專利名稱：用在視頻信號編碼系統(tǒng)中的行程長度編碼方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種編碼數(shù)字視頻信號的方法，尤其是使用在視頻信號編碼系統(tǒng)中的改進的行程長度編碼方法。
眾所周知，數(shù)字化視頻信號的傳送能夠得到比模擬信號發(fā)送質(zhì)量高許多的圖象。當以數(shù)字形式表示一個圖象信號時，便會產(chǎn)生出用于發(fā)送的大量數(shù)據(jù)，尤其是在高清晰度電視(HDTV)系統(tǒng)中的情況。然而，由于傳統(tǒng)發(fā)送信道的可用帶寬是有限的，為了通過其發(fā)送大量的數(shù)字數(shù)據(jù)，不可避免地要壓縮或降低發(fā)送的數(shù)據(jù)量。
在現(xiàn)代視頻圖象傳輸或處理系統(tǒng)中，借助于(例如)離散余弦變換(DCT)對象素數(shù)據(jù)塊進行處理而對數(shù)字視頻信號編碼，該DCT對一個圖象數(shù)據(jù)幀中的空間冗余進行降低或去除，把數(shù)字圖象數(shù)據(jù)塊(例如8×8象素塊)轉(zhuǎn)換成變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊。該變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊被量化且隨后被作折線掃描，從而產(chǎn)生包括多個零和非零值的編碼圖象數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)流。然后，該數(shù)據(jù)流經(jīng)過行程長度編碼以利用其中的零值的行程。
采用行程長度編碼的傳統(tǒng)裝置把數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成多個行程一電平時，每個行程一電平對包括一行程長度和一相應的電平，其中的行程長度代表在一個非零值之前的連續(xù)零串中的零的個數(shù)，而該電平表示緊隨該連續(xù)零串之后的非零值的大小幅度。
通常，行程一電平對的數(shù)據(jù)還通過可變長度編碼(VLC)技術被進一步處理。此技術根據(jù)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計出現(xiàn)值把行程—電平對的固定長度的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可變長度碼字。眾所周知，碼字長度的選擇方式是以較短的碼字被用來表示更頻繁出現(xiàn)的行程-電平對，而較長的碼字被選擇來表示不常出現(xiàn)的行程-電平對。通過將可變長度碼字正確地指定到全部可能的源碼字(即行程-電平對)的字庫，使可變長度碼字的平均字長度得比原來的行程-電平對的長度要短，從而提供了實現(xiàn)有效數(shù)據(jù)壓縮的可能性。然而，由于在傳統(tǒng)的VLC技術中，較短的行程長度在行程-電平對具有相同的電平的情況下將要求較短的可變長度碼字，所以，若能找到一種可降低行程-電平對的行程長度的編碼方法將是有益的。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種使用在視頻信號編碼系統(tǒng)中的行程長度編碼方法，它能降低該行程-電平對的行程長度。
根據(jù)本發(fā)明，提供有一種使用在視頻信號編碼系統(tǒng)中的對數(shù)字視頻信號的數(shù)據(jù)塊進行編碼的方法，包括以下的步驟把數(shù)字視頻信號的數(shù)據(jù)塊變換成變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊；把變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)換成量化的系數(shù)數(shù)據(jù)塊；把量化的系數(shù)數(shù)據(jù)塊劃分成預定數(shù)目的子數(shù)據(jù)塊；檢測一個或多個非零子數(shù)據(jù)塊，其中每個都具有至少一個非零值量化系數(shù)；根據(jù)被檢測的非零子數(shù)據(jù)塊來提供量化系數(shù)的一個預定序列，該量化系數(shù)的預定序列由包括在被測非零子數(shù)據(jù)塊中的量化系數(shù)構(gòu)成；對量化系數(shù)的預定序列進行行程長度編碼，從而提供一組行程長度編碼數(shù)據(jù)；以及對該行程長度編碼的數(shù)據(jù)進行可變長度編碼。
從下面結(jié)合附圖所給出的優(yōu)選實施例的描述，使本發(fā)明上述及其它目的和特征變得顯而易見。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的具有行程長度編碼單元的數(shù)字視頻信號編碼系統(tǒng)。
圖2A至2C示例出在一數(shù)據(jù)塊中非零子數(shù)據(jù)塊的配置。
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的具有一行程長度編碼單元的視頻信號編碼系統(tǒng)。該視頻信號編碼系統(tǒng)包括一DCT及量化單元98、行程長度編碼單元99、一可變長度編碼單元114和一多路調(diào)制器116。
數(shù)字視頻信號被輸入到DCT及量化單元98，其中是在逐個數(shù)據(jù)塊的基礎上對輸入信號進行處理。輸入信號數(shù)據(jù)塊大小尺寸通常是在8×8到32×32個象素之間的范圍內(nèi)。實際上，數(shù)字視頻信號可以是幀內(nèi)模式或幀間模式的視頻信號。如現(xiàn)有技術中眾所周知的那樣，幀間模式視頻信號表示一運動補償DPCM(差分脈沖碼調(diào)制)信號，而幀內(nèi)模式視頻信號表示一視頻信號當前幀的原始象素數(shù)據(jù)。如現(xiàn)有技術中眾所周知的那樣，在DCT量化單元98，通過采用例如DCT，空間域內(nèi)各輸入信號的數(shù)據(jù)塊被變換成頻域中的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊，然后采用公知的量化方法量化該變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊。量化的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊被送到行程長度編碼單元99作進一步處理。
行程長度編碼單元99包括一緩沖存儲器100、一子數(shù)據(jù)塊格式化器102、一非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104、一掃描器105、多個子掃描器106、108和110、一開關112和一行程長度編碼器113。來自DCT及量化單元98的量化的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊被送到緩沖存儲器100作暫存。在子數(shù)據(jù)塊格式化器102，從緩沖存儲器100取出的量化的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊被分成預定數(shù)目的子數(shù)據(jù)塊。例如，當量化的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊的大小尺寸是8×8時，該數(shù)據(jù)塊被分成例如圖2A所示的四個子數(shù)據(jù)塊(S1、S2、S3和S4)。來自子數(shù)據(jù)塊格式化器102的量化的變換系數(shù)子數(shù)據(jù)塊被送到非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104。
非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104檢測一個或多個非零子數(shù)據(jù)塊以及它們在該數(shù)據(jù)塊中的位置，從而確定其的一個子數(shù)據(jù)塊的設置，每一個非零子數(shù)據(jù)塊具有至少一個非零值量化的變換系數(shù)。該確定的設置屬于一組預定的子數(shù)據(jù)塊設置，該組預定的子數(shù)據(jù)塊設置包括全部可能的非零子數(shù)據(jù)塊的設置。圖2A至2C示例出了分別由四個非零子數(shù)據(jù)塊S1至S4、三個非零子數(shù)據(jù)塊S1、S2、S3以及兩個非零子數(shù)據(jù)塊S1和S2組成的一些子數(shù)據(jù)塊的設置。隨后，非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104提供給開關112和多路調(diào)制器116一個指示其中所選子數(shù)據(jù)塊設置的標志信號。該標志信號被用作開關112的轉(zhuǎn)換控制信號。
同時，存儲在緩沖存儲器100內(nèi)的量化的變換系數(shù)被送到掃描器105。在該掃描器105，沿圖2A所示的折線掃描路徑對量化的變換系數(shù)進行掃描，其中該掃描序列是在數(shù)據(jù)塊中變換系數(shù)的對應位置處被計數(shù)。應當注意到，如現(xiàn)有技術中眾所周知的那樣，如果輸入的數(shù)字視頻信號是幀間模式，則這些量化的變換系數(shù)是從處于數(shù)據(jù)塊左上角的DC系數(shù)開始被掃描。在輸入數(shù)字視頻信號是幀內(nèi)模式的情形中，該DC系數(shù)是通過利用如DPCM技術在一個幀內(nèi)DC系數(shù)編碼器(未示出)中被分別編碼的，而且掃描順序是從位于圖2A中以“1”表示的位置的第一AC系數(shù)開始的。
來自掃描器105的一組掃描的變換系數(shù)被送到開關112以及子掃描器106至110。
各子掃描器106至110對應于參照非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104所描述的子數(shù)據(jù)塊設置之一，并根據(jù)其所屬的子數(shù)據(jù)塊設置從在來自掃描器105的一組掃描的變換系數(shù)中選擇一組變換系數(shù)。比如說，如果子掃描器106對應于圖2B所示的子數(shù)據(jù)配置，則對應于子數(shù)據(jù)塊S4的全部零值變換的系數(shù)都從來自掃描器105的掃描變換系數(shù)中去除，結(jié)果生成一組具有圖2B所示掃描次序的變換系數(shù)。相類似，如果選擇是具有非零子數(shù)據(jù)塊S1和S2的一個子數(shù)據(jù)塊設置，則輸出由圖2C所示的掃描序列所表示。來自子掃描器106至110的每一組變換系數(shù)都被送到開關112。
響應來自非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104的標志信號，開關112選擇來自掃描器105和子掃描器106至110多組變換系數(shù)之一。被選擇的一組變換系數(shù)被送到行程長度編碼器113。
在行程長度編碼器，所選的該組變換系數(shù)被進行行程長度編碼，以提供行程一電平對。行程長度編碼的信號被送到可變長度編碼單元114，其中通過定義各行程一電平對和相應可變長度碼字間的關系對該已行程長度編碼的信號作可變長度編碼。被可變長度編碼的信號被送到多路調(diào)制器116，其中對來自可變長度編碼單元114的被可變長度編碼的信號和來自非零子數(shù)據(jù)塊檢測器104的標志信號進行多路調(diào)制。然后把多路調(diào)制的信號送到發(fā)送器(沒示出)以便發(fā)送。
雖然本發(fā)明已結(jié)合優(yōu)選實施例作了展示及描述，但對本專業(yè)技術人員顯見的是在不背離由所附權利要求定義的本發(fā)明精神及范圍的前提下可做出多種改進和修正。
權利要求
1.一種用在視頻信號編碼系統(tǒng)中對數(shù)字視頻信號的數(shù)據(jù)塊進行編碼的方法，包括以下步驟把數(shù)字視頻信號的數(shù)據(jù)塊變換成變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊；把變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊轉(zhuǎn)換成量化的系數(shù)數(shù)據(jù)塊；把量化的系數(shù)數(shù)據(jù)塊劃分成預定數(shù)目的子數(shù)據(jù)塊；檢測一個或多個非零子數(shù)據(jù)塊，其每一個具有至少一個非零值量化的系數(shù)；根據(jù)被檢測的非零子數(shù)據(jù)塊來提供量化的系數(shù)的一個預定序列，該量化的系數(shù)的預定序列由包括在被檢測的非零子數(shù)據(jù)塊中的量化的系數(shù)構(gòu)成；對量化系數(shù)的預定序列進行行程長度編碼，從而提供一組行程長度編碼的數(shù)據(jù)；以及對該行程長度編碼的數(shù)據(jù)進行可變長度編碼。
2.根據(jù)權利要求1的方法，還包括提供表示被檢測的非零子數(shù)據(jù)塊信息的步驟。
全文摘要
用于視頻信號編碼系統(tǒng)中對量化的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊進行處理的一種方法，先把量化的變換系數(shù)數(shù)據(jù)塊劃分成預定數(shù)目的子數(shù)據(jù)塊并檢測一個或多個非零子數(shù)據(jù)塊，在每一非零子數(shù)據(jù)塊中至少有一個非零值量化的變換系數(shù)。隨后根據(jù)被檢測的非零值子數(shù)據(jù)塊提供量化的系數(shù)的預定序列，該提供的量化的變換系數(shù)的序列由在這些非零子數(shù)據(jù)塊中的全部系數(shù)構(gòu)成。該系數(shù)的預定序列再被行程長度和可變長度編碼以進行其傳輸。
文檔編號G06T9/00GK1139352SQ9610397
公開日1997年1月1日 申請日期1996年3月28日 優(yōu)先權日1995年3月28日
發(fā)明者丁海默 申請人:大宇電子株式會社