專利名稱:傳輸靜止視頻圖象更新信息的方法
本發(fā)明，總的說來，涉及通過容量極其有限的傳輸媒質(zhì)給用戶傳輸靜止圖象，以便將該圖象顯示在監(jiān)視器的顯示屏的一種方法。更詳細地說，本發(fā)明涉及通過數(shù)字傳輸媒質(zhì)-密紋盤等傳輸這類圖象的方法。
通常大家都知道，密紋盤是一種數(shù)字傳輸媒質(zhì)，它可以包含某一給定的位數(shù)。密紋盤多年來大家都熟知的第一種用途是作為十六位脈碼調(diào)制編碼聲頻信號的傳輸媒質(zhì)。第二種用途是作為數(shù)據(jù)處理設(shè)備的只讀存儲器。第三種用途目前正在研究中，即作為伴隨有數(shù)字化聲頻還可能伴隨有計算機數(shù)據(jù)的靜止圖象數(shù)字化視頻信號的傳輸媒質(zhì)。
為了能夠通過該傳輸媒質(zhì)傳輸這種靜止圖象，將圖象劃分成許多行(例如280行)，各行又劃分成許多鄰接的象素(例如384個)。假設(shè)各圖象的亮度和顏色都均勻?，F(xiàn)在就可以將象素完全寫成若干圖象分量，即亮度分量Y(i，k)和兩個色差分量U(i，k)和V(i，k)，或同樣，三基色分量R(i，k)、G(i，k)和B(i，k)。在這種情況下，i表示該行的序數(shù)，k表示該行(列)象素的序數(shù)。
象素的各圖象分量要經(jīng)過編碼，使各象素可以有一個統(tǒng)一的信息字(以下稱視頻字)。采用脈碼調(diào)制編碼時，各象素的圖象分量分開編碼，即，與其它象素的對應(yīng)圖象分量無關(guān)。但當圖象分量經(jīng)過差值脈碼調(diào)制時，一般說來只有與每次兩連續(xù)象素對應(yīng)的圖象分量的差值才經(jīng)過脈碼調(diào)制編碼的。鑒于這個差值的編碼通常比各單獨圖象分量的編碼所需的位數(shù)少，因而在設(shè)想的密紋盤新的應(yīng)用中，各圖象分量采用四位差值脈碼調(diào)制進行編碼。這就是說，各象素采用12位視頻字進行字符化。
為了對傳輸媒體容量的利用盡量符合經(jīng)濟原則，整個280×384視頻字組只傳輸一次。監(jiān)視器有一個其所包含的存儲單元至少與圖象所包含的象素一樣多的圖象存儲器。象素與各存儲單元有著不變的關(guān)系，這種存儲單元包含有所傳輸?shù)挠嘘P(guān)象素的視頻字。圖象存儲器按一般方式反復(fù)地閱讀，以便在顯示器上獲得有關(guān)圖象。
應(yīng)該指出，在實際工作中發(fā)現(xiàn)，無需將各象素的亮度分量和兩個色差分量都進行傳輸，只要傳輸各象素的亮度分量和交替?zhèn)鬏斶B續(xù)各象素的色差分量U和色差分量V就夠了。這就是說，各象素可用8位視頻字加以字符化。更詳細地說，該視頻字的頭四位表示差值脈碼調(diào)制格式中象素的亮度分量，其它四位表示同樣也是差值脈碼調(diào)制格式中兩(交替)色差分量中的一個。對要傳輸在一起形成給定靜止圖象的視頻字組合體以下稱為視頻組。
在我們現(xiàn)在所設(shè)想的密紋盤的新用途中，視頻組是寄存在一個包中傳輸?shù)?，同樣也是作為?shù)字化的信息組元、音響和計算機數(shù)據(jù)進行傳輸?shù)?。各包含有，例如?352字節(jié)，各包又大致劃分為兩個區(qū)域，即由24字節(jié)組成的包首標和2328字節(jié)的數(shù)據(jù)區(qū)。數(shù)據(jù)區(qū)的最后280個字節(jié)可作為數(shù)據(jù)區(qū)其它字節(jié)的差錯保護和糾正用。它們是在例如，該包含有計算機數(shù)據(jù)時使用。
包首標還包括字節(jié)用的同步字節(jié)和位同步化，但也顯示數(shù)據(jù)區(qū)中的數(shù)據(jù)是代表圖象信息或是代表聲頻或計算機數(shù)據(jù)。在這些情況下，它們分別叫做視頻包、聲頻包和計算機數(shù)據(jù)包。聲頻包的數(shù)據(jù)區(qū)含1164個各為16位的聲頻字，視頻包的數(shù)據(jù)區(qū)含2328個各為8位的視頻字。
本發(fā)明的目的是提供一種傳輸準穩(wěn)態(tài)圖象的方法，用這種方法可以進一步減少待傳輸?shù)目偽涣俊?br>因此，根據(jù)本發(fā)明，各視頻組系劃分成若干子組，且形成若干象素的操作代碼系加到各子組的開端，該子組包括所形成的象素的視頻字。
如果考慮到在上一節(jié)所述的方法中具有這樣的問題，即當該新圖象甚至主要與實際圖象相同時也必須傳輸各新圖象所有384×280象素的視頻字，則本發(fā)明是值得贊賞的。在這種情況下，實際圖象可用操作代碼表示，有關(guān)視頻字即將變換成實際圖象象素的該操作代碼，同時該操作代碼以后的視頻字為新視頻字。
圖1是帶紋道的密紋盤及其劃分成若干包的示意圖。
圖2是供加工密紋盤提供的信號用的接收機的結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖3是寄存在各包中更新用的視頻字組。
圖4是在原圖象部分更新情況下應(yīng)傳輸數(shù)據(jù)區(qū)中哪一個信息的示意圖。
圖1中，圖1A是密紋盤部分紋道的示意圖。在兩連續(xù)點a、b、c、d、e等之間有一個包。這種包的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1B所示。它總共包括2352個字節(jié)，并劃分成由24字節(jié)組成的包首標H和由2328個字節(jié)組成的數(shù)據(jù)區(qū)D。
包首標H也劃分成12字節(jié)的同步區(qū)S、4字節(jié)的第一輔助區(qū)EH和8字節(jié)的第二輔助區(qū)TH。同步區(qū)S表示包的開頭部分，它包括一個只有“0”位的一個字節(jié)，接著是只由“1”位組成的十個字節(jié)，最后又是只有“0”位的一個字節(jié)。第一個輔助區(qū)EH的符號表示紋道中該包的序數(shù)。第二個輔助區(qū)TH表示該包是視頻包、聲頻包抑或計算機數(shù)據(jù)包。
數(shù)據(jù)區(qū)D劃分成數(shù)據(jù)槽DS。聲頻包的這些數(shù)據(jù)槽是這樣選擇，使它們個個能容納數(shù)字聲頻信號的一個十六位聲頻字。視頻包的這些數(shù)據(jù)槽是這樣選擇，使它們個個能容納數(shù)字視頻信號的一個八位視頻字。計算機數(shù)據(jù)包的這些數(shù)據(jù)槽其長度則為一個字節(jié)。
前面已經(jīng)談過，各圖象系劃分成280×384象素A(i，k)的陣列。這里i(＝1，2，……280)是行的序數(shù)，k(＝1，2，……384)是該行(列)上象素的序數(shù)。當為各象素A(i，k)傳輸一個八位視頻字Q(i，k)時，傳輸整個圖象約需47個視頻包。
在圖2示意圖的接收機端部，密紋盤1是借助于讀出裝置2閱讀的。該裝置將密紋盤來的信息轉(zhuǎn)換成電信號，電信號則加到信號分離器3上?，F(xiàn)在就從第二輔助區(qū)的信息說起，該信號分離器將出現(xiàn)在盤上的計算機數(shù)據(jù)包加到一個輸出端3(1)上，將聲頻包加到輸出端3(2)上，將視頻包加到輸出端3(3)上。
鑒于在本發(fā)明范圍內(nèi)重點需要深入了解的只是各視頻包的進一步處理情況，因而這里無需對聲頻包和計算機數(shù)據(jù)包的處理作進一步介紹。視頻包加到分離裝置4，該裝置的作用下面即將談到。在這方面，只需知道該分離裝置是專門供應(yīng)在視頻包上出現(xiàn)的視頻字就足夠了。這些視頻字加到圖象存儲器5中。該存儲器的存儲單元數(shù)至少和被傳輸圖象被劃分成的象素數(shù)一樣多。今后首先應(yīng)該假設(shè)，存儲單元數(shù)與象素數(shù)相等。內(nèi)容相應(yīng)于象素A(i，k)的存儲單元用5(i，k)表示。尋址電路5(1)連同書寫指令W確保八位視頻字Q(i，k)通過輸入編碼電路5(2)按普通方式寫入各存儲單元5(i，k)中。尋址電路5(1)還確保存儲單元的內(nèi)容連同讀出指令R通過一個輸出解碼電路5(3)可按正確順序非破壞性地讀出。連續(xù)出現(xiàn)在該解碼電路5(3)輸出端的視頻字Q(i，k)加到解碼電路6上，由該電路將這些視頻字轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號。此信號又加到顯示所傳輸圖象的顯像管7上。
到此所介紹的傳輸方法具有這樣一種不合意的性能，即想看某一張不同的圖象時，47個視頻包都要加以傳輸。尤其是當新圖象與實際圖象只有一點點不同時也不例外，這是對密紋盤傳輸容量的一個浪費。當為獲得新圖象只傳輸在實際圖象中所必須的更改時就可以大大節(jié)省密紋盤上的空位，節(jié)省下來的空位可供其它用途用。更改實際圖象各部分的過程稱之為“更新”，而用于此用途的視頻字就叫做“更新用視頻字”。
假設(shè)實際圖象必須更新的象素為3200個，這就是說，要傳輸一組3200個更新用視頻字。圖3中用組UB表示該更新用視頻字。為了進行傳輸，將該組劃分成若干子組。圖3中，這些子組用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ……Ⅷ表示。這些子組分別包括，例如，100、200、300、400、500、600、700和400字節(jié)。將例如10字節(jié)的操作代碼(OPC)加到各子組的起端。也由，例如，10字節(jié)組成表示UB組已終止的代碼字EOB可以加到上一個子組的終端，在此為組Ⅷ(EOB＝組終端)。由此得出的組UBT示于圖3B。所加的操作代碼和代碼字EOB，其長度是不按比例畫出的。但前面已經(jīng)說過，子組Ⅰ前面是操作代碼OPCⅠ，子組Ⅱ前面是OPCⅡ等。由于加了不同的若干操作代碼和代碼字EOB，待傳輸?shù)慕MUBT其總長就達3290字節(jié)。由于此長度大于視頻包中數(shù)據(jù)區(qū)的長度，因而把此組UBT分為兩部分。第一部分包括2328字節(jié)，如圖3C所示，它正好可以裝進視頻包Pn的數(shù)據(jù)區(qū)。剩下的部分包括962字節(jié)，系裝在第二視頻包Pn+1中。因此該包有1366個不用以傳輸視頻字因而全取為零值的字節(jié)。
如圖3D所示，所加的操作代碼OPC包括一個二字節(jié)的操作識別符OI和一個八字節(jié)的象素指示符PELI。操作識別符表示實際圖象的各象素必須更新，而且表示，例如，裝在子組中的視頻字是與同一行的連續(xù)象素有關(guān)，抑或與，例如，直接在下面的各行的各象素有關(guān)。該兩種象素加在一起組成矩形組。象素指示符PELI的頭四個字節(jié)給出象素的起始座標i和k，子組中的第一更新用視頻字與該起始座標有關(guān)。象素指示符PELI的末四個字節(jié)給出象素的座標i和k，子組中的最末更新視頻字與該座標有關(guān)。
圖3B中所示按上述方式傳輸?shù)母陆MUBT系在圖2中所示的接收機端部加到分離裝置4上的。該裝置將操作代碼OPC加到尋址電路5(1)，并將每次跟在操作代碼之后的更新用視頻字加到輸入解碼器5(2)上。尋址電路5(1)按存儲單元的操作識別符OI所確定的順序訪問存儲器5的存儲單元，初始座標由象素指示符(PELI)提供給存儲單元，端部座標由象素指示符PELI提供。上述尋址順序可以按，例如，直線或矩形方式進行。
應(yīng)該指出，圖3A中對組UB進行的劃分是基于可能參與操作的識別符OI的數(shù)目有限這個事實而做的。因此劃分成子組時應(yīng)這樣進行，使各組包含與彼此按一定的可由一個操作識別符規(guī)定的方式相關(guān)的象素有關(guān)的視頻字。例如，它們可以毗鄰地安置在圖象的同一條掃描線上，或它們可以按矩形方式毗鄰地安置。這就是說，如果組UB的所有視頻字可按一個操作識別符所能規(guī)定的方式彼此相關(guān)，則無需進行該組UB的上述劃分。這時只需將一個操作代碼加到該組的初始段即可。在極端情況下，該組包括一個圖象全部象素的視頻字，因而必須全部更新。
上面所述的意思是說，傳輸一組視頻字時，始終應(yīng)從一個操作代碼開始，該操作代碼位于緊挨寄存該組一部分的第一個包的包首標之后。
現(xiàn)在可能會提出這樣的問題接收機端部如何檢測出某一給定的包是以操作代碼開始的呢？這是由第二輔助區(qū)中的部分字節(jié)發(fā)出信號進行的。更具體地說，是借助于，例如，該第二輔助區(qū)中的最末兩個位進行的。若倒數(shù)第二位是，例如，“1”，則數(shù)據(jù)區(qū)以操作代碼開頭。若該位為“0”，則數(shù)據(jù)區(qū)即刻以視頻字開頭。若第二輔助區(qū)的末位為“1”，則這意味著該數(shù)據(jù)區(qū)包含EOB代碼。若這種代碼不出現(xiàn)在該數(shù)據(jù)區(qū)中，則第二輔助區(qū)的該末位為“0”。
特別是在圖象部分更新的情況，若(正如前面已假設(shè)過的)視頻圖象是以差值脈碼調(diào)制的格式傳輸?shù)?，則會產(chǎn)生特殊的問題?，F(xiàn)在參看圖4來說明這個特殊問題。圖4A是若干連續(xù)象素的示意圖，該等象素分別以標號100、101、102……120表示。假設(shè)這些象素的亮度值用圖4B中各線條的高度表示其特征。表示兩相鄰象素每次亮度差的視頻字現(xiàn)在傳輸和存儲在存儲器5的各存儲單元中。圖4C即為該等差值的示意圖。假設(shè)圖4A中標有X符號的各象素，其亮度必須變換成圖4D中所示的值。這就是說，必須傳輸這些圖象表示圖4E所示亮度差的視頻字。由于加到象素110的原亮度差(見圖4C)所增加的象素109的新亮度(見圖4D)不會導(dǎo)致成為圖4B中所示的亮度，因此必須修正該象素110的亮度差，因而也必須修改加到該象素110的視頻字。這種修正也示于圖4E中。由于亮度差只用4位進行編碼，因此這個差值不會多于十六步。若差值多于十六步，則更新部分使其符合原圖象的修改必須分配到若干象素上。為完整起見，這一點示于圖4F和圖4G中。各象素104至109所希望的新亮度示于圖4F，圖4G表示亮度差。更詳細地說，瞬變亮度差在圖4G中標以0符合。
前面已經(jīng)談過，圖象存儲器的某些部分可采用操作識別符OI加以更新，然后按照固定的方式進行閱讀，即逐行、逐個存儲單元地從座標為i＝1、k＝1的存儲單元開始閱讀。但借助于適當選擇的操作識別符OI，也表示該閱讀操作應(yīng)從不同的存儲單元開始。若該不同的存儲單元的座標為i0，1，則有時采用“垂直上卷”(vertical scrolling)一詞，若其座標為1，k0，則有時采用“水平上卷”(horizontal scrolling)一詞。
在垂直上卷的情況下，在1至i0各行的存儲單元最后讀取，因此它們構(gòu)成圖象的最后幾行。在水平上卷的情況下，讀取存儲單元k0+1至384之后才讀取各行的存儲單元1至k0。這樣，它們構(gòu)成相應(yīng)圖象掃描的最后幾個象素。
在垂直上卷的情況下，操作識別符OI也包括更換1至i0各行上各存儲單元內(nèi)容的更新操作，在由包括在數(shù)據(jù)區(qū)的各視頻字進行的水平上卷的情況下，則包括更新1至k0+1各列上各存儲單元內(nèi)容的更新操作。
應(yīng)該指出，通常的作法是，在傳輸差值脈碼調(diào)制中的視頻信號時，每次傳輸脈碼調(diào)制格式中某一行的頭一個象素。在水平上卷的情況下，則各存儲單元5(i，k0+1)(i＝1，2……288)中的各差值脈碼調(diào)制字由各脈碼調(diào)制字取代。
權(quán)利要求
1.一種通過普通傳輸媒體傳輸按一些編碼格式數(shù)字化的多個有限信息信號特別是與音響信號有關(guān)的圖象信號的方法，所述數(shù)字信號各由一組信息字組成，該與圖象信號有關(guān)的各信息字與劃分成若干象素的圖象的象素具有明確的關(guān)系，所述各信息字系寄存在若干包中，各包設(shè)有包首標和數(shù)據(jù)區(qū)，包的數(shù)據(jù)區(qū)包括一個組的多個信息字，包首標表示與數(shù)據(jù)區(qū)中的信息字有關(guān)的信息信號，所述方法的特征在于，由象素各信息字組成的各組成系劃分成若干子組，確定各象素的操作代碼加到各子組的開端，同時子組包括確定各象素用的信息字。
2.如權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于，最后子組末端是組結(jié)束代碼。
3.如權(quán)利要求
1所述的方法，其中的圖象信號按照差值脈碼調(diào)制的格式進行數(shù)字化，該方法的特征在于，操作代碼表示，且對該諸象素，圖象信號系按照脈碼調(diào)制格式進行數(shù)字化的。
4.一種用以接收按權(quán)利要求
1、2或3所述的方法傳輸?shù)臄?shù)字化圖象信號的裝置，該裝置設(shè)有一個圖象存儲器，該圖象存儲器有多個可尋址的存儲單元，各存儲單元對應(yīng)于一個象素，且適合以存儲一個信息字，所述裝置的特征在于，該裝置設(shè)有一個分離裝置，該分離裝置響應(yīng)所接收的操作代碼時存儲出現(xiàn)在圖象存儲器各存儲單元中子組中的信息字，該存儲單元對應(yīng)于操作代碼所確定的各象素。
專利摘要
將有限聲頻和視頻信號按一些編碼格式進行數(shù)字化并分別轉(zhuǎn)換成成組的聲頻和視頻字。為通過密紋盤傳輸這些字組，將字都配置在若干包中。各包有一個包首標和一個數(shù)據(jù)區(qū)。這種數(shù)據(jù)區(qū)或者只包括聲頻字，或者只包括視頻字。包首標表示有關(guān)的數(shù)據(jù)區(qū)是包括聲頻字抑或包括視頻字。為了在特別是準穩(wěn)態(tài)圖象的情況下只傳輸圖象中的變化，將各視頻字組劃分成若干子組，且將操作代碼加到各子組的始端。這樣確定了特別是各象素，且子組本身為這些象素提供視頻信號。
文檔編號H04N7/08GK87102794SQ87102794
公開日1987年10月28日 申請日期1987年4月15日
發(fā)明者巴爾撒澤·安東尼厄斯·杰拉達斯, 范盧伊特 申請人:菲利浦光燈制造公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan