專利名稱：運動圖象編碼裝置及運動圖象解碼裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及壓縮運動圖象信號以便于傳送的運動圖象編碼裝置及擴展壓縮的運動圖象信號以進行再生的運動圖象解碼裝置。
背景技術(shù)：


圖1是例如國際標準ISO/IEC13818-2(通稱MPEG-2視頻部分)中所示的傳統(tǒng)的運動圖象編碼裝置的方框圖。10是編碼控制部，11是編碼模式判定部，12是DCT部，13是量化部，14是逆量化部，15是逆DCT部，16是視頻存儲器，17是運動補償部，18是運動檢測部，19是可變長度編碼部。
接著說明動作。獲取輸入的運動圖象信號101與后述的運動補償預測信號之間的差分，將預測差分信號102輸入編碼模式判定部11。編碼模式判定部11中，選擇對輸入運動圖象信號101進行編碼處理的網(wǎng)內(nèi)編碼模式或?qū)︻A測差分信號102進行編碼處理的網(wǎng)間編碼模式，輸出一方的信號。輸出的信號采用正交變換的一種方式即DCT(離散余弦變換)，從空間區(qū)域變換成頻率區(qū)域。變換系數(shù)在量化部13被量化，輸出量化系數(shù)103。
量化系數(shù)103在逆量化部14被逆量化，在逆DCT部15被逆DCT，再變換成空間區(qū)域的信號。在網(wǎng)間編碼模式被選擇時，變換的信號與運動補償預測信號相加，生成局部解碼圖象信號并存儲在視頻存儲器16。運動檢測部18接收視頻存儲器16存儲的局部解碼圖象信號和輸入圖象信號101，檢測運動矢量104。運動補償部17從運動矢量104和局部解碼圖象信號生成運動補償預測信號。
編碼控制部10采用編碼模式判定信號105控制編碼模式判定部11。作為控制的方法，例如，可根據(jù)過去的編碼處理的狀況(例如發(fā)生代碼量)或輸入的圖象信號的信號特性來控制網(wǎng)內(nèi)編碼模式和網(wǎng)間編碼模式的發(fā)生比例。另外，編碼控制部10采用量化參數(shù)106對量化部13進行的量化處理的精度進行控制。
可變長度編碼部19對量化系數(shù)103、運動矢量104、編碼控制部10所生成的上述編碼模式或量化參數(shù)等的各種信息107等進行編碼·多路復用并輸出。
圖2是表示接收圖1的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)、獲得解碼圖象信號的運動圖象解碼裝置的方框圖。80是可變長度解碼部，81是逆量化部，82是逆DCT部，83是視頻存儲器，84是運動補償部。
接著說明動作。輸入的編碼數(shù)據(jù)151在可變長度解碼部80進行可變長度解碼。該動作與編碼器的可變長度編碼部19的動作相反。解碼的量化系數(shù)152在逆量化部81被逆量化，在逆DCT部82被逆DCT，變換成空間區(qū)域的信號。在網(wǎng)間編碼模式的場合，變換的信號采用運動矢量153，與運動補償預測的運動補償預測信號相加，獲得解碼圖象信號154。解碼圖象信號154存儲到視頻存儲器83。
由于傳統(tǒng)的運動圖象編碼裝置及運動圖象解碼裝置如上構(gòu)成，因而其采用的運動圖象編碼方式通常采用DCT作為變換到圖象信號的頻率區(qū)域的變換方式，當輸入與DCT的變換特性不適合的信號時，有無法獲得足夠的壓縮特性的問題。另外，在傳統(tǒng)的DCT和量化的組合中，有事實上基本不可能實現(xiàn)編碼誤差為零的無損編碼處理的問題。
本發(fā)明是鑒于解決上述問題點而提出的，其目的在于提供如下圖象編碼裝置，即，可以選擇變換方式，以配合圖象信號的特性進行最佳的編碼處理，而且在選擇變換方式時，可以聯(lián)動地變更量化處理或可變長度編碼處理的處理方式。
另外，本發(fā)明的目的在于提供如下運動圖象解碼裝置，即，在壓縮擴展圖象信號時，基本上完全可解碼成原圖象信號的無損編碼處理中可適用的圖象編碼裝置。
而且，本發(fā)明的目的在于提供如下運動圖象解碼裝置，即，可以對用本發(fā)明的圖象編碼裝置獲得的編碼輸出進行正確的解碼處理的運動圖象解碼裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置，生成壓縮了運動圖象信號的編碼數(shù)據(jù)，它包括多個變換部，它們執(zhí)行運動圖象信號的編碼處理的變換方式各不相同；變換方式控制部，從上述多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
從而，通過配合圖象信號的特性的變換方式，可以進行最佳的編碼處理。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置，將壓縮的編碼數(shù)據(jù)解碼成運動圖象信號，它包括多個逆變換部，它們對運動圖象信號進行解碼的變換方式不同；逆變換方式控制部，根據(jù)編碼數(shù)據(jù)，從上述多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
從而，可以適當?shù)剡M行將編碼數(shù)據(jù)完全解碼成原圖象信號的無損編碼處理。
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置，包括可變長度編碼部，將表示選擇的變換部的變換方式的旗標包含于編碼數(shù)據(jù)。
從而，在對編碼數(shù)據(jù)進行解碼的解碼裝置側(cè)，可以根據(jù)取出的旗標，以正確的變換方式對該編碼數(shù)據(jù)進行解碼。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置，具有從編碼數(shù)據(jù)取出選擇變換方式的旗標的可變長度解碼部，逆變換方式控制部根據(jù)取出的旗標，從上述多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
從而，可以根據(jù)取出的旗標，用與運動圖象編碼裝置側(cè)同樣的變換方式對該編碼數(shù)據(jù)進行解碼。
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置，具有變換方式控制部，使用包含于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息，從多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
從而，向解碼裝置側(cè)發(fā)送使用的變換方式的旗標的操作變得不必要，或可減少發(fā)送次數(shù)。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置，具有逆變換方式控制部，使用包含于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息，從上述多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
從而，在解碼裝置側(cè)中不采用旗標，而可以采用編碼數(shù)據(jù)中包含的一部分信息，選擇變換方式。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置中，編碼數(shù)據(jù)的一部分信息是量化參數(shù)信息。
從而，可以選擇與運動圖象編碼裝置中使用量化參數(shù)信息而選擇的變換方式同樣的變換方式。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置中，編碼數(shù)據(jù)的一部分信息是宏塊的編碼模式的網(wǎng)內(nèi)編碼模式及網(wǎng)間編碼模式。
從而，可以選擇與運動圖象編碼裝置中使用宏塊的編碼模式信息而選擇的變換方式同樣的變換方式。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置中，編碼數(shù)據(jù)的一部分信息是進行宏塊的運動補償預測的運動矢量的個數(shù)信息。
從而，可以選擇與運動圖象編碼裝置中使用宏塊的運動矢量的個數(shù)信息而選擇的變換方式同樣的變換方式。
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置中，變換方式控制部預先存儲過去選擇的變換方式的履歷，根據(jù)該履歷從多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
從而，可顯著減少向運動圖象解碼裝置側(cè)發(fā)送表示變換方式的旗標的次數(shù)，可削減該旗標所需要的代碼量。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置中，逆變換方式控制部預先存儲過去選擇的變換方式的履歷，根據(jù)該履歷從多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
從而，可以選擇與運動圖象編碼裝置中使用、選擇的變換方式同樣的變換方式。
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置，包括量化部，進行與所選擇的變換部對應的量化處理；可變長度編碼部，將表示選擇的變換部的變換方式的旗標包含于編碼數(shù)據(jù)。
從而，不僅僅選擇變換方式，而且根據(jù)變換方式進行量化處理，從而可以提高編碼的效率。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置，它包括可變長度解碼部，從編碼數(shù)據(jù)取出選擇變換方式的旗標；多個不同的逆量化部。逆變換方式控制部根據(jù)取出的上述旗標，從上述多個不同的逆變換部中選擇適合于解碼的圖象信號的逆量化部。
從而，不僅僅切換逆變換的變換方式，且根據(jù)變換方式切換逆量化的方式，因而可以與運動圖象編碼裝置側(cè)的逆量化的方式一致，對編碼數(shù)據(jù)進行正確解碼。
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置，包括可變長度編碼部，將表示選擇的變換部的變換方式的旗標包含于編碼數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)選擇的變換方式進行可變長度編碼處理。
從而，不僅選擇變換方式，且根據(jù)變換方式選擇可變長度編碼方式，因而可以進一步提高編碼效率。
本發(fā)明的運動圖象解碼裝置，包括可變長度解碼部，從編碼數(shù)據(jù)取出選擇變換方式的旗標的同時，根據(jù)取出的旗標進行可變長度解碼處理。
從而，不僅切換逆變換的方式，且切換可變長度解碼方式，因而可以對運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行正確解碼。
圖面的簡單說明圖1是傳統(tǒng)的運動圖象編碼裝置的構(gòu)成方框圖。
圖2是傳統(tǒng)的運動圖象解碼裝置的構(gòu)成方框圖。
圖3是本發(fā)明實施例1的圖象編碼裝置的構(gòu)成方框圖。
圖4是本發(fā)明實施例2的圖象編碼裝置的構(gòu)成方框圖。
圖5是本發(fā)明實施例3的圖象編碼裝置的構(gòu)成方框圖。
圖6是表示可變長度編碼時的掃描順序等的處理例的說明圖。
圖7是本發(fā)明實施例5的運動圖象解碼裝置的構(gòu)成方框圖。
圖8是本發(fā)明實施例6的運動圖象解碼裝置的構(gòu)成方框圖。
發(fā)明的優(yōu)選實施例以下，為了更詳細地說明本發(fā)明，參照圖面說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例1.
圖3是本發(fā)明的實施例1的圖象編碼裝置的方框圖。
圖中，21是變換方式控制部，22是第一變換部A，23是第二變換部B，24是第一逆變換部A，25是第二逆變換部B，26、27是開關，用以分別從兩個變換部A 22、B 23和逆變換部A 24、B 25選擇其一。其他構(gòu)成要素與圖1所示傳統(tǒng)例相同，相同編號的模塊具有相同機能，進行相同的動作。
接著說明動作。作為將編碼模式判定部11所輸出的信號從空間區(qū)域變換成頻率區(qū)域的處理，由變換方式控制部21采用信號202控制開關26，從2個準備好的變換部A 22和變換部B 23選擇一個來執(zhí)行變換。
另外，在對逆量化的系數(shù)進行逆變換時，變換方式控制部21控制開關27，以執(zhí)行選擇的變換處理的逆變換。
而且，變換方式控制部21向可變長度編碼部19輸出用于表示是否從變換部A 22和變換部B 23選擇任意一個進行編碼處理的變換方式選擇旗標201。變換方式選擇旗標201與量化系數(shù)103或運動矢量104等的編碼數(shù)據(jù)一起進行編碼·多路復用并輸出。
接著，說明變換方式控制部21的控制方法。本實施例1中，由于表示選擇任一方式的變換方式選擇旗標201作為編碼數(shù)據(jù)輸出，因而可以以任意的定時或單位切換變換方式。例如，在輸出具有MPEG-2視頻的比特流語法等的分層構(gòu)造的形式的編碼數(shù)據(jù)時，若將變換方式選擇旗標201多路復用到序列報頭，則可對各個序列切換變換方式。同樣，若多路復用到GOP(Group Of Picture圖象組)報頭，則可對各個GOP切換變換方式；若多路復用到圖象報頭切換變換方式，則可對各個圖象切換變換方式；若多路復用到片(slice)報頭切換變換方式，則可對各個片切換變換方式；若多路復用到宏塊類型的一部分，則可對各個宏塊切換變換方式。
通過這樣的控制，可以逐個對運動圖象的序列或GOP、圖象、片、宏塊等規(guī)定的單位選擇變換方式，可以根據(jù)圖象信號的狀態(tài)進行最佳的編碼處理。
這樣，若采用本實施例1的運動圖象編碼裝置，則可通過變換方式控制部21的控制，采用變換部A 22和變換部B 23之一進行變換，從而，配合圖象信號的特性，可以選擇變換方式以進行最佳的編碼處理。
另外，變換方式控制部21向可變長度編碼部19輸出用以表示從變換部A 22和變換部B 23選擇哪一個進行編碼處理的變換方式選擇旗標201，將變換方式選擇旗標201與量化系數(shù)103或運動矢量104等的編碼數(shù)據(jù)一起進行編碼·多路復用并輸出，從而，在接收該編碼數(shù)據(jù)并解碼的解碼裝置側(cè)中，可以根據(jù)變換方式選擇旗標201對該編碼數(shù)據(jù)進行正確的解碼。
另外，變換方式控制部21不將變換方式選擇旗標201與量化系數(shù)103或運動矢量104等的編碼數(shù)據(jù)一起進行編碼·多路復用并輸出，而是用別的層收發(fā)該變換方式選擇旗標201，也可獲得同樣的效果。例如，在通信開始時通常進行的通信終端能力信息的交換操作(例如由ITU-T的勸告H.242或H.245等的協(xié)議作為國際標準而定的)時，也可進行該旗標的交換、設定變換方式。或，也可采用這樣的方法，在再生存儲介質(zhì)(磁帶或盤等的介質(zhì))記錄的編碼數(shù)據(jù)時，將變換方式記錄在介質(zhì)的一部分，再生開始時通過手動操作切換變換方式，或通過讀取記錄的方式來自動切換變換方式。這在以下說明的其他實施例中也同樣。
實施例2.
圖4是本發(fā)明的實施例2的圖象編碼裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖中，變換方式控制部31根據(jù)來自編碼控制部30的信號動作，這一點與實施例1不同。從而，其特征在于，實施例1中所必要的向解碼裝置側(cè)的發(fā)送變換方式選擇旗標201的操作變得不必要，或可減少發(fā)送次數(shù)。
接著，詳細說明本實施例2的編碼控制部30和變換方式控制部31的動作。變換方式控制部31根據(jù)來自編碼控制部30的信號203，執(zhí)行開關26、27的切換動作。作為變換方式控制部31根據(jù)來自這樣的編碼控制部30的信號203而進行動作控制的方法，可以例舉如下。
(1)基于量化參數(shù)106的控制編碼控制部30采用信號203向變換方式控制部31發(fā)出控制指示，當控制量化部13的量化參數(shù)106小于規(guī)定的閾值時，選擇變換方式A，而量化參數(shù)106大于閾值時，選擇變換方式B。接收該指示的變換方式控制部31輸出信號202，控制開關26進行切換動作。這樣的控制可以選擇與量化的精度對應的變換處理。另外，通過這樣的控制，在可變長度編碼部19編碼的各種信息107中的量化參數(shù)106本身可達到作為變換方式選擇旗標的作用。從而，實施例2與實施例1不同，不必從變換方式控制部31向可變長度編碼部19輸出變換方式選擇旗標201，可削減變換方式選擇旗標201所需要的代碼量。
(2)基于編碼模式信號105的控制編碼控制部30根據(jù)編碼模式信號105的信息，采用信號203向變換方式控制部31發(fā)出控制指示，當網(wǎng)內(nèi)編碼模式被選擇時選擇變換方式A，而網(wǎng)間編碼模式被選擇時選擇變換方式B。該控制可以選擇與編碼模式對應的變換處理，同時，與量化參數(shù)106的場合同樣，各種信息107所包含的編碼模式信號105本身可達到作為變換方式選擇旗標的作用。從而，與基于(1)的量化參數(shù)106的控制的場合同樣，不必從變換方式控制部31向可變長度編碼部19輸出變換方式選擇旗標201，可削減變換方式選擇旗標201所需要的代碼量。
(3)基于過去選擇的變換方式的控制另外，編碼控制部30預先存儲過去選擇的變換方式的履歷。編碼控制部30采用該履歷信息，向變換方式控制部31輸出指示控制的信號203，以選擇與前一幀的相同位置的宏塊的變換方式，或者，選擇與同一幀鄰接的宏塊、例如正上方的宏塊或左邊鄰接的宏塊的變換方式相同的變換方式。通過這樣的控制，由于選擇相同變換方式的宏塊連續(xù)配置，因而可以避免因變換方式不同而產(chǎn)生不連續(xù)圖象信號。同時，在相同變換方式持續(xù)的場合，僅僅在變換方式變更時，變換方式控制部31向可變長度編碼部19輸出表示變更的變換方式的變換方式選擇旗標201，從而可顯著減少向解碼裝置側(cè)發(fā)送變換方式選擇旗標201的次數(shù)，可削減變換方式選擇旗標201所需要的代碼量。
(4)基于運動矢量104的控制編碼控制部30根據(jù)運動檢測部18檢測的運動矢量104，向變換方式控制部31發(fā)出指示控制的信號203。例如，當運動矢量104大于閾值時，變換方式控制部31選擇變換方式A，而小于閾值時選擇變換方式B。通過這樣的控制，由于可以選擇與運動的特性對應的變換方式，因而可以進行更有效的編碼處理。另外，與各種信息107的場合同樣，在可變長度編碼部19中編碼的運動矢量104本身可達到作為變換方式選擇旗標的作用，因而可削減變換方式選擇旗標201所需要的代碼量。
(5)基于塊的大小的控制眾所周知，MPEG-4可視編碼方式(ISO/IEC14496-2)中，具備有向宏塊(16象素×16線)提供一個運動矢量的網(wǎng)間模式，對每個8象素×8線的塊提供運動矢量、使一個宏塊獲得合計4個運動矢量的網(wǎng)間4v模式。采用該MPEG-4可視編碼方式的場合，編碼控制部30向變換方式控制部31輸出指示控制的信號203，以選擇網(wǎng)間模式和網(wǎng)間4v模式聯(lián)動的變換方式。
該控制由于可以根據(jù)進行運動補償預測的塊的大小選擇變換方式，因而可以進行更有效的編碼變換處理。另外，各種信息107所包含的編碼模式信號105本身可達到作為變換方式選擇旗標的作用，因而可削減變換方式選擇旗標所需要的代碼量。
以上，上述實施例2使量化參數(shù)的大小、網(wǎng)內(nèi)編碼模式/網(wǎng)間編碼模式、過去的變換方式或用鄰接的宏塊選擇的變換方式、運動矢量的大小以及網(wǎng)間模式/網(wǎng)間4v模式等的其他編碼信息與變換方式的選擇動作聯(lián)動。從而，可以不對變換方式選擇旗標103進行編碼，或可以削減編碼次數(shù)。
接著，考慮上述實施例1和實施例2的組合。例如，雖然通常使上述的其他編碼信息和變換方式的選擇聯(lián)動，但是也可使任意的上述其他編碼信息和變換方式的選擇不聯(lián)動。這樣，通常，執(zhí)行實施例2的動作，通過使其他編碼信息和變換方式的選擇聯(lián)動，與對所有變換方式選擇旗標進行編碼的實施例1的場合相比，可以削減代碼量的發(fā)生。另外，當發(fā)生場景改變等、幀間的關聯(lián)性消失時，使編碼信息和變換方式的選擇不聯(lián)動可以提高編碼效率的場合，通過對變換方式選擇旗標進行編碼，可以進一步提高編碼效率。
實施例3.
圖5是本發(fā)明的實施例3的圖象編碼裝置的構(gòu)成方框圖。圖中，除了提供有編碼控制部40、2個不同的量化部42、43、2個不同的逆量化部44、45并刪除了開關27以外，其他與圖3所示實施例1相同。
接著說明動作。例如，開關26根據(jù)來自變換方式控制部21的信號202選擇第一變換部A 22時，用第一變換部A 22的變換方式變換的信號進行適合于該變換方式的量化。即，在具有可使編碼效率良好的量化特性的量化部A 42被量化，然后作為量化系數(shù)211輸出到可變長度編碼部19并編碼。同時，該量化系數(shù)211在進行與量化部A 42相反處理的逆量化部A 44中逆量化，而且在進行與第一變換部A 22相反處理的逆變換部A 24中逆變換。
另一方面，開關26根據(jù)來自變換方式控制部21的信號202選擇第二變換部B 23時，用第二變換部B 23的變換方式變換的信號在適合于該變換方式的量化部B 43被量化，然后作為量化系數(shù)212向可變長度編碼部19輸出并編碼。同時，該量化系數(shù)212在進行與量化部B 43相反處理的逆量化部B 45中逆量化，而且在進行與第一變換部B 23相反處理的逆變換部B 25中逆變換。
這樣，根據(jù)本實施例3的運動圖象編碼裝置，不僅僅選擇變換方式，而且根據(jù)變換方式進行量化處理，從而可以進一步提高編碼的效率。
另外，本實施例3是對圖3變更后的情況進行了說明，但是本發(fā)明不限于此，在圖4中，也可以與2個變換部A 22、B 23對應，設置2個不同的量化部A 42、B 43等。該場合中，變換方式選擇旗標201不從圖5所示變換方式控制部21輸出到可變長度編碼部19。但是，與圖4的情況同樣，編碼控制部10生成的編碼模式或量化參數(shù)等的各種信息107或用運動檢測部18檢測的運動矢量104本身可起變換方式選擇旗標201的作用，表示變換方式和與其對應的量化處理的選擇。另外，如上所述，該實施例3的功能當然也可以適合于實施例1和實施例2的組合。
實施例4.
本實施例4的特征為，在實施例1～3或者上述實施例的組合中，根據(jù)選擇的變換方式，使可變長度編碼部19中的動作也聯(lián)動。
例如，MPEG-2中采用的編碼方式中，以塊單位輸入的圖象信號進行二元DCT，變換成具有水平·垂直的方向性的二元DCT系數(shù)，并進行量化和可變長度編碼。
圖6表示可變長度編碼時的掃描順序等的處理例。圖中，可變長度編碼方式是，例如用圖6中箭頭所表示的Z形掃描的規(guī)定順序?qū)Χ牧炕禂?shù)103進行掃描，排列成一元，用由連續(xù)的零的個數(shù)(零游程)和非零的系數(shù)值(等級)組合的二元VLC(可變長度編碼)進行可變長度編碼。
本實施例4的可變長度編碼部19采用這樣的二元VLC進行可變長度編碼處理時，根據(jù)來自變換方式控制部21的變換方式選擇旗標201或來自編碼控制部30的各種信息107或運動矢量104等，按照選擇的變換方式執(zhí)行動作，將掃描的順序從Z形掃描變更成水平方向或垂直方向等。
另外，可變長度編碼部19當然也可以根據(jù)選擇的變換方式，進行切換二元VLC的碼字表的動作。另外，如圖6所示，該可變長度編碼部19也可以根據(jù)選擇的變換方式，進行與MPEG-4中采用的末端(表示該系數(shù)以下沒有非零系數(shù)的符號)組合而成的三元VLC和MPEG-2中采用的二元VLC的切換動作。而且，可變長度編碼部19也可以根據(jù)選擇的變換方式，進行對所有等級進行編碼的單純的編碼處理和二元VLC的切換動作。
這樣，根據(jù)本實施例4的運動圖象編碼裝置，不僅僅選擇變換方式，且根據(jù)變換方式選擇可變長度編碼方式，因而，可以進一步提高編碼效率。另外，上述實施例1～4中，說明了采用2組變換部A 22、B 23，從2組變換方式選擇其一的動作，但是本發(fā)明不限于此，當然也可以采用從3組以上的多個變換方式中進行選擇的動作。
實施例5.
該實施例5說明這樣的運動圖象解碼裝置，它接收由上述實施例1及實施例2或者上述實施例1、2的組合所生成的編碼數(shù)據(jù)并進行解碼。
圖7是本發(fā)明實施例5的運動圖象解碼裝置的構(gòu)成方框圖。圖中，90是逆變換方式控制部，91是第1逆變換部A，92是第2逆變換部B，93是用以選擇2個逆變換部之一的開關。其他構(gòu)成要素與圖2所示傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相同，相同編號的塊具有相同功能，進行相同的動作。
接著說明動作?？勺冮L度解碼部80若接收由上述實施例1的運動圖象編碼裝置生成的編碼數(shù)據(jù)151，且發(fā)送來變換方式選擇旗標155時，對變換方式選擇旗標155進行解碼并向逆變換方式控制部90輸出。逆變換方式控制部90根據(jù)解碼的變換方式選擇旗標155來識別上述實施例1的運動圖象編碼裝置中的變換方式，向開關93發(fā)出選擇指令，以選擇與上述實施例1的運動圖象編碼裝置中采用的變換方式對應的逆變換方式。
開關93根據(jù)來自逆變換方式控制部90的選擇指令，選擇逆變換部A 91、B 92其中一個的逆變換方式。然后根據(jù)開關93的切換動作，逆量化部81逆量化的變換系數(shù)信號輸入逆變換部A91或逆變換部B 92，逆變換部A 91或逆變換部B 92用各自的變換方式對輸入的變換系數(shù)信號進行逆變換并輸出。
這樣，根據(jù)本實施例5的運動圖象解碼裝置，通過根據(jù)編碼數(shù)據(jù)151中包含的變換方式選擇旗標155來切換逆變換方式，可以對圖3所示實施例1的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行正確的解碼。
另外，本實施例5的運動圖象解碼裝置也可以與對實施例2的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行解碼的場合對應。該場合，由于沒有輸入的變換方式選擇旗標155，因而使用編碼數(shù)據(jù)包含的信息。作為該信息，可以是表示量化參數(shù)的信號、表示網(wǎng)間編碼模式/網(wǎng)內(nèi)編碼模式的信號，運動矢量數(shù)據(jù)以及表示網(wǎng)間模式/網(wǎng)間4v模式的信號等還表示變換方式的信號。因而，編碼數(shù)據(jù)151中不包含變換方式選擇旗標155時，可變長度解碼部80判斷輸入的編碼數(shù)據(jù)151是實施例2的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)，并將該編碼數(shù)據(jù)151所包含的表示網(wǎng)間編碼模式/網(wǎng)內(nèi)編碼模式的信號、運動矢量數(shù)據(jù)、或表示網(wǎng)間模式/網(wǎng)間4v模式的信號作為信號155向逆變換方式控制部90輸出。逆變換方式控制部90根據(jù)該信號155控制開關93的切換。從而也同樣可以對圖象信號解碼。
另外，逆變換方式控制部90中預先存儲過去處理的變換方式的履歷，根據(jù)前一幀的相同位置的宏塊的變換方式或同一幀鄰接的宏塊的變換方式來選擇變換方式，可以對圖象信號進行解碼。
實施例6.
本實施例6說明對實施例3或具有上述實施例的組合結(jié)構(gòu)的運動圖象編碼裝置所生成的編碼數(shù)據(jù)進行解碼的運動圖象解碼裝置。圖8是本發(fā)明實施例3的運動圖象解碼裝置的構(gòu)成方框圖。圖中，94是第1逆量化部A，95是第2逆量化部B，其他部分與圖7所示實施例5的運動圖象解碼裝置相同。
接著說明動作?？勺冮L度解碼部80若接收由上述實施例3的運動圖象編碼裝置生成的編碼數(shù)據(jù)151，且具有變換方式選擇旗標155時，對變換方式選擇旗標155進行解碼，向逆變換方式控制部90輸出。逆變換方式控制部90根據(jù)解碼的變換方式選擇旗標155來識別上述實施例3的運動圖象編碼裝置中的變換方式，選擇開關93的模式，以選擇與上述的運動圖象編碼裝置中采用的變換方式對應的逆變換方式。
開關93根據(jù)來自逆變換方式控制部90的選擇指令選擇逆變換部A 91、B 92的一方的逆變換方式。然后，根據(jù)開關93的切換動作，用可變長度解碼部80解碼的量化系數(shù)152在逆量化部A 94中逆量化且在逆變換部A 91中逆變換，或者，在逆量化部B 95中逆量化且在逆變換部B 92中逆變換，并輸出。
這樣，根據(jù)本實施例6的運動圖象解碼裝置，由于不僅僅切換逆變換的方式，且根據(jù)逆變換方式切換逆量化的方式，因而可以對實施例3的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行正確解碼。
另外，如實施例5中所說明，在對實施例2的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行解碼的場合，沒有變換方式選擇旗標155，而用表示量化參數(shù)的信號等表示變換方式。編碼數(shù)據(jù)151中不包含變換方式選擇旗標155時，可變長度解碼部80判斷輸入的編碼數(shù)據(jù)151是實施例2的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)，將該編碼數(shù)據(jù)151所包含的量化參數(shù)等作為信號155向逆變換方式控制部90輸出。逆變換方式控制部90即使是根據(jù)該信號155控制開關93的切換，也同樣可以對圖象信號進行解碼。另外，該場合，也可以在逆變換方式控制部90中預先存儲過去處理的變換方式的履歷，根據(jù)前一幀的相同位置的宏塊的變換方式或同一幀鄰接的宏塊的變換方式來選擇變換方式，對圖象信號進行解碼。
實施例7.
本實施例7說明對實施例4的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行解碼的運動圖象解碼裝置。其特征為，該運動圖象解碼裝置中，通過使可變長度解碼部80中的動作與變換方式的選擇聯(lián)動，對實施例4的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行正確的解碼。另外，如實施例4中最初所說明，實施例4的運動圖象編碼裝置的特征為，在實施例1～3或上述實施例的組合結(jié)構(gòu)中，根據(jù)選擇的變換方式，使可變長度編碼部19中的動作也聯(lián)動。
實施例4的運動圖象編碼裝置中，根據(jù)來自變換方式控制部21的變換方式選擇旗標201或來自編碼控制部30的各種信息107、運動矢量104等，按照選擇的變換方式，切換掃描的順序，或切換可變長度解碼表，或切換二元VLC和三元VLC，對量化系數(shù)進行可變長度編碼并輸出。因而，該實施例7的運動圖象解碼裝置中，若接收用實施例4的運動圖象編碼裝置編碼的編碼數(shù)據(jù)，則從來自變換方式控制部21的變換方式選擇旗標201或來自編碼控制部30的各種信息107等中識別出運動圖象編碼裝置中選擇的變換方式及可變長度編碼部19中的可變長度編碼方式，執(zhí)行與之相反的可變長度解碼及逆變換。
這樣，根據(jù)本實施例7的運動圖象解碼裝置，由于不僅切換逆變換的方式，且切換可變長度解碼方式，因而可以對實施例4的運動圖象編碼裝置輸出的編碼數(shù)據(jù)進行正確解碼。
雖然通過實施例1～7對本發(fā)明進行了說明，但是本發(fā)明還包括與這些實施例相關的變更例，以下進行補充說明。
以上的實施例1～7的說明中，通過2組變換部A 22、B 23說明了第1變換方式、第2變換方式，但是本發(fā)明中，變換方式當然也可以是3組以上。這里，表示了變換方式的組合的一例。另外，若在實施例1～4的運動圖象編碼裝置中采用后述的變換方式等時，則在與之對應的上述實施例5～7的運動圖象解碼裝置中，采用與該運動圖象編碼裝置側(cè)的變換方式等相反的變換方式等。
MPEG中也采用的DCT變換方式，由于需要進行實數(shù)運算，因而運算處理負荷大且有發(fā)生運算誤差的可能性。但是，由于DCT變換方式適合于一般的圖象信號的特性，因而可以進行有效的編碼處理。由于哈達馬變換方式僅僅由+1和-1的系數(shù)構(gòu)成，因而可以僅僅用整數(shù)運算進行處理，可顯著減輕運算處理負荷。另外，該方式不發(fā)生運算誤差，因而可以進行完全恢復解碼圖象的可逆編碼(無損編碼)。因而，變換方式的選擇動作在要求可逆編碼的高比特速率時，選擇哈達馬變換方式，而不要求可逆編碼的低比特速率時，選擇傳統(tǒng)的DCT變換方式。從而，可實現(xiàn)適合于比特速率的編碼處理，進行彈性且高效的編碼·解碼處理。
另外，已知有可以將低頻信號用線性函數(shù)表示的斜變換方式。從而，也可以對畫面的一部分緩慢變化的區(qū)域選擇斜變換方式。這樣可以抑制偽輪廓等的編碼噪聲的發(fā)生，提高編碼效率。
這樣，通過根據(jù)圖象信號的特性來切換變換方式，可以提高編碼效率。另外，也可以組合有必要進行實數(shù)運算或乘法等的比較復雜的運算處理的變換方式和由加法·減法等簡單的運算處理構(gòu)成的變換方式，根據(jù)運動圖象編碼裝置或運動圖象解碼裝置的運算處理能力，切換這些變換方式。另外，也可以在使用處理能力低的終端的場合或?qū)崟r處理要求嚴的場合選擇采用簡單的運算處理的變換方式，而在采用處理能力高的終端的場合或可非實時處理的場合，選擇采用復雜運算處理的變換方式。
另外，對圖象信號進行分層編碼時，對各分層切換變換方式也有效。例如，若僅僅取出網(wǎng)內(nèi)編碼模式的變換系數(shù)的DC(直流)分量，則可以形成小尺寸的圖象。稱為分層編碼的方式中，通過對這樣的小圖象再次進行變換，可以獲得更高的編碼效率。在僅僅集中并模塊化這樣的網(wǎng)內(nèi)編碼模式的變換系數(shù)的DC分量、再度進行變換·量化時，對于變換方式或量化手法，在初級和第二級中采用不同的方式進行編碼處理。這樣，通過對各分層進行組合并使之動作，可以進一步提高編碼效率。
另外，上述實施例1～4的運動圖象編碼裝置中，輸入變換部A 22、B 23的信號作為輸入圖象信號101或預測差分信號102進行說明。該場合，對于輸入圖象信號或預測差分信號，可以采用執(zhí)行了事先對象素單位進行預測的DPCM等的預測處理的圖象信號，或采用除去平均值分量(DC分量)后的圖象信號。
另外，上述實施例1～4的運動圖象編碼裝置中，通過在切換變換方式的同時配合變換方式的基體的尺寸進行切換(進行變換處理的塊尺寸)，可獲得更好的效果。例如，在使用8×8塊尺寸或16×16塊尺寸等的大的塊尺寸進行變換處理時，選擇DCT，可以獲得高的效率，另一方面，在使用4×4等的小的塊尺寸進行變換處理時，選擇其他變換方式，例如選擇哈達馬變換。
實施例3的運動圖象編碼裝置及實施例6的運動圖象解碼裝置中，說明了變換部和量化部，以及，逆量化部和逆變換部分別分開的形態(tài)。也可以通過采用將這些處理作為一個處理的矢量量化手段以及矢量逆量化手段，獲得同樣的效果。例如，采用如下的手段，即，作為第1變換方式和量化方式，進行DCT和線性量化的手段；作為第2變換方式和量化方式，進行矢量量化的手段。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，本發(fā)明的運動圖象編碼裝置及運動圖象解碼裝置，在運動圖象信號的壓縮·擴展中，可以不損害畫質(zhì)且彈性地提供最佳處理，因而可以提高在數(shù)碼圖象的收發(fā)或記錄·再生的領域中的用途。
權(quán)利要求
1.一種運動圖象編碼裝置，生成壓縮了運動圖象信號的編碼數(shù)據(jù)，其特征在于包括多個變換部，它們執(zhí)行運動圖象信號的編碼處理的變換方式各不相同；變換方式控制部，從上述多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
2.一種運動圖象解碼裝置，將壓縮的編碼數(shù)據(jù)解碼成運動圖象信號，其特征在于包括多個逆變換部，它們對運動圖象信號進行解碼的變換方式不同；逆變換方式控制部，根據(jù)編碼數(shù)據(jù)，從上述多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
3.如權(quán)利要求1所述的運動圖象編碼裝置，其特征在于包括可變長度編碼部，將表示選擇的變換部的變換方式的旗標包含于編碼數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求2所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于具有從編碼數(shù)據(jù)取出選擇變換方式的旗標的可變長度解碼部，逆變換方式控制部，根據(jù)取出的旗標，從上述多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
5.如權(quán)利要求1所述的運動圖象編碼裝置，其特征在于具有變換方式控制部，使用包含于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息，從多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
6.如權(quán)利要求2所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于具有逆變換方式控制部，使用包含于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息，從上述多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
7.如權(quán)利要求6所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息是量化參數(shù)信息。
8.如權(quán)利要求6所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息是宏塊的編碼模式的網(wǎng)內(nèi)編碼模式及網(wǎng)間編碼模式。
9.如權(quán)利要求6所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于編碼數(shù)據(jù)的一部分信息是進行宏塊的運動補償預測的運動矢量的個數(shù)信息。
10.如權(quán)利要求1所述的運動圖象編碼裝置，其特征在于變換方式控制部預先存儲過去選擇的變換方式的履歷，根據(jù)該履歷從多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
11.如權(quán)利要求2所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于逆變換方式控制部預先存儲過去選擇的變換方式的履歷，根據(jù)該履歷從多個逆變換部中選擇變換方式適合于解碼的圖象信號的逆變換部。
12.如權(quán)利要求1所述的運動圖象編碼裝置，其特征在于包括量化部，進行與所選擇的變換部對應的量化處理；可變長度編碼部，將表示選擇的變換部的變換方式的旗標包含于編碼數(shù)據(jù)。
13.如權(quán)利要求2所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于它包括可變長度解碼部，從編碼數(shù)據(jù)取出選擇變換方式的旗標；多個不同的逆量化部，逆變換方式控制部根據(jù)取出的上述旗標，從上述多個不同的逆量化部中選擇適合于解碼的圖象信號的逆量化部。
14.如權(quán)利要求1所述的運動圖象編碼裝置，其特征在于包括可變長度編碼部，將表示選擇的變換部的變換方式的旗標包含于編碼數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)選擇的變換方式進行可變長度編碼處理。
15.如權(quán)利要求2所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于包括可變長度解碼部，從編碼數(shù)據(jù)取出選擇變換方式的旗標的同時，根據(jù)取出的旗標進行可變長度解碼處理。
16.如權(quán)利要求15所述的運動圖象解碼裝置，其特征在于作為可變長度解碼處理的方式，具備多個由表示變換系數(shù)的連續(xù)的零的個數(shù)的零游程和表示非零系數(shù)的值的等級所組合而成的二維可變長度碼字，根據(jù)選擇變換方式的旗標切換二維可變長度碼字，進行解碼處理。
全文摘要
本發(fā)明的運動圖象編碼裝置，生成壓縮了運動圖象信號的編碼數(shù)據(jù)，它包括多個變換部，它們執(zhí)行運動圖象信號的編碼處理的變換方式各不相同；變換方式控制部，從上述多個變換部中選擇變換方式適合于當前運動圖象信號的變換部。
文檔編號H03M7/40GK1496653SQ02806199
公開日2004年5月12日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月7日
發(fā)明者山田悅久, 守屋芳美, 美, 夫, 杉本和夫, 太郎, 淺井光太郎 申請人:三菱電機株式會社