水平分量。參見圖2，將VLD210提供的MP@HL位流的運(yùn)動(dòng)矢量提供給MV變換器220。MV變換器220縮小各運(yùn)動(dòng)矢量來參照存儲在對照幀存儲器222中的前面的圖象的對照幀的適當(dāng)預(yù)測塊。檢索到的塊中的大小(象素值的數(shù)目)小于IDCT處理器218所提供的塊；結(jié)果，在用求和網(wǎng)絡(luò)230組合這些塊之前上升抽樣檢索到的塊以形成具有與IDCT處理器218所提供的殘余塊相同數(shù)目的象素的預(yù)測塊。上升抽樣處理器226響應(yīng)來自MV變換器220的控制信號上升抽樣預(yù)測塊以生成對應(yīng)于原來的高分辨率象素塊的塊，如果半象素發(fā)生器228中的上升抽樣預(yù)測塊的運(yùn)動(dòng)矢量指示這樣做，便生成半象素值以確保預(yù)測塊的正確空間對準(zhǔn)。在求和網(wǎng)絡(luò)230中將上升抽樣與對準(zhǔn)的預(yù)測塊加在當(dāng)前濾波的塊上，它是例如來自預(yù)測塊的降低分辨率的殘余分量。所有處理是在逐個(gè)宏塊的基礎(chǔ)上完成的。完成了當(dāng)前高分辨率宏塊的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償過程之后，用下降抽樣處理器232相應(yīng)地分樣重構(gòu)的宏塊。這一過程并不降低圖象的分辨率，只是從低分辨率圖象中去掉冗余象素。低分辨格式的下降抽樣下降抽樣是用圖2中下降抽樣處理器232完成以減少下變換的圖象中的象素?cái)?shù)目的。圖3A示出3∶1分樣的4∶2∶0信號格式的輸入與分樣輸出象素。圖3B示出2∶1分樣的4∶2∶0色度類型的輸入與分樣輸出象素。表1給出圖3A與3B的亮度與色度象素的符號標(biāo)識。在圖3A與3B的下變換前后的象素位置分別是隔行(3∶1分樣)與逐行(2∶1分樣)的情況。表1對于隔行圖象的下降抽樣，可以是從1920×1080個(gè)象素的圖象到640×1080個(gè)象素的水平壓縮圖象的變換，在水平軸上每三個(gè)象素中抽掉兩個(gè)。對于示范性3∶1分樣，下變換過程后有三種不同的宏塊類型。圖3A中，原始宏塊是用MB0、MB1、MB2表示的。MB0中的下降抽樣亮度象素起始在原始宏塊的第一象素上，但在MB1與MB2中下降抽樣象素起始在第三與第二象素上。各宏塊中下降抽樣的象素?cái)?shù)目也不同。MB0中，水平上有6個(gè)下降抽樣的象素，但在MB1與MB2中為5個(gè)象素。這三種MB類型是循環(huán)的，因此適用于模3計(jì)算。表2概述了下降抽樣象素的數(shù)目及各輸入宏塊MB0、MB1、MB2的偏移。表2對于順序格式圖象的下降抽樣，水平方向上每兩個(gè)樣本分抽樣亮度信號。對于色度信號，下降抽樣的象素具有原始圖象中的象素位置下方二分之一個(gè)象素的空間位置。下變換的宏塊預(yù)測對于示范性下變換過程，由于前面的圖象的對照幀是在水平方向上縮小尺寸的，指向這些幀的接收的運(yùn)動(dòng)矢量也要按照變換比變換。下面描述亮度塊在水平方向上的運(yùn)動(dòng)變換。如果想這樣做，熟悉本技術(shù)的人員能容易地將下面的討論推廣到垂直方向上的運(yùn)動(dòng)變換上。用x與y表示當(dāng)前的宏塊在原始圖象幀中的地址，Dx為水平分樣因子及mvx為原始圖象幀的半象素水平運(yùn)動(dòng)矢量，以半象素單位記作XH的原始圖象幀中的運(yùn)動(dòng)塊的左上象素的地址用(1)給出XH=2x+mvx(1)對應(yīng)于運(yùn)動(dòng)塊的象素起始在下降抽樣的圖象中，并具有可用式(2)定義的記作x*與y*的地址。x*=XH2&CenterDot;Dx;y*=y---(2)]]>式(2)的除法為帶截尾的整數(shù)除法。因?yàn)槭痉缎詾V波器216與下降抽樣處理器232只縮小圖象的水平分量，不影響運(yùn)動(dòng)矢量的垂直分量。對于色度數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)矢量是原來畫面中的亮度運(yùn)動(dòng)矢量的二分之一。因此，變換色度運(yùn)動(dòng)矢量的定義也可使用式(1)與(2)。運(yùn)動(dòng)預(yù)測是用兩步過程完成的首先，可在圖2A與2B的上升抽樣處理器226中通過上升抽樣經(jīng)下降抽樣的圖象幀來完成原始圖象幀中的象素精度運(yùn)動(dòng)估計(jì)，然后半象素發(fā)生器228通過平均最近的象素值執(zhí)行半象素內(nèi)插。將對照圖象數(shù)據(jù)加在IDCT處理器218提供的輸出數(shù)據(jù)上。由于求和網(wǎng)絡(luò)230的輸出值對應(yīng)于具有若干與高分辨率格式相符的象素的圖象，可下降抽樣這些值供顯示在具有較低分辨率的顯示器上。下降抽樣處理器232中的下降抽樣基本上等效于圖象幀的分抽樣，但可根據(jù)變換比作出調(diào)節(jié)。例如，在3∶1下降抽樣的情況中，對于各輸入宏塊的水平下降抽樣象素的數(shù)目為6或5，而第一下降抽樣的象素不永遠(yuǎn)是輸入宏塊中的第一象素。在從下降抽樣的圖象中得出正確的運(yùn)動(dòng)預(yù)測塊之后，利用上升抽樣來得出高分辨率畫面中的對應(yīng)預(yù)測塊。結(jié)果，在下降抽樣的畫面中，運(yùn)動(dòng)塊預(yù)測中的亞象素精度是理想的。例如，采用3∶1分抽樣，希望下變換畫面的運(yùn)動(dòng)預(yù)測中具有1/3(或1/6)亞象素精度。除了下降抽樣的運(yùn)動(dòng)塊之外，確定作為運(yùn)動(dòng)矢量所需的第一象素的亞象素。然后，用下面描述的模運(yùn)算確定后面的亞象素位置。亞象素位置記作式(3)中給出的XsXs=(XH2)%(Dx)---(3)]]>其中“％”表示模除法。例如，對于3∶1上升抽樣Xs的范圍為0、1、2，而對于2∶1上升抽樣為0、1。圖4A示出對于3∶1及2∶1樣本的亞象素位置及對應(yīng)的17個(gè)預(yù)測象素，而表3給出圖4A的符號。表3符號象素●下降抽樣的象素△上升抽樣的象素○預(yù)測象素□上升抽樣的額外的右與左象素</table></tables>如上所述，上升抽樣濾波器可以是上升抽樣多相濾波器，表4給出這些上升抽樣多相內(nèi)插濾波器的特征。表4下面的兩個(gè)表，表5與表6，示出示范性3∶1與2∶1上升抽樣多相濾波器的多相濾波器系數(shù)。表53∶1上升抽樣濾波器表62∶1上升抽樣濾波器在定點(diǎn)表示中，表5與表6的括號中的數(shù)為9位中的2的補(bǔ)碼表示，對應(yīng)的雙精度數(shù)在其左邊。取決于下降抽樣的對照圖象幀中的運(yùn)動(dòng)預(yù)測塊的亞象素位置，采用了多相內(nèi)插濾波器的一種對應(yīng)相位。同時(shí)，對于示范性實(shí)施例采用了左與右附加象素在原始圖象幀中內(nèi)插17個(gè)水平象素。例如，在3∶1分樣的情況中，為各輸入宏塊最多生成6個(gè)水平下降抽樣的象素。然而在上升抽樣時(shí)，利用9個(gè)水平象素來生成對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)預(yù)測塊值，因?yàn)樯仙闃訛V波器需要邊界外的更靠左與右的象素供濾波器操作。由于示范性實(shí)施例采用半象素運(yùn)動(dòng)估計(jì)，需要17個(gè)象素來得出作為最接近的兩個(gè)象素樣本的平均值的16個(gè)半象素。半象素內(nèi)插器執(zhí)行提供帶有半象素分辨率的象素塊的內(nèi)插操作。表7A示出亞象素位置與多相濾波器元件之間的示范性映射，并示出上升抽樣過程除了上升抽樣塊之外所需要的若干左邊的象素。表7A圖4B概括了為輸入宏塊的各行執(zhí)行的上升抽樣處理。首先在步驟310中，接收正在處理的輸入圖象幀的塊的運(yùn)動(dòng)矢量。在步驟312上，將運(yùn)動(dòng)矢量變換成對應(yīng)存儲器中的下降抽樣的對照幀。在步驟314上，利用縮小的運(yùn)動(dòng)矢量來計(jì)算存儲在存儲器130中的對照圖象塊的坐標(biāo)。在步驟316上，確定該塊的亞象素點(diǎn)，并在步驟318上確定用于上升抽樣的初始多相濾波器值。然后在步驟320上從存儲器130中檢索出為存儲的下降抽樣的對照幀的對照塊識別的象素。在濾波步驟324上的第一遍之前，可在步驟322上初始化濾波器的寄存器，對于示范性實(shí)施例，這包括用3或5個(gè)初始象素值加載寄存器的步驟。然后在濾波步驟324之后，進(jìn)程在步驟326上判定是否已處理過全部象素，這對于示范性實(shí)施例為17個(gè)象素。如果已處理過全部象素，便完成了上升抽樣塊。對于示范性實(shí)施例，為上或下運(yùn)動(dòng)塊返回17×9的象素塊。如果尚未處理全部象素，便在步驟328上更新相位，并檢驗(yàn)相位是否為0值。如果相位為0，為下一組象素值更新寄存器。在步驟328上更新相位為示范性3∶1上升抽樣的濾波器循環(huán)周期將相位值更新成0、1與2，而為2∶1上升抽樣的濾波器循環(huán)周期更新成0與1。當(dāng)最后象素越出圖象畫面的邊界時(shí)，可以重復(fù)圖象畫面中的第一象素值。對于示范性實(shí)施例，可以按照以下指導(dǎo)實(shí)現(xiàn)上升抽樣濾波操作。首先，可采用若干因子1)半象素運(yùn)動(dòng)預(yù)測操作平均兩個(gè)整象素，并且還平均對應(yīng)的濾波器系數(shù)以提供半象濾波器系數(shù)；2)不論是什么特定的下變換，都可采用固定數(shù)目的濾波器系數(shù)，例如5個(gè)，它們可等于濾波器抽頭數(shù)；3)可以為各前與后、下與上塊向上升抽樣塊提供5個(gè)并行輸入端口，這些端口對于正在與對應(yīng)的濾波器系數(shù)組合的各對照塊的各時(shí)鐘變遷以5個(gè)輸入象素LWR(0)-LWR(4)來提供一個(gè)輸出象素，以及4)與各自的象素LWR(0)-LWR(4)組合的濾波器系數(shù)之和提供抽樣塊的輸出象素。濾波器系數(shù)最好是顛倒的，因?yàn)槌朔ù涡蚴桥c正常的濾波器系數(shù)次序相反的，并且將一些系數(shù)賦0是理想的。表7B給出3∶1上升抽樣濾波器的示范性系數(shù)，而表7C給出2∶1上升抽樣濾波器的示范性系數(shù)表7B表7表7B與7C中，x*為式(1)與(2)中所定義的下降抽樣的象素位置，而亞象素位置xs是從作為式(3’)從式(3)重定義的xs=(XH)％(2Dx)(3’)對于示范性實(shí)現(xiàn)的色度值；XH用2定標(biāo)，并應(yīng)用式(1)、(2)與(3’)。在一個(gè)實(shí)施例中，圖2B的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理器220與半象素發(fā)生器228使用相位與半象素信息(分別編碼成2位與1位)。例如，對照塊象素先作為U象素、再作為V象素及最后作為Y象素提供。U與V象素時(shí)鐘脈沖輸入40個(gè)周期而Y象素時(shí)鐘脈沖輸入144個(gè)周期?？赏ㄟ^提供前5個(gè)象素，重復(fù)兩次，將數(shù)據(jù)移一位及重復(fù)到一行結(jié)束，來為3∶1分樣提供對照塊。同一方法可用于2∶1分樣，但除外重復(fù)一次而不是兩次。重復(fù)輸入象素，因?yàn)榉謽釉趤碜赃\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)妮敵龅募臃ㄅc用殘余值的半象素發(fā)生后面。結(jié)果對于3∶1分樣，刪除了三個(gè)象素中的兩個(gè)，而這些象素值的啞象素?zé)o關(guān)緊要。采用DCT系數(shù)加權(quán)的DCT域?yàn)V波本發(fā)明的示范性實(shí)施例是與圖2的DCT濾波器216一起使用的，后者處理頻域中的DCT系數(shù)，取代空間域中低通濾波器操作。正如MPEG或JPEG標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)想的，在DCT域中濾波而不在空間域中濾波DCT編碼的畫面有若干優(yōu)點(diǎn)。最明顯的是，DCT域?yàn)V波器比應(yīng)用在空間象素樣本值上的空間域?yàn)V波器在計(jì)算上更高效并需要較少的硬件。例如，具有N個(gè)抽頭的空間濾波器對各空間象素樣本值可使用多達(dá)N次額外的乘法與加法。而DCT域?yàn)V波器中只須一次額外的乘法?，F(xiàn)有技術(shù)的最簡單DCT域?yàn)V波器為高頻DCT系數(shù)的截短。然而，截短高頻DCT系數(shù)得不出平滑的濾波并具有諸如在接近解碼畫面的邊沿的瞬變等缺點(diǎn)，本發(fā)明的示范性實(shí)施例的DCT域低通濾波器是從空間域中的塊鏡象濾波器得出的。塊鏡象濾波器的濾波器系數(shù)值是例如用空間域中的數(shù)值分析優(yōu)化的，然后將這些值轉(zhuǎn)換成DCT域?yàn)V波器的系數(shù)。雖然示范性實(shí)施例只在水平方向上示出DCT域?yàn)V波，通過組合水平與垂直濾波器也能在水平或垂直方向之一或兩者上進(jìn)行DCT域?yàn)V波。DCT域?yàn)V波器系數(shù)的導(dǎo)出用在本發(fā)明中的一種示范性DCT濾波器是從兩種制約中得出的第一，濾波器在逐塊的基礎(chǔ)上為圖象的各塊處理圖象數(shù)據(jù)而不使用來自前面的畫面的塊的信息；及第二，濾波器減少在它處理邊界象素值時(shí)出現(xiàn)的塊邊界的可見性。按照第一制約，在MPEG圖象序列的基于DCT的壓縮中，例如，N×N個(gè)DCT系數(shù)產(chǎn)生N×N個(gè)空間象素值。結(jié)果，本發(fā)明的示范性實(shí)施例實(shí)現(xiàn)只處理所接收的畫面的當(dāng)前塊的DCT域?yàn)V波器。按照第二制約，如果簡單地將濾波器應(yīng)用在空間頻率系數(shù)上，在塊邊界上會存在濾波操作的瞬變，這是由于邊界以外沒有足夠數(shù)目的空間象素值來填充濾波器的剩余部分導(dǎo)致的。這便是，不能適當(dāng)?shù)貫V波塊邊上的系數(shù)值，因?yàn)镹抽頭濾波器只有N/2個(gè)抽頭的值，其余的值在塊邊界外面。存在著多種補(bǔ)充丟失的象素值的方法1)在邊界外面重復(fù)預(yù)定的常數(shù)象素值；2)重復(fù)與邊界象素值相同的象素值；及3)鏡象反射塊的象素值來模擬鄰接處理的塊的前面與后面的象素值塊。沒有關(guān)于前面或后面的塊的內(nèi)容的先有信息，重復(fù)象素值的反射方法認(rèn)為是較佳方法。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例采用這一濾波器反射方法并稱作“塊鏡象濾波器”。下面描述實(shí)現(xiàn)低通濾波器8輸入一塊的空間象素樣本值的水平塊鏡象濾波器的示范性實(shí)施例。如果輸入塊的大小為象素樣本值的8×8塊矩陣，則可通過將塊鏡象濾波器應(yīng)用在8個(gè)象素樣本值的各行上來進(jìn)行水平濾波。對于熟悉本技術(shù)的人員顯而易見可通過列向應(yīng)用濾波器系數(shù)在塊矩陣上來實(shí)現(xiàn)濾波過程，或者通過濾波塊矩陣的行然后濾波其列來完成多維濾波。圖5示出輸入象素值x0至x7(組X0)與8個(gè)輸入象素的示范性鏡象濾波器的濾波器抽頭之間的示范性對應(yīng)，該濾波器采用以抽頭值h0至h14表示的15個(gè)抽頭空間濾波器。在組X0的左側(cè)反射輸入象素，示出為組X1，并在組X0的右側(cè)反射，示出為組X2。濾波器的輸出象素值便是濾波器抽頭系數(shù)值與對應(yīng)的象素樣本值的15個(gè)乘積之和。圖5示出第一與第二輸出象素值的乘法對。下面示出空間域中的塊鏡象濾波器等效于DCT域?yàn)V波器。鏡象濾波是指2N個(gè)點(diǎn)(N=8)的圓周卷積而言。將矢量x’定義為如式(4)中所示。x’=x(n)+x(2N-1-n)；0＜=n＜=2N-1(4)在N=8的情況中，x’=(x0,x1,x2,x3,x4,x5,x6,x7,x7,x6,x5,x4,x3,x2,x1,x0)重新排列濾波器抽頭值h0至h14，并用h’標(biāo)記重新排列的值h’=(h7,h8,h9,h10,h11,h12,h13,h14,0,h0,h1,h2,h3,h4,h5,h6)因此鏡象濾波的輸出y(n)為x’(n)與h’(n)的圓周卷積，這由式(5)給出。y(n)=x’(n)h’(n)(5)它等價(jià)于式(6)。y(n)=&Sigma;k=02N-1x&prime;[n-k]&CenterDot;h&prime;(n)---(6)]]>其中x’[n-k]為x’(n)的圓周模且x’[n]=x’(n)對于n＞=0x’[n]=x’(n+2N)對于n＜0式(5)中所示的空間域中的圓周卷積對應(yīng)于離散傅里葉變換(DFT)域中的純量乘法。定義Y(k)為y(n)的DFT，則式(5)成為DFT域中的式(7)。Y(k)=X’(k)·H’(k)(7)其中X’(k)與H’(k)分別為x’(n)與h’(n)的DFT。式(4)至(7)對于帶有小于2N個(gè)抽頭的濾波器有效。此外，濾波器限制為帶有奇數(shù)個(gè)抽頭的對稱濾波器，帶有這些制約的H’(k)為實(shí)數(shù)。因此，作為x’(n)的DFT的X’(k)可以用DFT頻域中的實(shí)數(shù)H’(k)加權(quán)而不是用空間域中的2N次乘法與2N次加法運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)濾波操作。X’(k)的值是與原來的N點(diǎn)x(n)的DCT系數(shù)非常緊密地相關(guān)的，因?yàn)閤(n)的N點(diǎn)DCT是用x’(n)的2N點(diǎn)DFT得出的，后者為由x(n)與其鏡像x(2N-1-n)組成的聯(lián)合序列。下面描述空間濾波器的DFT系數(shù)H’(k)的推導(dǎo)，首先假定具有奇數(shù)2N-1個(gè)抽頭的對稱濾波器，即h(n)=h(2N-2-n)，及等價(jià)地h’(n)=h’(2N-n)且h’(N)=0。以式(8)定義H’(k)。H&prime;(k)=&Sigma;n=02N-1h&prime;(n)W2Nkn=h&prime;(0)+2&Sigma;n=1N-1h&prime;(n)&CenterDot;cos&pi;knN(8)]]>其中W2Nkn=exp{-2πkn/(2N)}；且H’(k)=H’(2N-k)。本發(fā)明人已確定x’(n)的2N點(diǎn)DFT,X’(k)，可用其DCT系數(shù)表示，如式(9)中所示。X'(k)=&Sigma;n=02N-1x'(n)&CenterDot;W2Nkn=W2N-k/2&CenterDot;&Sigma;n=1N-12x(n)&CenterDot;cos&pi;k(2n+1)2N---(9)]]>而x(n)的DCT系數(shù)C(k)則由式(10)給出。C(k)=&Sigma;m-1N-12x(n)&CenterDot;cos&pi;k(2n+1)2N=W2Nk/2&CenterDot;X&prime;(k)]]>對于0≤k≤N-1(10)及另處C(k)=0。x’(n)的DFT系數(shù)X’(k)的值可用式(11)的矩陣的x’(n)的DCT系數(shù)C(k)表示。原始空間象素樣本值x(n)也能用式(12)中所示的IDCT(逆離散余弦變換)得出。x(n)=1N&Sigma;k=0N-1&alpha;(k)&CenterDot;C(k)&CenterDot;cos&pi;k(n+1/2)N--(12)]]>其中α(k)=1/2對于k=0，及否則α(k)=1。對于0＜=n＜=N-1,y(n)的值是用(13)中給出的X’(k)H’(k)的IDFT得出的y(n)=12N&CenterDot;{&Sigma;k=02N-1X&prime;(k)&CenterDot;H&prime;(k)&CenterDot;W2N-kn}]]>=12N{&Sigma;k=0N-1C(k)&CenterDot;H'(k)&CenterDot;W2N-k(n+1/2)+&Sigma;k=N+12N-1-C(2N-k)&CenterDot;H'(2N-k)&CenterDot;W2N-k(n+1/2)}]]>=1N&Sigma;k=0N-1&alpha;(k)&CenterDot;{C(k)&CenterDot;H&prime;(k)}cos&pi;k(n+1/2)N---(13)]]>式(13)的值y(n)為C(k)H’(k)的IDCT的空間值。因此，可用H’(k)表示的圖象塊的輸入頻域系數(shù)的DCT加權(quán)替代空間濾波，然后執(zhí)行加權(quán)值的IDCT來重構(gòu)空間域中的經(jīng)過濾波的象素值。本發(fā)明的示范性塊鏡象濾波的一個(gè)實(shí)施例是通過下述步驟得出的1)選擇帶有少于2N個(gè)抽頭的奇數(shù)抽頭的一維低通對稱濾波器；2)通過用零來填充將濾波器系數(shù)增加到2N個(gè)值；3)重新排列濾波器系數(shù)以使用左循環(huán)移位將原來中間系數(shù)移入第0位置；4)確定重新排列的濾波器系數(shù)的DFT系數(shù)；5)將DCT系數(shù)乘以濾波器的實(shí)數(shù)DFT系數(shù)；及6)執(zhí)行經(jīng)過濾波的DCT系數(shù)的逆離散余弦變換(IDCT)以提供準(zhǔn)備好分樣的低通濾波的象素塊。用分樣比確定低通濾波器的截止頻率。對于一個(gè)示范性實(shí)施例，3∶1分樣的截止頻率為π/3而2∶1分樣的為π/2，其中π對應(yīng)于1/2抽樣頻率。MPEG與JPEG解碼器中的DCT域?yàn)V波器允許減少存儲器需求，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)的解碼器中已存在塊的逆量化器及IDCT處理，而只需要DCT域?yàn)V波器的DCT系數(shù)的附加純量乘法。因此，在特定的實(shí)現(xiàn)中實(shí)際上不需要獨(dú)立的DCT域?yàn)V波器塊乘法；本發(fā)明的另一實(shí)施例簡單地組合DCT域?yàn)V波器系數(shù)與IDCT處理系數(shù)并將組合的系數(shù)應(yīng)用在IDCT運(yùn)算上。對于本發(fā)明的示范性下變換系統(tǒng)，考慮了DCT系數(shù)的水平濾波與分樣；下面是兩種示范性實(shí)現(xiàn)1.1920H×1080V隔行至640×1080隔行變換(水平3∶1分樣)。2.1280H×720V逐行到640×720逐行變換(水平2∶1分樣)。表8示出DCT塊鏡象濾波器(加權(quán))系數(shù)；表8中括號中的數(shù)字為10位2的補(bǔ)碼表示。表8的“*”指示10位2的補(bǔ)碼表示的越界值，因?yàn)橹荡笥?；然而正如熟悉本技術(shù)的人員所知的，通過將系數(shù)值加在系數(shù)乘以濾波器值的小數(shù)值(余數(shù))上，能容易地實(shí)現(xiàn)塊的列系數(shù)乘以用*指示的值的乘法。表8這些水平DCT濾波器系數(shù)加權(quán)編碼的視頻圖象的DCT系數(shù)的8×8塊中的各列。例如，列0的DCT系數(shù)是用H加權(quán)的，而第一列的DCT系數(shù)是用H[1]加權(quán)的，等等。上面的描述示出用一維DCT的水平濾波器實(shí)現(xiàn)。如在數(shù)字信號處理技術(shù)中所知的，這種處理能擴(kuò)展到二維系統(tǒng)。式(12)示出一維IDCT的情況，從而，式(12’)給出更廣義的二維IDCTf(x,y)=2N&Sigma;u=0N-1&Sigma;v=0n-1C(u)C(v)F(u,v)cos(2x+1)u&pi;2Ncos(2y+1)v&pi;2N---(12&prime;)]]>其中C(u)，其中f(x,y)為空間域表示，x與y為樣本域中的空間坐標(biāo)，而u、v則為變換域中的坐標(biāo)。由于系數(shù)C(u)、C(v)與余弦項(xiàng)一樣是已知的，只需要為處理算法提供變換域系數(shù)。對于二維系統(tǒng)，輸入序列表示為值的矩陣，各表示變換域中的相應(yīng)坐標(biāo)，并且矩陣可顯示為具有在列序列中周期為M的周期性序列，而在行序列中周期為N的周期性序列，N與M為整數(shù)。二維DCT能實(shí)現(xiàn)為在輸入序列的列上執(zhí)行的一維DCT，然后在經(jīng)過DCT處理的輸入序列的行上執(zhí)行的第二個(gè)一維DCT。并且，如本技術(shù)中已知的，二維IDCT能實(shí)現(xiàn)為單一過程。圖6示出用于作為級聯(lián)的一維IDCT實(shí)現(xiàn)的處理水平與垂直分量的二維系統(tǒng)的下變換濾波器的示范性實(shí)現(xiàn)。如圖6中所示，圖2的DCT濾波器框罩216及IDCT218可用垂直處理器510與水平處理器520實(shí)現(xiàn)，垂直處理器510包含垂直DCT濾波器530與垂直IDCT540，水平處理器520包含與實(shí)現(xiàn)垂直部件相同的水平DCT濾波器與水平IDCT。由于濾波與IDCT過程是線性的，實(shí)現(xiàn)這些過程的次序可以重新排列(例如，首先水平與垂直DCT濾波及隨后水平與垂直IDCT，或者反過來，或者首先垂直處理器520及隨后水平處理器510)。在圖6中所示的特定實(shí)現(xiàn)中，垂直處理器510后面跟隨塊轉(zhuǎn)置運(yùn)算器550，它交換垂直處理器所提供的經(jīng)過垂直處理的值的塊的行與列。這一運(yùn)算通過準(zhǔn)備好供水平處理器520處理的塊而來提高計(jì)算效率。垂直DCT濾波器530接收編碼視頻塊，例如8×8的矩陣值塊，它用對應(yīng)于所要求的垂直分樣的DCT濾波器值加權(quán)該塊的各行項(xiàng)。接著垂直IDCT540為該塊的垂直分量執(zhí)行逆DCT。如上所述，由于兩個(gè)過程都只執(zhí)行矩陣乘法與加法，可將DCTLPF系數(shù)與垂直DCT系數(shù)組合用于矩陣乘法與加法運(yùn)算。然后垂直處理器510將經(jīng)過垂直處理的塊提供給轉(zhuǎn)置運(yùn)算器550，后者將經(jīng)過垂直處理的值的轉(zhuǎn)置塊提供給水平處理器520。除非IDCT運(yùn)算只用行或只用列進(jìn)行，轉(zhuǎn)置運(yùn)算器550是不必要的。水平處理器520用對應(yīng)于所要求的水平濾波的DCT濾波器值來執(zhí)行該塊的各列項(xiàng)的加權(quán)，然后為該塊的水平分量執(zhí)行逆DCT。如參照式(12’)所述，只將變換域中的系數(shù)提供給處理算法；并且運(yùn)算是線性的而允許只在這些系數(shù)上的數(shù)學(xué)運(yùn)算。如從式(12’)中顯而易見的，IDCT的運(yùn)算形成積之和。結(jié)果，硬件實(shí)現(xiàn)要求將已知的系數(shù)存儲在諸如ROM(未示出)等存儲器中，及一組乘法與加法電路(未示出)從ROM中以及從輸入變換坐標(biāo)的矩陣中選擇的系數(shù)中接收這些系數(shù)。對于更先進(jìn)的系數(shù)，如果按照分布式運(yùn)算將數(shù)學(xué)運(yùn)算的次序從積之和實(shí)現(xiàn)修改成位串行實(shí)現(xiàn)，則可采用ROM累加器方法。這些技術(shù)在諸如StanleyA.White的“分布式運(yùn)算的數(shù)字信號處理上的應(yīng)用”導(dǎo)師評論，IEEEASSP雜志，1989年7月，中所描述，它利用計(jì)算的對稱性來減少積之和實(shí)現(xiàn)的總的門計(jì)數(shù)。在本發(fā)明的替代實(shí)施例中，DCT濾波器運(yùn)算可與逆DCT(IDCT)運(yùn)算組合。對于這一實(shí)施例，由于濾波與逆變換運(yùn)算是線性的，可將濾波器系數(shù)與IDCT的系數(shù)組合構(gòu)成修正的IDCT。如本技術(shù)中已知的，可通過類似于簡單IDCT運(yùn)算的硬件實(shí)現(xiàn)來執(zhí)行修正的IDCT并從而組合的IDCT與DCT下變換濾波。雖然在這里已示出與描述了本發(fā)明的示范性實(shí)施例，應(yīng)理解這些實(shí)施例只是以示例方式提供的。對于熟悉本技術(shù)的人員可以不脫離本發(fā)明的精神作出許多種變化、改變與替代。從而，旨在用所附權(quán)利要求書來覆蓋落入本發(fā)明的范圍內(nèi)所有這些變化。權(quán)利要求1.用于數(shù)字視頻信號下變換系統(tǒng)的上升抽樣濾波器電路，該系統(tǒng)解碼表示視頻圖象的數(shù)字編碼視頻信號并分樣解碼的信號以生成分抽樣圖象信號，該分抽樣圖象信號被存儲以供在解碼以后接收的編碼成相對于較早解碼的圖象的差分畫面元素(象素)值的編碼圖象信號中用作對照圖象數(shù)據(jù)，該上升抽樣濾波器電路包括具有多個(gè)可編程系數(shù)值的可編程濾波器；保存多個(gè)濾波器系數(shù)組的系數(shù)存儲器，各系數(shù)組對應(yīng)于各別的分抽樣相位；圖象訪問電路，接收來自編碼圖象信號的運(yùn)動(dòng)矢量，處理所接收的運(yùn)動(dòng)矢量以定位存儲的圖象中的所要求的段，從存儲的分抽樣圖象信號中檢索所要求的段；以及控制電路，從存儲器訪問電路所提供的位置信息中確定所要求的段的分抽樣相位并用對應(yīng)于確定的分抽樣相位的系數(shù)組編程該可編程濾波器；其中該可編程濾波器濾波檢索到的所要求的段以提供對應(yīng)于圖象象素位置中的解碼差分圖象數(shù)據(jù)的對照圖象數(shù)據(jù)。2.按照權(quán)利要求1的上升抽樣濾波器電路，其中該編碼視頻信號中的運(yùn)動(dòng)矢量以一個(gè)象素位置的二分之一的分辨率定義所要求的段的位置；多個(gè)系數(shù)組包含2N個(gè)系數(shù)組，其中N為作用在解碼的圖象上以生成分抽樣圖象的分樣因子，各系數(shù)組對應(yīng)于分抽樣相位與半象數(shù)位置的各別的組合；控制電路從存儲器訪問電路提供的位置信息確定所要求的段的分抽樣相位及從運(yùn)動(dòng)矢量確定半象素位置，并用對應(yīng)于確定的抽樣相位及半象素位置的系數(shù)組編程該可編程濾波器。3.按照權(quán)利要求1的上升抽樣濾波器電路，其中該編碼視頻信號中的運(yùn)動(dòng)矢量以一個(gè)象素位置的二分之一的分辨率定義所要求的段的位置；以及該濾波器還包括線性內(nèi)插器，根據(jù)運(yùn)動(dòng)矢量有選擇地平均經(jīng)過濾波的要求的段中的相鄰象素以生成從經(jīng)過濾波的要求的段的象素值移位了二分之一象素位置的輸出象素值。4.按照權(quán)利要求1的上升抽樣濾波器電路，其中該視頻信號下變換系統(tǒng)配置成用多個(gè)分樣因子之一來分樣解碼的視頻信號，及其中該濾波器可編程為用多個(gè)分樣因子之一來分樣該解碼的視頻圖象；該系數(shù)存儲器保存多個(gè)系數(shù)組的群，各群對應(yīng)于多個(gè)分樣因子之一；以及該控制電路響應(yīng)分樣因子及存儲器訪問電路所提供的位置信息來用對應(yīng)于分樣因子及確定的抽樣相位的系數(shù)組編程該可編程濾波器。5.按照權(quán)利要求4的上升抽樣濾波器電路，其中該分樣的視頻信號是只在水平方向上分樣的，以及該可編程濾波器為一維有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器。6.用于數(shù)字視頻信號下變換系統(tǒng)的上升抽樣濾波器電路，該系統(tǒng)解碼表示視頻圖象的數(shù)字編碼視頻信號并分樣解碼的信號以生成分抽樣圖象信號，該分抽樣圖象信號被存儲以供在解碼作為相對于較早解碼的圖象的差分畫面元素(象素)值編碼的后面接收的編碼圖象信號中用作對照圖象數(shù)據(jù)，該上升抽樣濾波器電路包括具有多個(gè)可編程系數(shù)值的可編程濾波器；圖象訪問電路，接收來自編碼圖象信號的以一個(gè)象素位置的二分之一分辨率定義所要求的段的位置的運(yùn)動(dòng)矢量，處理所接收的運(yùn)動(dòng)矢量來定位存儲的圖象中的所要求的段，從存儲的分抽樣圖象信號中檢索所要求的段；系數(shù)存儲器，保存多個(gè)濾波器系數(shù)組，各系數(shù)組對應(yīng)于分抽樣相位與半象素位置的各別的組合；以及控制電路，從存儲器訪問電路提供的位置信息中確定所要求的段的分抽樣相位，及用對應(yīng)于確定的分抽樣相位與半象素位置的系數(shù)組編程該可編程濾波器；其中該可編程濾波器濾波檢索出的所要求的段以提供對應(yīng)于圖象象素位置中的解碼差分圖象數(shù)據(jù)的對照圖象數(shù)據(jù)。7.按照權(quán)利要求5的上升抽樣濾波器電路，其中該視頻信號下變換系統(tǒng)配置成用多個(gè)分樣因子之一分樣解碼的視頻信號；將該濾波器編程為用多個(gè)上升抽樣因子之一上升抽樣該解碼視頻圖象，各上升抽樣因子對應(yīng)于分樣因子之一；該系數(shù)存儲器保存多個(gè)系數(shù)組的群，各群對應(yīng)于該多個(gè)分樣因子之一；以及該控制電路根據(jù)該分樣因子及存儲器訪問電路所提供的位置信息用對應(yīng)于該分樣因子及確定的抽樣相位的系數(shù)組編程該可編程濾波器。8.一種用于上升抽樣表示存儲的分抽樣數(shù)字圖象的數(shù)據(jù)供在數(shù)字視頻信號下變換系統(tǒng)中使用的方法，該系統(tǒng)解碼表示視頻圖象的數(shù)字編碼視頻信號及分樣解碼的信號以生成存儲的分抽樣圖象，其中存儲該分抽樣圖象，供在分抽樣該解碼圖象之前解碼作為相對于較早解碼的圖像的差分畫面元素(象素)值編碼的后面接收的編碼圖象信號中用作對照圖象數(shù)據(jù)，該上升抽樣方法包括下述步驟接收來自編碼圖象信號的運(yùn)動(dòng)矢量；處理接收的運(yùn)動(dòng)矢量以定位存儲的圖象中的要求的段；從存儲的分抽樣圖象信號中檢索出要求的段；以及從所要求的段的位置確定該要求的段的分抽樣相位；根據(jù)確定的所要求的段的分抽樣相位，從多個(gè)系數(shù)組中選擇一組系數(shù)，該組系數(shù)是用來濾波檢索出的段的；及用所選擇的系數(shù)組濾波檢索出的要求的段以生成對應(yīng)于圖象象素位置中的解碼的差分圖象數(shù)據(jù)的對照圖象數(shù)據(jù)。9.按照權(quán)利要求7的上升抽樣方法，其中該運(yùn)動(dòng)矢量將要求的圖象段的位置定義到二分之一象素分辨率；以及該選擇步驟根據(jù)分抽樣相位選擇表示分抽樣相位及移位二分之一象素位置的分抽樣相位的一對系數(shù)組；以及該方法還包括下述步驟根據(jù)該運(yùn)動(dòng)矢量識別供在濾波步驟中用來生成對照圖象數(shù)據(jù)的該對系數(shù)組中的一個(gè)系數(shù)組。全文摘要符合高級電視系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)(ATSC)的視頻下變換系統(tǒng),包括解碼主輪廓高級文檔編號H04N5/44GK1219327SQ98800278公開日1999年6月9日申請日期1998年3月11日優(yōu)先權(quán)日1997年3月12日發(fā)明者邁克爾·亞昆托,金熙龍,埃德溫·羅伯特·邁耶,穎川廉申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社