專利名稱：運(yùn)動矢量編碼和解碼方法及裝置,圖像信號編碼和解碼方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對運(yùn)動矢量差分的運(yùn)動矢量差分方法和差分單元、反差分方法和反差分單元；以及使用差分和反差分對活動圖像信號進(jìn)行編碼和解碼的活動圖像信號編碼和解碼的裝置，上述運(yùn)動矢量取決于活動圖像的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測。
背景技術(shù)：
把活動圖像的信號數(shù)字化以后，當(dāng)記錄或傳送這種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時，由于其數(shù)據(jù)量已變得很大，故須對這種數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼(壓縮)。作為一種有代表性的編碼方式，有運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼。
圖9示出運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測的原理。圖9中，運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼利用圖像信號在時間軸方向上的相關(guān)性。這種方法根據(jù)解碼后重現(xiàn)的已知圖像信號(以前幀的圖像信號)，預(yù)測當(dāng)前輸入的圖像(當(dāng)前幀的圖像)。預(yù)測的方法是，對照信號的運(yùn)動移動該解碼后重現(xiàn)的已知圖像信號(以前幀的圖像信號)，只傳送這時的運(yùn)動信息(運(yùn)動矢量，MV)和這時的預(yù)測誤差信息，因而壓縮了編碼時所需的信息量。
在上述運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼和解碼方法中，有代表性的有所謂MPEG活動圖像專家組)1方式。MPEG1是在所謂國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電工技術(shù)委員會(IEC)的第1聯(lián)合技術(shù)委員會(JTC)中第29分委員會(SC)的第11工作組(WG)上通過了的各種圖像編碼方式的通稱。
雖然WPEG1有幀內(nèi)和幀間編碼處理兩種，但是，上述運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼用于上述幀間編碼處理。

圖10示出這時運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測的例子。在圖10所示的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測中，把一幀(圖像)分割成很多個小塊(象塊，稱為MB，每一個像塊由16行×16個像素構(gòu)成)，以這樣的小塊為單位進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼。在圖10的例子中，作為這種幀間編碼處理情況下的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測，示出了前向預(yù)測和后向預(yù)測，前向預(yù)測例如是在以前與當(dāng)前幀之間進(jìn)行，后向預(yù)測例如是在未來時間出現(xiàn)的某一未來幀與當(dāng)前幀之間進(jìn)行。
圖11示出了這時運(yùn)動補(bǔ)償更加具體的例子。首先，作為處理的第一階段，對相隔了幾幀的圖中以P表示的P圖像，利用圖中以I表示的I圖像或者其他P圖像進(jìn)行循環(huán)預(yù)測編碼。其次，作為處理的第二階段，對夾在上述P圖像之間、I圖像之間、或者P圖像與I圖像之間的、圖中以B表示的B圖像，根據(jù)該B圖像前后的P圖像或者I圖像進(jìn)行預(yù)測。另外，上述I圖像是幀內(nèi)編碼的圖像，制作時未使用運(yùn)動補(bǔ)償。還有，圖11中的箭頭(除了指示時間t方向的那個箭頭以外)，指示運(yùn)動預(yù)測的方向。
在上述MPEG1的運(yùn)動補(bǔ)償中，以像塊為單位存在著下述四種方式，即第一種運(yùn)動補(bǔ)償方式是根據(jù)以前時間出現(xiàn)的某一幀進(jìn)行預(yù)測的方式(前向預(yù)測方式)；第二種運(yùn)動補(bǔ)償方式是根據(jù)未來時間出現(xiàn)的某一幀進(jìn)行預(yù)測的方式(后向預(yù)測方式)；第三種運(yùn)動補(bǔ)償方式是根據(jù)以前和未來幀進(jìn)行線性預(yù)測的方式(雙向預(yù)測方式)(即，計算來自以前幀的預(yù)測塊與來自未來幀的預(yù)測塊中每一個像素的平均值)；第四種運(yùn)動補(bǔ)償方式是無運(yùn)動補(bǔ)償?shù)姆绞?即，幀內(nèi)編碼方式)。
在上述P圖像中，以像塊為單位從這四種運(yùn)動補(bǔ)償方式的第一種或者第四種運(yùn)動補(bǔ)償方式中選擇出最佳方式。這時，存在著一個以前幀作為對當(dāng)前幀圖像進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測時的參考。在上述B圖像中，以像塊為單位，從上述第一種到第四種運(yùn)動補(bǔ)償方式中選擇出最佳方式。這時，分別存在著一個以前幀和一個未來幀作為對當(dāng)前幀圖像進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測時的參考。
在上述P圖像和B圖像中，作為以前述像塊為單位的運(yùn)動矢量，在上述第一種運(yùn)動補(bǔ)償方式的預(yù)測中，存在著一個參考上述以前幀的運(yùn)動矢量；在上述第二種運(yùn)動補(bǔ)償方式的預(yù)測中，存在著一個參考上述未來幀的運(yùn)動矢量；在上述第三種運(yùn)動補(bǔ)償方式的預(yù)測中，分別存在著一個參考上述以前幀和未來幀的運(yùn)動矢量。
在上述MPEG1中，以像塊為單位給出的運(yùn)動矢量具有很強(qiáng)的運(yùn)動信息的空間相關(guān)性，利用這一特性由圖12所示的差分單元求出運(yùn)動矢量的差分，并且，加以傳送。
具體地講，在該差分單元中，由上述第一種運(yùn)動補(bǔ)償方式到第四種運(yùn)動補(bǔ)償方式這四種方式給出的運(yùn)動補(bǔ)償方式信號送到端子404上，當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量信號送到端子401上。上述當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量信號送到開關(guān)406的公共端子和差分電路405的加法輸入端子上，上述運(yùn)動補(bǔ)償方式信號送到切換器403上。
上述開關(guān)406的被切換端子a與寄存器組402中以前幀參考矢量所用寄存器402a的輸入端子相連，被切換端子b與寄存器組402中未來幀參考矢量所用寄存器402b的輸入端子相連。該寄存器組402中以前幀參考矢量所用寄存器402a的輸出端子與開關(guān)407的被切換端子a相連，上述未來幀參考矢量所用寄存器402b的輸出端子與開關(guān)407的被切換端子b相連。開關(guān)406和407按照寄存器切換信號S401選擇上述被切換端子a或b中的某一個，該切換信號S401從接受上述運(yùn)動補(bǔ)償方式信號的切換器403輸出。上述開關(guān)407的輸出送到上述差分電路405的減法輸入端子上。
因此，在上述差分電路405中，按照從上述切換器403輸出的寄存器切換信號S401，以從寄存器組402通過開關(guān)407讀出的運(yùn)動矢量信號S402為對象，求出與來自上述端子401的運(yùn)動矢量信號的差分。差分電路405求出的差分，作為來自該差分單元的差分運(yùn)動矢量信號從端子408輸出。
上述當(dāng)前的輸入運(yùn)動矢量信號通過上述開關(guān)406寫入由寄存器切換信號S401指定的寄存器402a或者402b中，重新存儲起來。
這樣，在上述差分單元中，利用參考上述以前幀的運(yùn)動矢量和參考上述未來幀的運(yùn)動矢量，分別獨立地求出了差分。
圖13示出了上述差分單元工作的具體例子。圖中，運(yùn)動矢量(X，Y)中，X分量表示水平方向上的運(yùn)動，Y分量表示垂直方向上的運(yùn)動。而且，在空間向右和向下的運(yùn)動給出正值；向左和向上的運(yùn)動給出負(fù)值。給定求差分時的起始值為(0，0)。圖中，F(xiàn)MV(前向運(yùn)動矢量)表示參考以前幀的運(yùn)動矢量，BMV(后向運(yùn)動矢量)表示參考未來幀的運(yùn)動矢量。圖中，方式(1)表示前向預(yù)測的運(yùn)動補(bǔ)償方式，方式(2)表示后向預(yù)測的運(yùn)動補(bǔ)償方式，方式(3)表示雙向預(yù)測的運(yùn)動補(bǔ)償方式。
即，圖13中，例如，圖左端像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式為方式(3)，以前幀參考運(yùn)動矢量FMV為(10，10)，未來幀參考運(yùn)動矢量BMV為(8，8)時，假定在右面緊相鄰的方式(1)像塊中的運(yùn)動矢量為(8，5)，則差分運(yùn)動矢量為(8，5)-(10，10)，即(-2，-5)；假定在下一個右面緊相鄰的方式(1)像塊中的運(yùn)動矢量為(7，6)，則差分運(yùn)動矢量為(7，6)-(8，5)，即(-1，-1)。另外，假定在下一個方式(2)像塊中的運(yùn)動矢量為(9，10)，則差分運(yùn)動矢量為(9，10)-(8，8)，即(1，2)；假定在下一個方式(3)像塊中的輸入運(yùn)動矢量為(5，4)和(8，9)，則差分運(yùn)動矢量為(5，4)-(7，6)即(-2，-2)、和(8，9)-(9，10)，即(-1，-1)。
圖14示出反差分單元，其構(gòu)成與圖13所示的差分單元互補(bǔ)，用來從已差分的運(yùn)動矢量重新構(gòu)成運(yùn)動矢量。
具體地講，在該反差分單元中，由上述第一種運(yùn)動補(bǔ)償方式到第四種運(yùn)動補(bǔ)償方式這四種方式給出的運(yùn)動補(bǔ)償方式信號送到端子414上，當(dāng)前輸入的前述差分運(yùn)動矢量信號送到端子408上。上述差分運(yùn)動矢量信號送到加法電路409的一個加法輸入端子上，上述運(yùn)動補(bǔ)償方式信號送到切換器413上。
還有，開關(guān)411的被切換端子a與寄存器組410中以前幀參考矢量所用寄存器410a的輸出端子相連，被切換端子b與未來幀參考矢量所用寄存器410b相連。開關(guān)411按照寄存器切換信號S403選擇上述被切換端子a或b中的某一個，該切換信號S403從輸入了上述運(yùn)動補(bǔ)償方式信號的切換器413輸出。開關(guān)411的公共端子與上述加法電路409的另一個加法輸入端子相連。
因此，在上述加法電路409中，求出按照從上述切換器413輸出的寄存器切換信號S403，從寄存器組410通過上述開關(guān)411讀出的運(yùn)動矢量信號S404、與來自上述端子408的差分運(yùn)動矢量信號之和。加法電路409的和輸出作為來自該反差分單元的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量信號從端子415輸出。
來自上述加法電路409的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量信號還送到開關(guān)412的公共端子上。開關(guān)412按照上述寄存器切換信號S403選擇被切換端子a或者b中的某一個，被切換端子a與上述寄存器組410中以前幀參考矢量所用寄存器410a相連，被切換端子b與未來幀參考矢量所用寄存器410b相連。
為此，上述重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量信息通過上述開關(guān)412寫入上述寄存器切換信號S403指定的寄存器410a或者410b中，重新存儲起來。
但是，上述MPEG1是適合于不隔行掃描活動圖像編碼的方法，所以，不能說它也必然適合于所謂NTSC制或者PAL制等隔行掃描電視信號的編碼，還是存在著問題的。
為此，近年來，在MPEG1的后繼者M(jìn)PEG2中考慮了對隔行掃描信號進(jìn)行高效率運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼的方式，在這種方式中，正如圖15所示那樣，采用的方法是自適應(yīng)地切換以幀還是以埸作為處理圖像的單位。圖15中，fr表示幀，fi表示埸，箭頭FRP表示以幀為基礎(chǔ)的預(yù)測，箭頭FIP表示以埸為基礎(chǔ)的預(yù)測。
這時，在上述MPEG2中，當(dāng)圖像結(jié)構(gòu)為幀時，采用的方法是自適應(yīng)地切換運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測是以以幀為基礎(chǔ)的像塊來進(jìn)行、還是以以埸為基礎(chǔ)的像塊來進(jìn)行。
還有，在上述MPEG2中，可以根據(jù)需要采用這樣的方法，把像塊分成上、下兩個部分，每個部分為16個像素×8行，運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測在這兩個部分中分開進(jìn)行。
這時，以像塊為單位給出的運(yùn)動矢量，在前述第一種運(yùn)動補(bǔ)償方式的預(yù)測中，參考以前幀(或者埸)的運(yùn)動矢量存在著1個以上；在前述第二種運(yùn)動補(bǔ)償方式的預(yù)測中，參考未來幀(或者埸)的運(yùn)動矢量存在著1個以上；在上述第三種運(yùn)動補(bǔ)償方式的預(yù)測中，參考以前幀(或者埸)和未來幀(或者埸)的運(yùn)動矢量分別存在著1個以上。而且，在各種運(yùn)動補(bǔ)償方式中運(yùn)動矢量的個數(shù)以像塊為單位而改變。
這樣，可以認(rèn)為，上述MPEG2中的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測方法比前述MPEG1復(fù)雜，與此同時，MPEG2中運(yùn)動矢量的個數(shù)比MPEG1也多，種類也多。在這樣的情況下，在處理這些運(yùn)動矢量時，存在著下述兩個問題。
即，第一個問題是，在對運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼時，不能使用前述MPEG1中使用的方法。為此，提出了幾個建議，這些建議在例如ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 MPEG93/225b Test Model 4(1993年2月公開)資料中第32、44、145、148頁上被公開了。
但是，還不能說這些建議支持全部的運(yùn)動補(bǔ)償方式，所以，還是不夠的。這些建議還有一個缺點，即，不能解決下述第二個問題。
第二個問題是，對跳躍像塊的處理表示得不明確。
在這里，在前述MPEG1中的跳躍像塊是具有下列特征的像塊。即第一，在P圖像中，跳躍像塊的特征為沒有應(yīng)該傳送的運(yùn)動補(bǔ)償誤差信號(條件a-1e)；運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測(條件a-2e)；運(yùn)動矢量的值等于零(條件a-3e)。
第二，在B圖像中，跳躍像塊的特征為沒有應(yīng)該傳送的運(yùn)動補(bǔ)償誤差信號(條件b_1e)；運(yùn)動補(bǔ)償方式與剛剛傳送的像塊相同(條件b_2e)；利用前述圖12所示差分單元求出的差運(yùn)動矢量的值等于零(條件b_3e)還有，在前述MPEG1的解碼裝置(解碼器)中，對跳躍像塊進(jìn)行以下處理。即，在MPEG1中，第1，P圖像中，跳躍像塊的處理認(rèn)為已傳送的運(yùn)動補(bǔ)償誤差信號等于零(條件a_1d)；運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測(條件a_2b)；運(yùn)動矢量的值等于零(條件a_3b)。
第二，B圖像中，跳躍像塊的處理認(rèn)為已傳送的運(yùn)動補(bǔ)償誤差信號等于零(條件b_1d)；復(fù)制剛剛接收的像塊運(yùn)動補(bǔ)償方式(條件b_2d)；復(fù)制剛剛接收的像塊運(yùn)動矢量(條件b_3d)。
換句話說，簡言之，在前述MPEG1中，P圖像中跳躍像塊的解碼處理是從以前的圖像來復(fù)制；B圖像中跳躍像塊的解碼處理是從同一幀內(nèi)剛剛解碼的左方相鄰塊來復(fù)制。
如上所述，在前述MPEG1中，對于是跳躍像塊的像塊，編碼裝置什么數(shù)據(jù)也不傳送。這樣，在提高編碼效率方面，跳躍像塊是重要的編碼技術(shù)。例如，即使是一系列動畫，當(dāng)其內(nèi)容是把靜止圖像(或者是運(yùn)動非常緩慢的圖像)接連起來的埸景時，可以把幾乎全部像塊視為跳躍像塊。在極端情況下，對第一幀可以不進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償，只在圖像內(nèi)進(jìn)行編碼和傳送，從第二幀開始，有時，幾乎把全部像塊視為跳躍像塊。這時，可以預(yù)期編碼效率大幅度提高。
因此，前述MPEG2的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測中，運(yùn)動矢量編碼所采用的方法必須是，連跳躍像塊的處理方法也考慮進(jìn)去的方法。
但是，先有技術(shù)向MPEG2提出的運(yùn)動矢量編碼方法并未考慮跳躍像塊的處理，因此，存在著不能處理跳躍像塊的問題。
例如，下面將以圖16中差分單元的構(gòu)成為基礎(chǔ)說明這個問題的一個例子。這是在前述資料ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 MPEG93/225bTest Model 4中描述的一種方法。
圖16中，送到端子504上的信息有作為運(yùn)動補(bǔ)償方式信號的前向、后向、或者雙向預(yù)測的方式信息；作為后述預(yù)則類型信號的表示幀預(yù)測或者埸預(yù)測等的信息；作為圖像結(jié)構(gòu)信號的表示幀結(jié)構(gòu)、或者埸結(jié)構(gòu)、或者順序的信息，此外，還送有作為埸運(yùn)動矢量奇偶性信號的表示第一埸(埸1，即，例如，奇數(shù)埸)、或者第二埸(埸2，即，例如，偶數(shù)埸)的信息；作為被預(yù)測埸奇偶性信號的同樣地表示第一埸、或者第二埸的信息；作為圖像編碼類型信號的表示P圖像、或者B圖像等等的信息。另外，當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量信號送到端子501上。
送到上述端子504上的信號，也送到切換器503上。上述當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量信號通過比例變換器509送到開關(guān)506的公共端子和差分電路505的加法輸入端子上，該比例變換器509按照來自上述切換器503的比例指令信號SCB對上述當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量進(jìn)行給定的比例變換B。
上述開關(guān)506具有被切換端子a～b，被切換端子a與后述存儲運(yùn)動矢量所用的寄存存儲器組502中寄存存儲器PMY1的輸入端子相連，被切換端子b與寄存存儲器組502中寄存存儲器PMV2的輸入端子相連，被切換端子C與寄存存儲器PMV3的輸入端子相連，被切換端子d與寄存存儲器PMV4的輸入端子相連。存儲該運(yùn)動矢量所用的寄存存儲器組502中，寄存存儲器PMV1的輸出端子與開關(guān)507的被切換端子a相連，寄存存儲器PMV2的輸出端子與開關(guān)507的被切換端子b相連，寄存存儲器PMV3的輸出端子與開關(guān)507的被切換端子C相連，寄存存儲器PNV4的輸出端子與開關(guān)507的被切換端子d相連。開關(guān)506和507按照從上述切換器503輸出的寄存器切換信號選擇上述被切換端子a～d中的某一個。
上述開關(guān)507的輸出通過比例變換器510送到上述差分電路505的減法輸入端子上，該比例變換器510按照來自上述切換器503的比例指令信號SCB對該輸出進(jìn)行給定的比例變換A。在上述差分電路505中，以來自上述比例變換器510的信息為對象，求出與來自上述端子501的運(yùn)動矢量信號的差分。差分電路505求出的差分，作為來自該差分單元的差分運(yùn)動矢量信號從端子508輸出。
還有，上述當(dāng)前輸入運(yùn)動矢量的信息通過上述比例變換器509、進(jìn)而通過上述開關(guān)506，寫入由寄存器切換信號指定的寄存存儲器PMV1～PMV4中的某一個里，重新存儲起來。
這樣，圖16所示用來求出運(yùn)動矢量差分的差分單元備有包括用來存儲上述運(yùn)動矢量信號的4個寄存存儲器PMV1～PMV4的寄存存儲器組502。
下面說明存儲上述運(yùn)動矢量所用的寄存存儲器組502的動作。
ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 MPEG 93/225b Test Model 4中建議，在P圖像中，按照下述方式使用圖16中寄存存儲器組502的各個寄存器PMV1～PMV4。
即，例如，在寄存器PMV1中存儲著參考圖像(參考圖像為預(yù)測圖像的基準(zhǔn))為第1埸、與之對應(yīng)的被預(yù)測埸(即將要編碼的埸)為第一埸的前向運(yùn)動矢量的信息。寄存器PMV2中存儲參考圖像為第二埸、被預(yù)測埸為第一埸的前向運(yùn)動矢量的信息，寄存存儲器PMV3中存儲參考圖像為第一埸、被預(yù)測埸為第二埸的前向運(yùn)動矢量的信息，寄存存儲器PMV4中存儲參考圖像為第二埸、被預(yù)測埸為第二埸的前向運(yùn)動矢量的信息。即，在P圖像中，在哪個寄存存儲器中存儲運(yùn)動矢量信號由參考圖像與被預(yù)測埸的組合決定。
另一方面，ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 MPEG 93/225b Test Model4中建議，在B圖像中，按照下述方式使用圖16的各個寄存存儲器PMV1～PMV4。
即，例如，備有兩個寄存存儲器PMV用于前向運(yùn)動矢量，例如，寄存存儲器PMV1中存儲參考圖像為第一埸的前向運(yùn)動矢量的信息，寄存存儲器PMV2中存儲參考圖像為第二埸的前向運(yùn)動矢量的信息。另外，還備有兩個寄存存儲器PMV用于后向運(yùn)動矢量，寄存存儲器PMV3中存儲參考圖像為第一埸的后向運(yùn)動矢量的信息，寄存存儲器PMV4中存儲參考圖像為第二埸的后向運(yùn)動矢量的信息。即，在B圖像中，不管被預(yù)測埸是第一埸還是第二埸，參考圖像和預(yù)測方向都相同的運(yùn)動矢量信號存儲在同一個寄存存儲器中。
在圖16所示的差分單元中，求上述當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量的差分時，取出對應(yīng)于該運(yùn)動矢量的寄存存儲器PMV(即，在該運(yùn)動矢量用于P圖像編碼的情況下，是存儲著具有與該運(yùn)動矢量相同參考圖像和被預(yù)測埸奇偶性的運(yùn)動矢量的PMV。另外，在該運(yùn)動矢量用于B圖像編碼的情況下，是存儲著具有與該運(yùn)動矢量相同參考圖像奇偶性和預(yù)測方向的運(yùn)動矢量的PMV)中的值，根據(jù)需要(根據(jù)比例指令信號SCA)，利用比例變換器510對這個值進(jìn)行給定的比例變換A以后，與上述當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量利用差分電路505進(jìn)行差分計算。而且，根據(jù)需要，利用比例變換器509對上述當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量的值進(jìn)行比例變換B以后，寫入所選擇的、在上述運(yùn)動矢量差分時所參考的那一個寄存存儲器中(雖然省略了圖示)，重新存儲起來。這樣來構(gòu)成差分單元。
還有，圖17為對應(yīng)于圖16中運(yùn)動矢量差分單元的反差分單元。
在圖17所示反差分單元中，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號、預(yù)測類型信號、圖像結(jié)構(gòu)信號、埸運(yùn)動矢量奇偶性信號、被預(yù)測埸奇偶性信號和圖像編碼類型信號送到端子524上。當(dāng)前輸入的前述差分運(yùn)動矢量信號送到端子518上。
通過上述端子524的信息送到切換器523上，上述差分運(yùn)動矢量送到加法電路519的一個加法輸入端子上。
開關(guān)521的被切換端子a與存儲運(yùn)動矢量所用的寄存存儲器組520中寄存存儲器PMV1的輸出端子相連，寄存存儲器組520與上述圖16中存儲運(yùn)動矢量所用的寄存存儲器組520執(zhí)行同樣的存儲功能；被切換端子b與寄存存儲器PMV2的輸出端子相連；被切換端子C與寄存存儲器PMV3的輸出端子相連；被切換端子d與寄存存儲器PMV4的輸出端子相連。開關(guān)521按照來自上述切換器523的寄存器切換信號選擇上述被切換端子a～b中的某一個。開關(guān)521的公共端子通過比例變換器529與上述加法電路519的另一個加法輸入端子相連，該比例變換器529按照來自上述切換器523的比例指令信號SCC對所提供的信號進(jìn)行給定的比例變換C。
因此，在上述加法電路519中，求出按從上述切換器523輸出的寄存器切換信號從寄存存儲器組520通過上述開關(guān)521，進(jìn)而通過比例變換器529的運(yùn)動矢量信號、與來自上述端子518的差分運(yùn)動矢量信號之和。這個加法電路519的和輸出作為來自該反差分單元的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量從端子525輸出。
還有，來自上述加法電路519的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量信號還通過比例變換器530送到開關(guān)522的公共端子上，該比例變換器530按照來自上述切換器523的比例指令信號SCD對提供的信號進(jìn)行給定的比例變換D。開關(guān)522按照上述寄存器切換信號選擇被切換端子a～b中的某一個，被切換端子a與上述寄存存儲器組520中寄存存儲器PMV1的輸入端子相連，被切換端子b與寄存存儲器PMV2的輸入端子相連，被切換端子C與寄存存儲器PMV3的輸入端子相連，被切換端子d與寄存存儲器PMV4的輸入端子相連。
為此，上述重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量信息通過上述開關(guān)522寫入由上述寄存器切換信號指定的寄存存儲器PMV1～PMV4中的某一個里，重新存儲起來。
即，圖17所示反差分單元中，取出在對應(yīng)于輸入差分運(yùn)動矢量的寄存存儲器PMV(即，當(dāng)該差分運(yùn)動矢量用于P圖像的解碼時，是存儲著具有與該差分運(yùn)動矢量相同參考圖像和被預(yù)測埸奇偶性的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的PMV。另外，當(dāng)該差分運(yùn)動矢量用于B圖像的解碼時，是存儲著具有與該差分運(yùn)動矢量相同參考圖像奇偶性和預(yù)測方向的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的PMV)中存儲的值，根據(jù)需要，利用比例變換器529對這個值進(jìn)行比例變換C以后，與上述輸入差分運(yùn)動矢量利用加法電路519進(jìn)行加法計算，這樣，重新構(gòu)成運(yùn)動矢量。而且，根據(jù)需要，利用比例變換器530對上述重新構(gòu)成運(yùn)動矢量之值進(jìn)行比例變換D以后，寫入所選擇的、在上述運(yùn)動矢量重新構(gòu)成時所參考的寄存存儲器PMV1～PMV4中的那一個里，重新存儲起來。這樣來構(gòu)成反差分單元。
下面，利用圖18說明在B圖像時，上述圖16差分單元中動作的例子。
圖18中，假定像塊MB1沒有應(yīng)該傳送的預(yù)測誤差信號(滿足前述條件b_1e)。另外，假定像塊MB0和像塊MB1同樣是前向預(yù)測方式(滿足前述條件b_2e)。
這時，作為第一個例子，假定圖像的結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)，被預(yù)測埸的奇偶性為第一埸(被預(yù)測埸為第一埸)。預(yù)測類型為以16×8埸為基礎(chǔ)的預(yù)測，即，對上部16個像素×8行的區(qū)域與下部16個像素×8行的區(qū)域分別進(jìn)行預(yù)測。在圖18的例子中，例如，像塊MB0上部的運(yùn)動矢量為(5，1)(1)，像塊MB0下部的運(yùn)動矢量為(5，5)(2)，像塊MB1上部運(yùn)動矢量為(5，5)(3)，像塊MB1下部的運(yùn)動矢量為(5，5)(4)，像塊MB2上部的運(yùn)動矢量為(5，5)(5)，像塊MB2下部的運(yùn)動矢量為(5，5)(6)。
還假定像塊MB0和像塊MB1的全部運(yùn)動矢量參考同一個第一埸。這時，因為對全部運(yùn)動矢量來說，參考圖像的奇偶性和預(yù)測方向都是相同的，所以，運(yùn)動矢量是把前述圖16中寄存存儲器PMV1里存儲的運(yùn)動矢量作為對象進(jìn)行差分，并且，加以傳送。還有，假定，在前述圖16中寄存存儲器PMV1里作為起始值存儲的是(0，0)。
即，在圖18的例子中，在像塊MB0中，上部運(yùn)動矢量(5，1)(1)與寄存存儲器PMV1中的起始值(0，0)的差分為(5，1)(1)-PMV1＝(5，1)，把這個值作為MB0上部的差分運(yùn)動矢量而輸出。運(yùn)動矢量(5，1)(1)存儲到寄存存儲器PMV1中。還有，下部運(yùn)動矢量(5，5)(2)與寄存存儲器PMV1中的值(5，1)的差分為(5，5)(2)-PMV1＝(0，4)，把這個值作為MB0下部的差分運(yùn)動矢量而輸出。運(yùn)動矢量(5，5)(2)存儲到寄存存儲器PMV1中。下面，對于像塊MB1來說，也同樣地求出差分，借此，在該像塊MB1中，差分運(yùn)動矢量全部變?yōu)榱?0，0)(滿足前述條件b_3e)。
還有，作為第二個例子，正如前述那樣，在條件b_1e和條件b_2e都滿足時，假定圖像的結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)。假定預(yù)測類型為以埸為基礎(chǔ)的預(yù)測(被預(yù)測埸為第一埸和第二埸)，即，把像塊MB的第一埸和第二埸分開分別進(jìn)行預(yù)測。假定像塊MB0第一埸的運(yùn)動矢量為(5，1)(1)，第二埸的運(yùn)動矢量為(5，5)(2)，像塊MB1第一埸的運(yùn)動矢量為(5，5)(3)，第二埸的運(yùn)動矢量為(5，5)(4)，像塊MB2第一埸的運(yùn)動矢量為(5，5)(5)，第二埸的運(yùn)動矢量為(5，5)(6)。
進(jìn)而假定像塊MB0和像塊MB1的全部運(yùn)動矢量參考同一個第一埸。這時，因為對全部運(yùn)動矢量來說，參考圖像的奇偶性和預(yù)測方向都是相同的，所以，運(yùn)動矢量是把前述圖16中寄存存儲器PMV1里存儲的運(yùn)動矢量作為對象進(jìn)行差分，并且，加以傳送。因此，在這個例子中，求差分的方法也與圖18相同，像塊MB1中，差分運(yùn)動矢量全部變?yōu)榱?0，0)(滿足條件b_3e)。
這樣一來，在上述兩個例子中，如果采用MPEG1中的規(guī)則，因為像塊MB1滿足前述條件b_1e、b_2e、b_3e，所以，假定編碼器把像塊MB1作為跳躍像塊處理。
然而在這種情況下，這些選擇是錯誤的。其原因是，在解碼裝置方面，雖然前述條件b_1d和b_2d的處理執(zhí)行得正確，但是，在條件b_3d的處理中，盡管像塊MB0和像塊MB1的運(yùn)動矢量實際上已不相同，但是，還是執(zhí)行了復(fù)制。即，把像塊MB1一判定為跳躍像塊時，在前一個例子中，盡管像塊MB0上部的運(yùn)動矢量(5，1)(1)與像塊MB1上部的運(yùn)動矢量(5，5)(3)不同[(5，1)(1)(5，5)(3)]，但是，還是從像塊MB0向像塊MB1復(fù)制了運(yùn)動矢量，故解碼不能正確地進(jìn)行。還有，在后一個例子中，盡管像塊MB0的第一埸運(yùn)動矢量(5，1)(1)與像塊MB1的第一埸運(yùn)動矢量(5，5)(3)實際上已不相同，但是，還是錯誤地執(zhí)行了復(fù)制。
出現(xiàn)這個問題有一個原因，就是在先有技術(shù)的B圖像中，求出同一像塊內(nèi)運(yùn)動矢量的差分以后進(jìn)行傳送時，同一個寄存存儲器使用了兩次以上，更新了其內(nèi)容。
還有，與同一像塊內(nèi)的運(yùn)動矢量有關(guān)，同一個寄存存儲器(PMV)使用了兩次以上，在解碼裝置方面進(jìn)一步引起下述問題。
圖19示出與B圖像有關(guān)的，從傳送的差分運(yùn)動矢量重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的動作。還是在這個例子中，圖像的結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)，假定像塊MB0、MB1、MB2是分別在上部16個像素×8行和下部16個像素×8行的區(qū)域內(nèi)以前向預(yù)測方式進(jìn)行編碼的像塊，而且，參考圖像無論在上部16個像素×8行的區(qū)域還是在下部16個像素×8行的區(qū)域都是單一的第一埸。
在圖19的例子中，因為上部區(qū)域和下部區(qū)域具有相同的參考圖像奇偶性和相同的預(yù)測方向，所以，只使用一個寄存存儲器，例如，只使用寄存存儲器PMV1，在同一個像塊內(nèi)這個寄存存儲器PMV1的內(nèi)容發(fā)生了變化。為此，為了保持剛剛處理了的像塊內(nèi)的運(yùn)動矢量，除了該寄存存儲器PMV以外，還必須具有另外四個寄存存儲器(前向矢量和后向矢量各用兩個)。還有，如果保持著剛剛處理了的那個像塊的運(yùn)動矢量，在解碼裝置中也能夠更好地進(jìn)行誤差校正。
即，圖19中，假定利用上述圖18，作為差分運(yùn)動矢量可以得到像塊MB0上部的差分運(yùn)動矢量為(5，1)(1)，像塊MB0下部的差分運(yùn)動矢量為(0，4)(2)，像塊MB1上部的差分運(yùn)動矢量為(0，0)(3)，像塊MB1下部的差分運(yùn)動矢量為(0，0)(4)，像塊MB2上部的差分運(yùn)動矢量為(0，0)(5)，像塊MB2下部的差分運(yùn)動矢量為(0，0)(6)。還假定上述寄存存儲器PMV1作為起始值存儲的是(0，0)。
在這里，在圖19的情況下，在像塊MB0中，上部差分運(yùn)動矢量(5，1)(1)與寄存存儲器PMV1的起始值(0，0)相加，得到重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(5，1)(1)+PMV1＝(5，1)A，把這個值存儲到寄存存儲器PMV1中。還有，在像塊MB0下部，上述下部差分運(yùn)動矢量(0，4)(2)與存儲在上述寄存存儲器PMV1的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(5，1)A相加，得到再重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(0，4)(2)+PMV1＝(5，5)B，把這個值存儲到寄存存儲器PMV1中。同樣地，在像塊MB1中，上部差分運(yùn)動矢量(0，0)(3)與存儲在上述寄存存儲器PMV1中的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(5，5)B相加，得到再重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(0，0)(3)+PMV1＝(5，5)C，把這個值存儲到寄存存儲器PMV1中。還有，在像塊MB1的下部，上述下部差分運(yùn)動矢量(0，0)(4)與存儲在上述寄存存儲器PMV1的再重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(5，5)C相加，得到再一次重新構(gòu)成運(yùn)動矢量(0，0)(4)+PMV1＝(5，5)D，把這個值存儲到寄存存儲器PMV1中。這樣，因為把得到的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量依次寫入寄存存儲器PMV1中，所以，剛剛處理了像塊的重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量就消失了。
這樣，在解碼裝置方面，為了保持在剛剛在像塊中重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量的值，與一個預(yù)測方向有關(guān)，必須具有另外兩個寄存存儲器PMV，用來存儲例如，上述像塊MB0中，上述運(yùn)動矢量(5，1)A和(5，5)B的值；像塊MB1中，上述運(yùn)動矢量(5，5)C和(5，5)D的值。
如上所述，先有的向MPEG2建議的運(yùn)動矢量編碼方法中，未考慮跳躍像塊的控制，為此，存在著不能控制跳躍像塊的問題。
還有，在解碼裝置方面，為了保持剛剛處理了的像塊運(yùn)動矢量，除了寄存存儲器PMV以外，還必須具有另外的寄存存儲器，使矢量(差分運(yùn)動矢量)的反差分單元的構(gòu)成復(fù)雜化。
而且，在先有技術(shù)中，對矢量差分單元和反差分單元中寄存存儲器的切換進(jìn)行控制較為復(fù)雜，存在著寄存存儲器PMV中切換器硬件規(guī)模大的問題。
發(fā)明的公開因此，著眼于本發(fā)明中提出的問題，在活動圖像運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼和解碼裝置中，以像塊為單位給出的運(yùn)動矢量在前向預(yù)測中，參考以前幀(或者埸)的運(yùn)動矢量存在著一個以上，在后向預(yù)測中，參考未來幀(或者埸)的運(yùn)動矢量存在著一個以上，在雙向預(yù)測中，參考以前幀(或者埸)和未來幀(或者埸)的運(yùn)動矢量分別存在著一個以上，同時，在各種運(yùn)動補(bǔ)償方式中運(yùn)動矢量的個數(shù)以像塊為單位而改變，在上述情況下，在編碼器方面，本發(fā)明的目的是提供結(jié)構(gòu)比先有技術(shù)簡單、用來求運(yùn)動矢量差分的差分單元，進(jìn)而提供判定跳躍塊的方法。
還有，在解碼裝置方面，本發(fā)明的目的是提供結(jié)構(gòu)比先有技術(shù)簡單、用來從接收的差分運(yùn)動矢量重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的反差分單元，其特征在于，為了保持剛剛處理了的像塊運(yùn)動矢量，除了寄存存儲器PMV以外，不必具有另外的寄存存儲器，進(jìn)而提供在解碼裝置方面控制跳躍像塊的方法。
本發(fā)明涉及以前向預(yù)測方式、后向預(yù)測方式、或者，雙向預(yù)測方式，對像塊運(yùn)動矢量進(jìn)行編碼的方法和編碼裝置。在這種運(yùn)動矢量編碼方法和編碼裝置中，檢出一個像塊內(nèi)的當(dāng)前給定方向運(yùn)動矢量的傳送順序，按照此傳送順序，在L個存儲給定方向運(yùn)動矢量用的存儲器中選擇某一個，讀出以前的給定方向運(yùn)動矢量，從當(dāng)前的給定方向運(yùn)動矢量中減掉上述以前的給定方向運(yùn)動矢量，產(chǎn)生當(dāng)前的給定方向差分運(yùn)動矢量。
進(jìn)而，本發(fā)明涉及以前向預(yù)測方式、后向預(yù)測方式、或者，雙向預(yù)測方式，重新構(gòu)成已編碼像塊的差分運(yùn)動矢量的方法及其裝置。在這種重新構(gòu)成差分運(yùn)動矢量的方法及其裝置中，檢出接收的給定方向差分運(yùn)動矢量在像塊內(nèi)的接收順序，按照此接收順序，在L個存儲給定方向運(yùn)動矢量用的存儲器中選擇某一個，讀出已重新構(gòu)成的給定方向重新構(gòu)成運(yùn)動矢量，把給定方向差分運(yùn)動矢量與已重新構(gòu)成的給定方向重新構(gòu)成運(yùn)動矢量相加，產(chǎn)生新的給定方向重新構(gòu)成運(yùn)動矢量。
另外，本發(fā)明涉及圖像信號的編碼方法及其編碼裝置。在這種圖像信號的編碼方法及其編碼裝置中，以多種方式為基礎(chǔ)，把輸入圖像信號的每一個像塊編碼，在多種方式中的圖像編碼類型為P圖像、多種方式中的圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，在每一個已編碼的像塊中，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零，運(yùn)動矢量為零，多種方式中的運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測，多種方式中的預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測，像塊埸運(yùn)動矢量的參考奇偶性與被預(yù)測埸的奇偶性相同，當(dāng)滿足這些條件時，把已編碼的像塊作為跳躍像塊處理。
在上述多種方式中的圖像編碼類型為P圖像、上述多種方式中的圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，在每一個已編碼的上述像塊中，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零，運(yùn)動矢量為零，多種方式中的運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測，多種方式中的預(yù)測類型為幀預(yù)測，當(dāng)滿足這些條件時，也可以把已編碼像塊作為跳躍像塊處理。
還有，在上述多種方式中的圖像編碼類型為B圖像、上述多種方式中的圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，在每一個已編碼的上述像塊中，至少要判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零，差分運(yùn)動矢量為零，多種方式中的運(yùn)動補(bǔ)償方式與前一個像塊相同，多種補(bǔ)償方式中的預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測，當(dāng)滿足這些條件時，也可以把已編碼的像塊作為跳躍像塊處理。
另外，在上述多種方式中的圖像編碼類型為B圖像、多種方式中的圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，在每一個已編碼的上述像塊中，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零，差分運(yùn)動矢量為零，多種方式中的運(yùn)動補(bǔ)償方式與前一個像塊相同，多種方式中的預(yù)測類型為幀預(yù)測，當(dāng)滿足這些條件時，也可以把已編碼的像塊作為跳躍像塊處理。
本發(fā)明涉及圖像信號的解碼方法及其解碼裝置。在這種圖像信號解碼方法及其解碼裝置中，從編碼圖像信號中檢出跳躍像塊，在跳躍像塊的圖像編碼類型為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，把運(yùn)動矢量反差分單元中的全部存儲器清零，假如編碼塊的信號為零、運(yùn)動矢量為零、運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測、埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性與被預(yù)測埸的奇偶性相同，則進(jìn)行解碼。
在上述跳躍像塊的圖像編碼類型為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，把運(yùn)動矢量反差分單元中的全部存儲器清零，假如編碼塊的信號為零、運(yùn)動矢量為零、運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、預(yù)測類型為幀預(yù)測，也可以進(jìn)行解碼。
還有，在上述跳躍像塊圖像編碼類型為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，至少假如編碼塊的信號為零、運(yùn)動矢量為反差分單元的存儲器中存儲的值、運(yùn)動補(bǔ)償方式為剛剛解碼像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式、預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測，也可以進(jìn)行解碼。
另外，在上述跳躍像塊的圖像編碼類型為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，假如編碼塊的信號為零、運(yùn)動矢量為反差分單元的存儲器中的值、運(yùn)動補(bǔ)償方式為剛剛解碼像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式、預(yù)測類型為幀預(yù)測，也可以進(jìn)行解碼。
如果根據(jù)本發(fā)明，在運(yùn)動矢量差分單元的構(gòu)成中，使用來存儲運(yùn)動矢量的寄存存儲器的個數(shù)等于像塊內(nèi)前向運(yùn)動矢量的最大傳送個數(shù)N與后向運(yùn)動矢量的最大傳送個數(shù)M之和(N+M)，把標(biāo)號1～N加到像塊內(nèi)前向運(yùn)動矢量的傳送順序上、把標(biāo)號(N+1)～(N+M)加到后向運(yùn)動矢量的傳送順序上，使上述寄存存儲器與具有各個標(biāo)號的運(yùn)動矢量1∶1地對應(yīng)起來，借此，在把同一像塊中的運(yùn)動矢量差分并且加以傳送時，同一個寄存存儲器(PMV)就不再使用兩次以上了。
還有，在本發(fā)明的用來從差分運(yùn)動矢量重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的反差分單元的構(gòu)成中，使用來存儲已重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的寄存存儲器的個數(shù)等于像塊內(nèi)前向差分運(yùn)動矢量的最大接收個數(shù)N與后向差分運(yùn)動矢量的最大接收個數(shù)M之和(N+M)，把標(biāo)號1～N加到像塊內(nèi)前向差分運(yùn)動矢量的接收順序上、把標(biāo)號(N+1)～(N+M)加到后向差分運(yùn)動矢量的接收順序上，使上述寄存存儲器與具有各個標(biāo)號的差分運(yùn)動矢量1∶1地對應(yīng)起來，借此，除了寄存存儲器PMV以外，就不再需要另外的寄存存儲器了。
附圖的簡單說明圖1為示出用于本發(fā)明圖像信號編碼裝置的編碼器概略構(gòu)成的電路方框圖。
圖2為示出用于本發(fā)明圖像信號編碼裝置的運(yùn)動矢量差分單元概略構(gòu)成的電路方框圖。
圖3為示出用來說明運(yùn)動矢量差分單元和反差分單元的寄存存儲器的圖，該運(yùn)動矢量差分單元和反差分單元用于本發(fā)明圖像信號編碼裝置。
圖4為用于本發(fā)明圖像信號編碼裝置的編碼器中跳躍像塊判定單元的電路方框圖；圖5為用于本發(fā)明圖像信號解碼裝置中解碼器的電路方框圖。
圖6為示出用于本發(fā)明圖像信號解碼裝置中運(yùn)動矢量反差分單元概略構(gòu)成的電路方框圖。
圖7為用來說明本發(fā)明圖像信號解碼裝置中差分矢量具體構(gòu)成的圖。
圖8為說明在本發(fā)明圖像信號解碼裝置中從差分運(yùn)動矢量重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的具體例子的圖。
圖9為用來說明運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測原理的圖。
圖10為用來說明以像塊為單位運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測的圖。
圖11為說明圖像運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測的圖。
圖12為MPEG1中運(yùn)動矢量差分單元的電路方框圖。
圖13為用來說明MPEG1中運(yùn)動矢量差分單元動作例子的圖。
圖14為示出MPEG1中運(yùn)動矢量反差分單元概略構(gòu)成的電路方框圖。
圖15為用來說明幀/埸自適應(yīng)預(yù)測的圖。
圖16為示出先有技術(shù)中運(yùn)動矢量差分單元一個例子的電路方框圖。
圖17為示出先有技術(shù)中運(yùn)動矢量反差分單元一個例子的電路方框圖。
圖18為用來說明先有技術(shù)中運(yùn)動矢量差分單元存在問題的圖。以及圖19為說明先有技術(shù)中，從差分運(yùn)動矢量重新構(gòu)成運(yùn)動矢量的具體例子的圖。
用來實施本發(fā)明的最佳狀態(tài)首先，參考圖1說明與本發(fā)明有關(guān)的活動圖像編碼裝置(編碼器)。
用來控制與本發(fā)明有關(guān)的編碼裝置基本動作的信息從圖像編碼控制信息輸入部分30送入，存儲到用于存儲圖像編碼控制信息的存儲器29中。這些信息包括圖像幀的大小、編碼信息輸出的比特率等等。這些信息作為圖像編碼控制信號S25從上述存儲器29輸出。還有，圖像結(jié)構(gòu)信號S26(圖像是幀結(jié)構(gòu)、還是埸結(jié)構(gòu)、還是逐行掃描信號的識別信號)來自上述圖像編碼控制信息輸入部分30通過上述存儲器29而輸出，進(jìn)而，圖像編碼類型信號S27(圖像是I圖像、還是P圖像、還是B圖像的識別信號)也從這里輸出。
還有，來自圖像輸入端子10的輸入圖像信號送往埸存儲器11。是輸入圖像同步信號的垂直同步信號S11從輸入端子26送入，進(jìn)而送到參考圖像控制器23上。在參考圖像控制器23上，還通過端子1送入上述圖像編碼控制信號S25、圖像結(jié)構(gòu)信號S26、圖像編碼類型信號S27。參考圖像控制器23一接收上述垂直同步信號S11，就輸出下述參考圖像指令信號S10，把該指令信號S10送往埸存儲器組11。
送到上述埸存儲器組11上的圖像信號的圖像是當(dāng)前編碼的對象，與從埸存儲器讀出的圖像頭部同步地建立下述圖像起始標(biāo)志S22，標(biāo)志S22通過端子2和端子9送到參考圖像控制器24上。圖像起始標(biāo)志S22一建立，參考圖像控制器24就輸出下述參考圖像指令信號S12和S13，把指令信號S12和S13送往埸存儲器17上。圖像起始標(biāo)志S22還通過上述端子9送到輸出圖像控制器25上。上述圖像起始標(biāo)志S22一建立，輸出圖像控制器25就輸出下述輸出圖像指令信號S14，把指令信號S14送往埸存儲器組17上。圖像編碼控制信號S25、圖像結(jié)構(gòu)信號S26、圖像編碼類型信號S27通過端子30送到上述參考圖像控制器24和輸出圖像控制器25上。
還有，把送到上述埸存儲器組11上的圖像信號送到運(yùn)動預(yù)測電路12上，與此同時，把來自上述端子1的上述圖像編碼控制信號S25、圖像結(jié)構(gòu)信號S26、圖像編碼類型信號S27送到運(yùn)動預(yù)測電路12上。運(yùn)動預(yù)測電路12對于是當(dāng)前編碼對象的圖像中的像素，參考以前圖像和未來圖像，相對于送往上述埸存儲器組11的圖像信號進(jìn)行運(yùn)動預(yù)測。上述運(yùn)動預(yù)測是在上述當(dāng)前編碼對象的圖像中塊像素信號、與所參考的以前圖像或者未來圖像中塊像素信號之間的塊匹配，塊的大小例如是16×16個像素、16×8個像素、8×8個像素。
這時的以前和未來參考圖像，按照從參考圖像控制器23輸出的運(yùn)動預(yù)測參考圖像指令信號S10，從埸存儲器組11中指定。運(yùn)動預(yù)測電路12檢出分別在各種可以選擇的運(yùn)動補(bǔ)償方式下、在塊匹配中預(yù)測誤差最小的參考圖像中塊的位置，把對應(yīng)于該位置的運(yùn)動矢量作為運(yùn)動矢量信號S7，送往運(yùn)動補(bǔ)償電路18。還有，能夠選擇哪種運(yùn)動方式，由圖像結(jié)構(gòu)信號S26和圖像編碼類型信號S27決定。
上述運(yùn)動預(yù)測電路12把預(yù)測類型信號S30、埸運(yùn)動矢量參考奇偶性信號S31、副運(yùn)動矢量信號S32、被預(yù)測埸的奇偶性信號S33作為上述運(yùn)動矢量S7的附加信息也送往運(yùn)動補(bǔ)償電路18。
在這里，上述預(yù)測類型信號S30是，例如所謂運(yùn)動預(yù)測是以幀為基礎(chǔ)來進(jìn)行、還是以埸為基礎(chǔ)來進(jìn)行，塊匹配是以16×16個像素、16×8個像素、8×8個像素中哪一種來進(jìn)行，運(yùn)動預(yù)測是不是雙元(dual-Prime)預(yù)測等信息。還有，有關(guān)8×8個像素的塊預(yù)測和雙元預(yù)測，因為在上述資料ISO-IEC/JTC1/SC29/WG11 MPEG 93/225bTest Model 4中已作了詳細(xì)描述，所以，在此，就不作說明了。
上述埸運(yùn)動矢量參考奇偶性信號S31是，在運(yùn)動預(yù)測以埸為基礎(chǔ)進(jìn)行的情況下，表示該運(yùn)動矢量參考的埸是第一埸(埸1)、還是第二埸(埸2)的信號。
上述副運(yùn)動矢量信號S32是，例如雙元和8×8個像素塊預(yù)測的矢量附屬信號。
上述被預(yù)測奇偶性信號S33是，在運(yùn)動預(yù)測以埸為基礎(chǔ)進(jìn)行的情況下，表示運(yùn)動矢量預(yù)測的目標(biāo)埸(被預(yù)測埸)是第一埸、還是第二埸的信號。
上述運(yùn)動補(bǔ)償電路18指示從存儲著下述已解碼、重現(xiàn)的圖像的埸存儲器組11中輸出塊圖像信號S3，該塊圖像信號位于由運(yùn)動矢量信號S7、預(yù)測類型信號S30、埸運(yùn)動矢量參考奇偶性信號S31、副運(yùn)動矢量信號S32和被預(yù)測埸奇偶性信號S33所指定的地址上。這時的參考圖像按照從參考圖像控制器24輸出的運(yùn)動補(bǔ)償參考圖像指令信號S12，從埸存儲器組17中指定。
來自上述運(yùn)動補(bǔ)償電路18的塊圖像信號S3的輸出能夠自適應(yīng)地工作，能夠以像塊為單位，切換到以下四種可選擇的運(yùn)動補(bǔ)償方式中最佳的那一種上。
即，四種動作為第一種，來自以前重現(xiàn)圖像的運(yùn)動補(bǔ)償方式(前向預(yù)測方式)；第二種，來自未來重現(xiàn)圖像的運(yùn)動補(bǔ)償方式(后向預(yù)測方式)；第三種，來自以前和未來兩個重現(xiàn)圖像的運(yùn)動補(bǔ)償方式[對于來自以前重現(xiàn)圖像的參考塊和來自未來重現(xiàn)圖像的參考塊中的每一個像素進(jìn)行線性運(yùn)算(例如，計算平均值)](雙向預(yù)測方式)；第四種，無運(yùn)動補(bǔ)償(即，幀內(nèi)編碼方式。在這種情況下，塊圖像信號S3的輸出等于零)。可以從這四種可選方式中的任何一種切換到最佳的那一種上。
在切換上述運(yùn)動補(bǔ)償方式時，例如，可以選擇上述四種方式中各自輸出的塊圖像信號S3、與當(dāng)前編碼對象塊圖像信號S1之間的每一個像素差分絕對值的總和為最小的那一種方式。
這種被選擇的方式作為運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9、這時的運(yùn)動矢量信號S8、預(yù)測類型信號S40、埸運(yùn)動矢量參考奇偶性信號S41、副運(yùn)動矢量信號S42和被預(yù)測埸奇偶性信號S43，通過端子3送到各部分上。
從上述埸存儲器組11中輸出當(dāng)前編碼對象的像塊圖像信號S1，還與該像塊圖像信號S1輸出同步地輸出MB起始標(biāo)志S300。MB計數(shù)器49與上述MB起始標(biāo)志S300同步地計致該標(biāo)志的個數(shù)。當(dāng)通過端子48提供的上述圖像起始標(biāo)志S22一建立，就把MB計數(shù)器49清零。還把圖像編碼控制信號S25通過端子46送到該MB計數(shù)器49上。
當(dāng)MB計數(shù)器的計數(shù)值一達(dá)到預(yù)定片長(構(gòu)成該片的像塊個數(shù))的倍數(shù)，就建立從該MB計數(shù)器49通過端子45輸出的片起始標(biāo)志S301。所謂片就由按照圖像掃描順序連接起來的一個或多個像塊構(gòu)成的單元，為了即使在接收方面產(chǎn)生了誤碼的情況下也能夠把數(shù)據(jù)恢復(fù)出來，在片的頭部中，傳送了表示起始像塊在圖像上位置的數(shù)據(jù)。使片的長度可以隨比特流在傳輸路徑上的誤碼狀態(tài)而改變。一般，傳輸路徑上的誤碼率越高，片長越短。把這時所指定的片長存儲到上述存儲器29中。
在減法器13中，計算上述塊圖像信號S1、與從運(yùn)動補(bǔ)償電路18提供的塊圖像信號S3之間每一個像素的差分值，所得的結(jié)果就是塊差分信號S2。把塊差分信號S2送到塊信號編碼部分14上，由此得到編碼信號S4。把編碼信號S4送到塊信號解碼部分15上，在這里，把它解碼后變成塊重現(xiàn)差分信號S5。
在這里，把通過端子7的前述圖像編碼控制信號S25和通過端子31、端子8的量化表信號S15也送到上述塊信號編碼部分14上。作為塊信號編碼部分的構(gòu)成可以采用包括離散余弦變換(DCT)單元和量化器的構(gòu)成，該量化器根據(jù)緩沖存儲器21指定的上述量化表信號S15把輸出系數(shù)量化。在此情況下，上述圖像編碼控制信號S25和量化信號S15也送到上述塊信號解碼部分15上，作為塊信號解碼部分15的構(gòu)成可以采用包括反量化器和反DCT單元的構(gòu)成，該反量化單元根據(jù)上述量化表信號S15把量化系數(shù)反量化，該反DCT單元對輸出系數(shù)進(jìn)行反DCT變換。
在加法器16中，把上述塊重現(xiàn)的差分信號S5、與運(yùn)動補(bǔ)償電路18輸出的塊圖像信號S3每一個像素地相加，所得的結(jié)果就是塊重現(xiàn)信號S6。塊重現(xiàn)信號S6存儲到按照當(dāng)前圖像指令信號S13從埸存儲器組17中指定的埸存儲器里。在埸存儲器組17中存儲的重現(xiàn)圖像里，從端子29輸出按照前述輸出圖像指令信號S14指定的那個重現(xiàn)圖像信號。
另一方面，塊編碼信號S4也送到，通過端子6送有前述圖像編碼控制信號S25的一維信號發(fā)生部分19上，在這里，把該編碼信號S4存儲到一維陣列中，變成為一維編碼信號S16。一維信號發(fā)生部分19的構(gòu)成包括掃描變換器，該掃描變換器以從低頻到高頻的順序?qū)τ趬K量化的DCT系數(shù)進(jìn)行鋸齒形掃描。在可變字長編碼單元(VLC)20中，對一維編碼信號S16進(jìn)行霍夫曼(Huffman)碼等可變字長編碼。
還有，運(yùn)動矢量信號S8通過端子3和端子4送到矢量差單元27上，在這里，求出差分，變成差分運(yùn)動矢量信號S50，在VLC中，進(jìn)行霍夫曼碼等可變字長編碼。把MB起始標(biāo)志S300、片起始標(biāo)志S301、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9、圖像結(jié)構(gòu)信號S26和預(yù)測類型信號S40也送到端子4上。
以圖2為基礎(chǔ)說明上述矢量差分單元27的細(xì)節(jié)。圖2中，片起始標(biāo)志S301輸入到矢量差分單元27的端子77上，MB起始標(biāo)志S300通過圖1中端子47和端子4輸入到端子71上，運(yùn)動矢量信號S8通過圖1中端子3和端子4輸入到端子70上，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9通過圖1中端子3和端子4輸入到端子72上，預(yù)測類型信號S40通過圖1中端子3和端4輸入到端子73上，以及，上述圖像結(jié)構(gòu)信號S26通過圖1中端子4輸入到端子74上。
根據(jù)上述圖像結(jié)構(gòu)信號S26和預(yù)測類型信號S40，可知像塊內(nèi)的前向運(yùn)動矢量或者后向運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)，這些由下面所示的表1、表2、表3的方式來決定。在本實施例中，前向運(yùn)動矢量和后向運(yùn)動矢量的最大傳送個數(shù)分別為2，因此，在像塊內(nèi)，運(yùn)動矢量最多可傳送4個。而且，在像塊內(nèi)的前向或者后向運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)為2的情況下，這兩個運(yùn)動矢量的傳送順序可以預(yù)定。例如，表1中，在以埸為基礎(chǔ)預(yù)測的情況下，被預(yù)測埸為第一埸的運(yùn)動矢量先傳送，被預(yù)測埸為第二埸的運(yùn)動矢量后傳送。還有，表2中，在16×8以埸為基礎(chǔ)預(yù)測的情況下，上部運(yùn)動矢量先傳送，下部運(yùn)動矢量后傳送。本實施例中的運(yùn)動補(bǔ)償電路18，以與這種傳送順序相同的順序輸出運(yùn)動矢量S8。
表1.圖像結(jié)構(gòu)為幀(隔行掃描)圖像的情況

表2.圖像結(jié)構(gòu)為埸圖像的情況

表3.圖像結(jié)構(gòu)為逐行掃描圖像的情況

在本實施例中，圖2矢量差分單元27中的寄存器組81，例如，如圖3所示那樣地構(gòu)成。作為寄存器組81備有用來存儲運(yùn)動矢量的四個寄存存儲器PMV1～PMV4。
而且，使前向運(yùn)動矢量和后向運(yùn)動矢量根據(jù)在像塊內(nèi)的傳送順序，分別與寄存存儲器PMV1～PMV4 1∶1地對應(yīng)起來。具體地講，像塊內(nèi)第一傳送的前向運(yùn)動矢量存儲在寄存存儲器PMV1中。像塊內(nèi)第二傳送的前向運(yùn)動矢量存儲在寄存存儲器PMV2中。像塊內(nèi)第一傳送的后向運(yùn)動矢量存儲在寄存存儲器PMV3中。像塊內(nèi)第二傳送的的后向運(yùn)動矢量存儲在寄存存儲器PMV4中。這樣，在本實施例中，各個運(yùn)動矢量在像塊內(nèi)的傳送順序就成為表示該運(yùn)動矢量存儲在寄存存儲器PMV1～PMV4中的哪一個寄存器內(nèi)的標(biāo)號了。
換句話說，在本實施例中，把標(biāo)號“1”～“2”、加到像塊內(nèi)前向運(yùn)動矢量的傳送順序上、把標(biāo)號“3”～“4”加到后向運(yùn)動矢量的傳送順序上，使上述寄存存儲器PMV1～PMV4與具有各個標(biāo)號的運(yùn)動矢量1∶1地對應(yīng)起來。還有，圖3中寄存存儲器PMV1～PMV4的各個輸入端子a～d與圖2中開關(guān)80的對應(yīng)被切換端子相連，輸出端子e～h與圖2中開關(guān)82的對應(yīng)被切換端子相連。
表4示出運(yùn)動矢量傳送時比特流的語法。
表4<pre listing-type="program-listing"><![CDATA
]></pre>
表4中，函數(shù)forward_motion_vector()′是與前向運(yùn)動矢量有關(guān)的函數(shù)；函數(shù)″backward_motion_vector()″是與后向運(yùn)動矢量有關(guān)的函數(shù)?！?*″和″*/″所包圍的辭句是注釋。如表4所示，使寄存存儲器PMV分別與傳送的各個運(yùn)動矢量對應(yīng)起來。在這里，雖然使用了所謂″mv_format″、″motion_vector_count″等參數(shù)，但是，它們是以表1～表3為基礎(chǔ)給出的。如表1、表2所示，″mv_format″有“幀”和“埸”兩種類型。埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性基本加到“埸”類型的矢量上。如表1～表3所示，″motion_vecfor_count″是在一個像塊中前向或后向矢量的傳送個數(shù)。
下面說明″forward_motion_vector()″。首先，在″motion_vector_count″為1個(第017行)的情況下，把運(yùn)動矢量的信息存入寄存存儲器PMV1中。還有，在″motion_vector_count″為2個的情況下，把第一傳送的運(yùn)動矢量信息(028行)存入寄存存儲器PMV1中，把第二傳送的運(yùn)動矢量信息(第029行)存入寄存存儲器PMV2中。更詳細(xì)地說，在運(yùn)動矢量信息的傳送個數(shù)為1個(第017行)的情況下，分支成兩條路，即″mv_format″為“幀”的情況(第018行)和mv_format″為“埸”的情況(第020行)。在mv_format″為“埸”、且，″dmv＝1″的情況下(第022行)，″prediction_type″為″Dual_prime″，傳送″dmv_horizontal″和″dmv_vertical″。這些都是預(yù)測類型為″Dual_prime″時的副運(yùn)動矢量。對于″backward_motion_vector()″，情況是同樣的。
再有，在前向運(yùn)動矢量傳送個數(shù)是一個的像塊中，更新寄存存儲器PMV1時，以相同的數(shù)值去更新寄存存儲器PMV2。還有，在后向運(yùn)動矢量傳送數(shù)是一個的像塊中，更新寄存存儲器PMV3時，以相同的數(shù)值去更新寄存存儲器PMV4。
下面，用上述圖2的構(gòu)成來說明上述表4所說明的比特流語法中的動作情況。
圖2中，接收通過端子70輸入的上述運(yùn)動矢量信號S8以后，運(yùn)動矢量信號標(biāo)志發(fā)生器87輸出運(yùn)動矢量信號標(biāo)志S86。該運(yùn)動矢量信號標(biāo)志S86在運(yùn)動矢量計數(shù)器88中計數(shù)。還有，通過端子71的上述MB起始標(biāo)志S300一建立，就把運(yùn)動矢量計數(shù)器88清零。來自運(yùn)動矢量計數(shù)器88的運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87輸入到寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器89上。輸入到寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器89上的還有通過端子72、73、74的上述運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9、預(yù)測類型信號S40、以及圖像結(jié)構(gòu)信號S26。
根據(jù)上述圖像結(jié)構(gòu)信號S26和預(yù)測類型信號S40，可知在像塊內(nèi)前向運(yùn)動矢量或者后向運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)(motion_vector_count)；進(jìn)而，根據(jù)運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9可知在像塊內(nèi)傳送的全部運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)。例如，在″motion_vector_count″為2，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9為雙向預(yù)測方式的情況下，因為在像塊內(nèi)傳送運(yùn)動矢量的順序為兩個前向運(yùn)動矢量、兩個后向運(yùn)動矢量，所以，在像塊內(nèi)的全部運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)為4個。
根據(jù)這一信息，寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器89，從運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87產(chǎn)生、并且輸出寄存器標(biāo)號指定信號S88。例如，在上述圖3的例子中，運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87之值等于1時，在寄存器組81中指定寄存存儲器PMV1；運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87之值等于2時，在寄存器組81中指定寄存存儲器PMV2；運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87之值等于3小時，在寄存器組81中指定寄存存儲器PMV3；運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87之值等于4時，在寄存器組81中指定寄存存儲器PMV4。
還有，作為另一個例子，″motion_vector_count″為1、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9為后向預(yù)測方式的情況下，因為像塊內(nèi)傳送的全部運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)為一個后向矢量，所以，當(dāng)上述運(yùn)動矢量計數(shù)信號S87之值等于1時，在寄存器組81中指定寄存存儲器PMV3。
上述寄存器組81接收上述寄存器標(biāo)號指定信號S88以后，把存儲在指定寄存器中的運(yùn)動矢量信號S82通過開關(guān)82而輸出。
根據(jù)需要，在比例變換A的比例變換器84中，以來自端子75的預(yù)測類型信號S40為基礎(chǔ)，按照從切換器85輸出的比例指令信號S85(比例指令信號A)對寄存器輸出的運(yùn)動矢量信號S82進(jìn)行比例變換以后，把它輸入到差分電路86上，計算它與當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量信號S8之差，這樣，得到差分運(yùn)動矢量信號S50，該差分運(yùn)動矢量信號S50從端子76輸出。
另一方面，根據(jù)需要，在比例變換B的比例變換器83中，按照從上述切換器85輸出的比例指令信號S83(比例指令信號B)對當(dāng)前輸入的運(yùn)動矢量信號S8進(jìn)行比例變換以后(已比例變換的運(yùn)動矢量信號S80)，通過開關(guān)80寫入由上述寄存器標(biāo)號指定信號S88指定的寄存器中，重新存儲起來。
還有，上述比例變換器84和比例變換器83被使用在計算以幀為參考的運(yùn)動矢量與以埸為參考的運(yùn)動矢量之間的差分運(yùn)動矢量時的空間比例調(diào)整、或被使用在計算一直到參考埸的時間距離不同的運(yùn)動矢量之間的差分矢量時由時間軸引起的比例調(diào)整等方面。
還有，該矢量差分單元27中寄存存儲器PMV的清零在通過端子77的運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9為幀內(nèi)編碼方式的像塊及來自同一端子77的片起始標(biāo)志S301建立的像塊中進(jìn)行，這時，寄存器組81中的全部寄存器被清零。利用寄存器清零指令器78指示寄存器清零。
在本實施例中，如上所述那樣地構(gòu)成運(yùn)動矢量的差分單元27。還有，在上述實施例中，雖然運(yùn)動補(bǔ)償電路18中運(yùn)動矢量S8的輸出順序與預(yù)定的運(yùn)動矢量傳送順序是相同的，如果二者不相同，也能夠適用。但是，由于在這種情況下，差分運(yùn)動矢量S50向VLC單元20輸入的順序最終必須與上述傳送順序相同，所以，必須有多余的結(jié)構(gòu)，把被預(yù)測的埸奇偶性信號送到寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器89上，以變換差分運(yùn)動矢量S50的輸出順序。
下面以圖4為基礎(chǔ)說明圖1中跳躍像塊判定單元28的構(gòu)成。
在圖4中，運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測誤差信號S16送到跳躍像塊判定單元28的端子96上。除了上述運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測誤差信號S16以外，上述差分運(yùn)動矢量信號S50、來自圖1中端子4的運(yùn)動矢量信號S8、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9、圖像結(jié)構(gòu)信號S26、預(yù)測類型信號S40、來自圖1中端子5的埸運(yùn)動矢量參考奇偶性信號S41、副運(yùn)動矢量信號S42、被預(yù)測埸的奇偶性信號S43和圖像編碼類型信號S27也送到該跳躍像塊判定單元28上。即，運(yùn)動矢量信號S8、差分運(yùn)動矢量信號S50、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9、預(yù)測類型信號S40、埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S41、副運(yùn)動矢量信號S42、被預(yù)測埸的奇偶性信號S43、圖像編碼類型信號S27和圖像結(jié)構(gòu)信號S26輸入到圖4中端子95上，把這些信號存儲到用于存儲當(dāng)前像塊參數(shù)的存儲器91中。
在非零系致判定單元94中判定在像塊運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測誤差信號S16中是否存在應(yīng)該傳送的信號。在判定單元94判定存在著應(yīng)該傳送的信號的情況下，就把這一事實通知給判定單元93，判定單元93收到該通知以后，把跳躍像塊標(biāo)志S90置位為“FALSE”(“錯誤”)，并且將該標(biāo)志S90輸出。
另一方面，在不存在應(yīng)該傳送的預(yù)測誤差信號的情況下(即，像塊運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測誤差信號S16的系數(shù)全部為零)，判定單元94以“TRUE”(“正確”)信號通知判定單元93。這時，判定單元93進(jìn)而對于存儲以前像塊參數(shù)的存儲器92的內(nèi)容與上述存儲器91的內(nèi)容進(jìn)行比較判定。
在上述判定單元93中，圖像編碼類型信號S27為P圖像的情況下，對下列條件進(jìn)行比較判定第一，運(yùn)動矢量信號S8為零；第二，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9為前向預(yù)測；第三，在預(yù)測類型信號S40為埸預(yù)測的情況下，埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S41與被預(yù)測埸的奇偶性相同；第四，副運(yùn)動矢量信號S42為零。
滿足這些條件時，上述判定單元93把“TRUE”輸出到跳躍像塊標(biāo)志S90上；當(dāng)不滿足這些條件時，跳躍像塊標(biāo)志S90為“FALSE”。跳躍像抉標(biāo)志S90通過端子97輸出，送到前述圖1中VLC單元20上。
還有，在上述判定單元93中，圖像編碼類型信號S27為B圖像的情況下，對下列條件進(jìn)行比較判定第一，差分運(yùn)動矢量信號S50為零；第二，在存儲器91和存儲器92的內(nèi)容中，運(yùn)動補(bǔ)償矢量信號S9、預(yù)測類型信號S40、埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S41、副運(yùn)動矢量信號S42、被預(yù)測埸奇偶性信號S43分別相同。
滿足這些條件時，把“TRUE”輸出到跳躍像塊標(biāo)志S90上；當(dāng)不滿足這些條件時，跳躍像塊標(biāo)志S90為“FALSE”。
再有，在片的頭部和最終的像塊中，即使在滿足上述條件的情況下，也禁止跳躍像塊。
在跳躍像塊標(biāo)志S90為“FALSE”的情況下，把存儲器91的內(nèi)容向存儲器92復(fù)制。對跳躍像塊標(biāo)志S90為“TRUE”的像塊來說，VLC單元20什么數(shù)據(jù)也不傳送。
按照上述來構(gòu)成跳躍像塊判定單元28。
進(jìn)而，與跳躍像塊的判定有關(guān)，說明另一實施例。在另一實施例中，進(jìn)而限定在上述實施例中P圖像和B圖像跳躍像塊的成立條件如下。即，在圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，假定預(yù)測類型只有幀預(yù)測(以幀為基礎(chǔ)的預(yù)測)。在圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，假定預(yù)測類型只有16×16的埸預(yù)測(16×16以埸為基礎(chǔ)的預(yù)測)。即，B圖像的預(yù)測類型也與前一個像塊的預(yù)測類型無關(guān)了。
這時跳躍像塊的成立條件總括如下。在非零判定單元94判定像塊不存在應(yīng)該傳送的信號的情況下，判定單元93進(jìn)而判定各像塊是否滿足上述成立條件。首先，在圖像編碼類型信號S27為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S26為埸結(jié)構(gòu)的情況下，成立條件如下第一，運(yùn)動矢量信號S8為零；第二，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9為前向預(yù)測；第三，預(yù)測類型信號S40為16×16的埸預(yù)測；第四，埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S41與被預(yù)測埸的奇偶性信號S43的奇偶性相同。
在圖像編碼類型信號S27為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S26為幀結(jié)構(gòu)的情況下，成立條件如下第一，運(yùn)動矢量信號S8為零；第二，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9為前向預(yù)測；第三，預(yù)測類型信號S40為幀預(yù)測。
在圖像編碼類型信號S27為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S26為埸結(jié)構(gòu)的情況下，成立條件如下第一，差分運(yùn)動矢量信號S50為零；第二，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9與前一個像塊相同；第三，預(yù)測類型信號S40為16×16的埸預(yù)測第四，埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S41與前一個像塊相同；第五，被預(yù)測埸的奇偶性信號S43與前一個像塊相同。
還有，在圖像編碼類型信號S27為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S26為幀的情況下，成立條件如下第一，差分運(yùn)動矢量信號S50為零；第二，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S9與前一個像塊相同；第三，預(yù)測類型信號S40為幀預(yù)測。
回到圖1，在來自VLC單元20的輸出存儲到緩沖存儲器21以后，比特流以一定的傳送比特率從輸出端子22輸出。
按照上述來構(gòu)成活動圖像編碼裝置，它進(jìn)行活動圖像的編碼、比特流的輸出、編碼圖像的輸出。
下面，以圖5為基礎(chǔ)說明具有本發(fā)明運(yùn)動矢量反差分單元的活動圖像解碼裝置(解碼器)。
圖5中，從輸入端子50輸入的比特流信號在存儲到緩沖存儲器51中以后，從這里送到反VLC單元52上。
反VLC單元52一檢出解碼圖像的頭部，就建立圖像起始標(biāo)志S102，把該圖像起始標(biāo)志S102送到參考圖像控制器58上。該圖像起始標(biāo)志S102通過端子67和61送到上述參考控制器58上。圖像起始標(biāo)志S102一建立，上述參考圖像控制器58就輸出后述參考圖像指令信號S58、S59，把這兩個信號送往埸存儲器組57。
反VLC單元52一檢出解碼片的頭部，就建立片起始標(biāo)志S211。
同樣地，上述圖像起始標(biāo)志S102也送到輸出圖像控制器59上。在圖像起始標(biāo)志S102建立以后，輸出圖像控制器59就輸出后述輸出圖像指令信號S60，把輸出圖像指令信號S60送往埸存儲器組57。
從反VLC單元52得到的、用來控制本發(fā)明活動圖像解碼裝置的控制信息存儲到存儲器201中。該控制信息作為控制信號S104輸出。圖像結(jié)構(gòu)信號S201、圖像編碼類型信號S202從存儲器201輸出。把這些信號送到上述反VLC單元52上。
從反VLC單元52取出的編碼像塊信號S50送往二維信號發(fā)生部分53。MB起始標(biāo)志S210與編碼像塊信號S50同步地從反VLC單元52輸出。
在上述二維信號發(fā)生部分53中，上述編碼像塊信號S5D變成二維塊信號S51。把該二維塊信號S51送往塊信號解碼部分54，在這里，進(jìn)行解碼，變成塊重現(xiàn)差分信號S52。
作為上述塊信號解碼部分54的構(gòu)成可以采用包括反量化單元和反離散余弦變換(DCT)單元的構(gòu)成，該反量化單元根據(jù)從反VLC單元52取出的量化表信號S57對量化系數(shù)進(jìn)行反量化，反DCT單元對該量化單元輸出的系數(shù)進(jìn)行反DCT變換。
作為二維信號發(fā)生部分53的構(gòu)成可以采用包括反掃描變換器的構(gòu)成，該反掃描變換器以從低頻到高頻的順序?qū)τ谏鲜鼍幋a信號S50進(jìn)行反鋸齒形掃描。
另一方面，附屬于從反VLC單元52取出的、當(dāng)前解碼對象的像塊上的差分運(yùn)動矢量S90，在后述運(yùn)動矢量反差分單元202中重新構(gòu)成。來自反差分單元202的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量信號S55、從上述反VLC單元52輸出，通過存儲器204的運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56、預(yù)測類型信號S91、埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S92、副運(yùn)動矢量信號S93以及被測埸的奇偶性信號S94等送往運(yùn)動補(bǔ)償器56。接收這些信號以后，該運(yùn)動補(bǔ)償器56指示從存儲著已解碼重現(xiàn)的圖像的埸存儲器組57中輸出圖像信號。
具體地講，把利用前述參考圖像指令信號S58從埸存儲器組57中指定的重現(xiàn)圖像識別為參考圖像，指示輸出位于由補(bǔ)償方式信號S56、運(yùn)動矢量信號S55、預(yù)測類型信號S91、埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S92、副運(yùn)動矢量信號S93和被預(yù)測埸奇偶性信號S94指定的參考圖像中某一地址上的塊圖像信號。
上述運(yùn)動補(bǔ)償器56變成根據(jù)運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56而自適應(yīng)地工作，以像塊為單位進(jìn)行以下四種工作。另外，塊的大小例如是16×16個像素、16×8個像素、8×8個像素。
即，作為這種情況下的四種工作方式，有第一種，來自以前重現(xiàn)圖像的運(yùn)動補(bǔ)償方式；
第二種，來自未來重現(xiàn)圖像的運(yùn)動補(bǔ)償方式；第三種，來自以前和未來兩個重現(xiàn)圖像的運(yùn)動補(bǔ)償方式[對于來自以前重現(xiàn)圖像的參考塊和來自未來重現(xiàn)圖像的參考塊中的每一個像素進(jìn)行線性運(yùn)算(例如，計算平均值)]；第四種，無運(yùn)動補(bǔ)償(即，幀內(nèi)編碼方式。在這種情況下，塊圖像信號S54的輸出等于零)。
上述運(yùn)動補(bǔ)償器56根據(jù)運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56，選擇這四種工作方式中的某一種。
在加法器55中，把來自上述塊信號解碼部分54的塊重現(xiàn)差分信號S52、與從上述運(yùn)動補(bǔ)償器56輸出的塊圖像信號S54每一個像素地相加，所得的結(jié)果就是塊重現(xiàn)信號S53。塊重現(xiàn)信號S53存儲到由當(dāng)前圖像指令信號S59從埸存儲器57中指定的埸存儲器中。
按照上述那樣地從比特流重新構(gòu)成活動圖像。
在埸存儲器組57中存儲的重現(xiàn)圖像里，從端子60輸出按照前述輸出圖像指令信號S60指定的那個重現(xiàn)圖像。
再有，控制信號S104、圖像結(jié)構(gòu)信號S201和圖像編碼類型信號S202通過端子62送到上述運(yùn)動補(bǔ)償器56、參考圖像控制器58和輸出圖像控制器59上。
下面以圖6為基礎(chǔ)說明前述運(yùn)動矢量的反差分單元202。
圖6中，在反差分裝置202中重新構(gòu)成通過端子311送來的上述差分運(yùn)動矢量信號S90。把片起始標(biāo)志S211、MB起始標(biāo)志S210、差分運(yùn)動矢量信號S90、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56、預(yù)測類型信號S91以及圖像結(jié)構(gòu)信號S201輸入到矢量反差分單元202上。即，上述MB起始標(biāo)志S210送到端子312上、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56送到端子313上、預(yù)測類型信號S91送到端子314及316上、圖像結(jié)構(gòu)信號S201送到端子315上。
根據(jù)上述圖像結(jié)構(gòu)信號S201和預(yù)測類型信號S91，可知像塊內(nèi)前向差分運(yùn)動矢量或者后向差分運(yùn)動矢量的接收個數(shù)這些由前述表1～表3的方式來決定。在本實施例中，前向差分運(yùn)動矢量和后向差分運(yùn)動矢量的最大接收個數(shù)分別為2，因此，在像塊內(nèi)，差分運(yùn)動矢量最多可接收4個。
為此，在本實施例中，圖6矢量反差分單元202中的寄存器組305如圖3所示那樣地構(gòu)成。在這里，與前述同樣地備有用來存儲運(yùn)動矢量的四個寄存存儲器PMV1～PMV4。
而且，使前向差運(yùn)動分矢量和后向差分運(yùn)動矢量根據(jù)在像塊內(nèi)的接收順序，分別與寄存存儲器PMV1～PMV4 1∶1地對應(yīng)起來。具體地講，像塊內(nèi)第一接收的前向差分運(yùn)動矢量與存儲在寄存存儲器PMV1中的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量相加。像塊內(nèi)第二接收的前向差分運(yùn)動矢量與存儲在寄存存儲器PMV2中的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量相加。像塊內(nèi)第一接收的后向差分運(yùn)動矢量與存儲在寄存存儲器PMV3中的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量相加。還有，像塊內(nèi)第二接收的后向差分運(yùn)動矢量與存儲在寄存存儲器PMV4中的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量相加。這樣，在本實施例中，各個運(yùn)動矢量在像塊內(nèi)的接收順序就成為表示各差分運(yùn)動矢量與存儲在寄存存儲器PMV1～PMV4中哪一個寄存器里的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量相加的標(biāo)號了。
換句話說，在本實施例中，把標(biāo)號“1”～“2”加到像塊內(nèi)前向差分運(yùn)動矢量的接收順序上、把標(biāo)號“3”～“4”加到后向差分運(yùn)動矢量的接收順序上，使上述寄存存儲器PMV與具有各個標(biāo)號的運(yùn)動矢量1∶1地對應(yīng)起來。
運(yùn)動矢量比特流的語法如前述表4所示，在這里，還是如表中所示，使寄存器PMV與傳送的運(yùn)動矢量分別對應(yīng)起來。關(guān)于表4的說明，就是在編碼裝置那一節(jié)中所述的那樣。
再有，在這里，在前向差分運(yùn)動矢量接收個數(shù)是一個的像塊中，更新寄存存儲器PMV1時，以相同的數(shù)值去更新寄存存儲器PMV2。還有，在后向差分運(yùn)動矢量接收個數(shù)是1個的像塊中，更新寄存存儲器PMV3時，以相同的數(shù)值去更新寄存存儲器PMV4。
利用圖6說明上述寄存存儲器PMV的切換動作。
圖6中，接收通過端子311輸入的上述差分運(yùn)動矢量信號S90以后，差分運(yùn)動矢量信號標(biāo)志發(fā)生器308輸出差分運(yùn)動矢量信號標(biāo)志S306。該差分運(yùn)動矢量信號標(biāo)志S306在差分運(yùn)動矢量計數(shù)器309中計數(shù)。還有，上述MB起始標(biāo)志S210一建立，就把差分運(yùn)動矢量計數(shù)器309清零。來自運(yùn)動矢量計數(shù)器309的運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307輸入到寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器310上。輸入到寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器310上的還有上述運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56、預(yù)測類型信號S91、以及圖像結(jié)構(gòu)信號S201。
根據(jù)上述圖像結(jié)構(gòu)信號S201和預(yù)測類型信號S91，可知在像塊中前向差分運(yùn)動矢量或者后向差分運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)(motion_vecfor_count)；進(jìn)而，根據(jù)運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56，可知在像塊內(nèi)傳送的全部運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)。例如，在″motion_vector_count″為2個，運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56為雙向預(yù)測方式的情況下，因為在像塊內(nèi)接收運(yùn)動矢量的順序為兩個前向差分運(yùn)動矢量、兩個后向差分運(yùn)動矢量，所以，全部差分運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)為4個。
根據(jù)這一信息，寄存器標(biāo)號指定信號發(fā)生器310從上述運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307產(chǎn)生并且輸出寄存器標(biāo)號指定信號S308。如果根據(jù)寄存器標(biāo)號指定信號S308，例如，在上述例子中，運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307之值等于1時，在寄存器組305中指定寄存存儲器PMV1；運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307之值等于2時，在寄存器組305中指定寄存存儲器PMV2運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307之值等于3時，在寄存器組305中指定寄存存儲器PMV3；運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307之值等于4時，在寄存器組305中指定寄存存儲器PMV4。
作為另一個例子，在″motion_vector_count″為1個、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56為后向預(yù)測方式的情況下，因為后向差分運(yùn)動矢量為一個，所以，當(dāng)運(yùn)動矢量計數(shù)信號S307之值等于1時，像塊內(nèi)傳送的全部差分運(yùn)動矢量的傳送個數(shù)，在寄存器組305中指定寄存存儲器PMV3。
上述寄存器組305接收上述寄存器標(biāo)號指定信號S308以后，把存儲在指定寄存器中的運(yùn)動矢量信號S302通過開關(guān)303而輸出。
根據(jù)需要，在比例變換C的比例變換器302中，按照從切換器307(在切換器307上送有上述預(yù)測類型信號S91)輸出的比例指令信號S304(比例指令信號C)對輸出運(yùn)動矢量信號S302進(jìn)行比例變換以后，把這(已比例變換的輸出運(yùn)動矢量信號S302)輸入到加法電路301上，在這里，計算它與當(dāng)前輸入的上述差分運(yùn)動矢量信號S90之和，這樣，重新構(gòu)成運(yùn)動矢量信號S55。該運(yùn)動矢量信號S55作為重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量，從端子317輸出。
另一方面，根據(jù)需要，在比例變換D的比例變換器306中，按照從上述切換器307輸出的比例指令信號S305(比例指令信號D)對當(dāng)前重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量信號S55進(jìn)行比例變換以后，通過開關(guān)304寫入由上述寄存器標(biāo)號指定信號S308指定的寄存器組305的寄存器PMV中，重新存儲起來。
再有，上述比例變換器302和比例變換器306被使用，在計算以幀為參考的運(yùn)動矢量與以埸為參考的運(yùn)動矢量之間的差分運(yùn)動矢量時的空間比例調(diào)整、或被使用在計算一直到參考埸的時間中距離不同的運(yùn)動矢量之間的差分矢量時由時間軸引起的比例調(diào)整等方面。
圖6中，反差單元202中寄存存儲器PMV的清零在運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56為幀內(nèi)編碼方式的像塊及片起始標(biāo)志S211建立的像塊進(jìn)行，這時，寄存器組305中的全部寄存器被清零。利用寄存器清零指令器318指示寄存器組305清零。通過圖5中端子68和圖6中端子319的片起始標(biāo)志S211、運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56、通過圖5中端子64和圖6中端子319的圖像編碼類型信號S202和通過圖5中端子63和圖6中端子319的跳躍像塊標(biāo)志S95送到寄存器清零指令器318上。
按照上述那樣來構(gòu)成矢量反差分單元202。
下面回到圖5，說明解碼單元方面跳躍像塊的控制。
圖5中，接收了像塊以后，該像塊在圖像上的地址可從像塊的頭部信息得到。即，把在上述反VLC單元5中得到的像塊地址信號S94輸入到像塊地址比較器203中。
在該像塊地址比較器203中，存儲著前一個接收像塊的地址，把這個地址與上述像塊地址信號S94加以比較。其結(jié)果，如果像塊地址是不連續(xù)的，即，其差為2以上時，可知存在著跳躍像塊。該差值減掉1所得的數(shù)，就是跳躍像塊的個數(shù)。而且，像塊地址比較器203建立跳躍像塊標(biāo)志S95。
跳躍像塊標(biāo)志一建立，本實施例的解碼單元就是進(jìn)入跳躍像塊處理。首先，上述跳躍像塊標(biāo)志S95一建立，前述反VLC單元52就把零作為上述編碼塊信號S50輸出。因此，這時，前述塊重現(xiàn)差分也變成零。
在這里，例如，在前述圖像編碼類型信號S202為P圖像的情況下第一，寄存器清零指令器318把運(yùn)動矢量的上述反差單元202中全部寄存器PMV清零；第二，反差分單元202把零作為運(yùn)動矢量信號的S55輸出；第三，反VLC單元52把前向預(yù)測作為運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56輸出；第四，反VLC單元52，在圖像結(jié)構(gòu)信號S201為幀結(jié)構(gòu)的情況下，假定預(yù)測類型信號S91為″Frame based prediction″；在圖像結(jié)構(gòu)信號S201為埸結(jié)構(gòu)的情況下，假定預(yù)測類型信號S91為″16×16 Field based prediction″；在圖像結(jié)構(gòu)信號逐行掃描的情況下，假定預(yù)測類型信號S91為″16×16 Frame based prediction″第五，反VLC單元52使埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S92與被預(yù)測埸的奇偶性信號S94相同；第六，把零作為副運(yùn)動矢量信號S93輸出。
還有，例如，在圖像編碼類型信號S202為B圖像的情況下第一，反差分單元202把存儲在寄存存儲器PMV中的值作為運(yùn)動矢量信號輸出；
第二，存儲器204輸出存儲著的、剛剛解碼的像塊運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56，預(yù)測類型信號S91，埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S92，副運(yùn)動矢量信號S93和被預(yù)測埸奇偶性信號S94。
進(jìn)而，在編碼器方面，在利用另一個實施例判定了跳躍像塊的情況下，解碼單元的處理總括如下。首先，在圖像編碼類型信號S202為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S201為埸結(jié)構(gòu)的圖像中，建立了跳躍像塊標(biāo)志S95的情況下第一，寄存器清零指令器78把運(yùn)動矢量的上述反差分單元202中全部寄存器PMV清零；第二，反差分單元202把零作為運(yùn)動矢量信號S55輸出到運(yùn)動補(bǔ)償器56上；第三，反VLC單元52作為運(yùn)動補(bǔ)償方式S56指示運(yùn)動補(bǔ)償器56進(jìn)行前向預(yù)測第四，反VLC單元52作為預(yù)測類型信號S91指示運(yùn)動補(bǔ)償器56進(jìn)行16×16的埸預(yù)測；第五，反VLC單元指令運(yùn)動補(bǔ)償器56把與預(yù)測埸的奇偶性信號S94相同的奇偶性作為運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S92輸出。
在圖像編碼類型信號S202為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S201為幀結(jié)構(gòu)的圖像中，建立了跳躍像塊標(biāo)志S95的情況下第一，寄存器清零指令器78把運(yùn)動矢量的上述反差分單元202中全部寄存器PMV清零；第二，反差分單元202把零作為運(yùn)動矢量信號S55輸出到運(yùn)動補(bǔ)償器56上；第三，反差單元52作為運(yùn)動補(bǔ)償方式S56指示運(yùn)動補(bǔ)償器56進(jìn)行前向預(yù)測；第四，反VLC單元52作為預(yù)測類型信號S91指示運(yùn)動補(bǔ)償器56進(jìn)行幀預(yù)測；在圖像編碼類型信號S202為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S201為埸結(jié)構(gòu)的圖像中，建立了跳躍像塊標(biāo)志S95的情況下第一，反差分單元202把存儲在寄存存儲器PMV中的值作為運(yùn)動矢量信號S55輸出到運(yùn)動補(bǔ)償器56上第二，存儲器204把存儲著的、剛剛解碼的像塊運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56，埸運(yùn)動矢量參考的奇偶性信號S92和被預(yù)測埸的奇偶性信號S94輸出到運(yùn)動補(bǔ)償器56上；第三，反VLC單元52作為預(yù)測類型信號S91指示運(yùn)動補(bǔ)償器56進(jìn)行16×16的埸預(yù)測。
還有，在圖像編碼類型信號S202為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)信號S201為幀結(jié)構(gòu)的圖像中，建立了跳躍像塊標(biāo)志S95的情況下第一，反差分單元202把存儲在寄存存儲器PMV中的值作為運(yùn)動矢量信號S55輸出到運(yùn)動補(bǔ)償器56上；第二，存儲器204把存儲著的、剛剛解碼的像塊運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56輸出到運(yùn)動補(bǔ)償器56上；第三，反VLC單元52作為預(yù)測類型信號S91指示運(yùn)動補(bǔ)償器56進(jìn)行幀預(yù)測。
跳躍像塊的處理按照上述來進(jìn)行。這種處理只重復(fù)跳躍像塊個數(shù)那樣多次。解碼裝置以得到的信號為基礎(chǔ)，進(jìn)行與一般像塊相同的解碼。
當(dāng)?shù)玫讲皇翘S像塊的像塊時，即，在通過端子66送來的跳躍像塊標(biāo)志S95為“FALSE”的情況下，就以該像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式信號S56、預(yù)測方式信號S91、埸運(yùn)動矢量參考奇偶性信號S92、副運(yùn)動矢量信號S93和被預(yù)測埸奇偶性信號S94去更新存儲器204的內(nèi)容。圖像結(jié)構(gòu)信號S201和圖像編碼類型信號S202也通過端子65送到存儲器204上。
按照上述來構(gòu)成活動圖像解碼裝置，從比特流重現(xiàn)圖像。
最后，說明有關(guān)本實施例的具體工作情況。
圖7示出用本實施例實現(xiàn)前述先有技術(shù)編碼器方面第一差分單元例子(圖18)時的工作情況。
圖7中，像塊MB0上部的運(yùn)動矢量為(5，1)(1)，像塊MB0下部的運(yùn)動矢量為(5，5)(2)，像塊MB1上部的運(yùn)動矢量為(5，5)(3)，像塊MB1下部的運(yùn)動矢量為(5，5)(4)，像塊MB2上部的運(yùn)動矢量為(5，5)(5)，像塊MB2下部的運(yùn)動矢量為(5，5)(6)。還有，前述圖2(或，圖3)中寄存存儲器PMV1和PMV2里作為起始值存儲的是(0，0)。
在圖7的情況下，在像塊MB0中，上部運(yùn)動矢量(5，1)(1)與寄存存儲器PMV1中的起始值(0，0)的差分為(5，1)(1)-PMV1＝(5，1)，把這個值作為MB0上部的差分運(yùn)動矢量而輸出。運(yùn)動矢量(5，1)(1)存儲到寄存存儲器PMV1中。還有，下部運(yùn)動矢量(5，5)(2)與寄存存儲器PMV2中的起始值(0，0)的差分為(5，5)(2)-PMV2＝(5，5)，把這個值作為MB0下部差分運(yùn)動矢量而輸出。下部運(yùn)動矢量(5，5)(2)存儲到寄存存儲器PMV2中。像塊MB1中，上部運(yùn)動矢量(5，5)(3)與上述寄存存儲器PMV1中的值(5，1)(1)的差分為(5，5)(3)-PMV＝(0，4)，把這個值作為MB1上部的差分運(yùn)動矢量而輸出。上部運(yùn)動矢量(5，5)(3)存儲到寄存存儲器PMV1中。還有，像塊MB1的下部運(yùn)動矢量(5，5)(4)與上述寄存存儲器PMV2中的值(5，5)(2)的差分為(5，5)(4)-PMV2＝(0，0)，把這個值作為MB1下部的差分運(yùn)動矢量而輸出。下部運(yùn)動矢量(5，5)(4)存儲到寄存存儲器PMV2中。同樣地，在像塊MB2中，上部運(yùn)動矢量(5，5)(5)與上述寄存存儲器PMV1中的值(5，5)(3)的差分為(5，5)(5)-PMV1＝(0，0)，把這個值作為MB2上部的差分運(yùn)動矢量而輸出。上部運(yùn)動矢量(5，5)(5)存儲到寄存存儲器PMV1中。還有，像塊MB2的下部運(yùn)動矢量(5，5)(6)與上述寄存存儲器PMV2中的值(5，5)(4)的差分為(5，5)(6)-PMV2＝(0，0)，把這個值作為MB2下部的差分運(yùn)動矢量而輸出。下部運(yùn)動矢量(5，5)(6)存儲到寄存存儲器PMV2中。
這樣，像塊MB2沒有應(yīng)該傳送的預(yù)測誤差信號，運(yùn)動補(bǔ)償方式等與剛出現(xiàn)的像塊相同。在這種情況下，像塊MB2變成為跳躍像塊。即，在像塊MB2變成跳躍像塊的情況下，在解碼器方面，便從剛出現(xiàn)的像塊MB1來復(fù)制運(yùn)動矢量。
還有，圖8示出解碼裝置方面的工作情況。
即，圖8中，假定作為上述圖7例子中的差分運(yùn)動矢量可以得到像塊MB0上部的差分運(yùn)動矢量為(5，1)(1)，像塊MB0下部的差分運(yùn)動矢量為(5，5)(2)，像塊MB1上部的差分運(yùn)動矢量為(0，4)(3)和像塊MB1下部的差分運(yùn)動矢量為(0，0)(4)，假定像塊MB2為跳躍像塊。還假定前述圖6(或，圖3)中，上述寄存存儲器PMV1和PMV2里作為起始值存儲的是(0，0)。
在圖8例子的情況下，在像塊MB0中，上部差分運(yùn)動矢量(5，1)(1)與寄存存儲器PMV1的起始值(0，0)相加，得到重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(5，1)(1)+PMV1＝(5，1)，把這個值送入寄存存儲器PMV1中。還有，在像塊MB0中，上述下部差分運(yùn)動矢量(5，5)(2)與上述寄存存儲器PMV2的起始值(0，0)相加，得到重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(5，5)(2)+PMV2＝(5，5)，把這個值送入寄存存儲器PMV2中。同樣地，在像塊MB1中，上部差分運(yùn)動矢量(0，4)(3)與上述寄存存儲器PMV1中的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量(5，1)相加，得到重新構(gòu)成的運(yùn)動矢量(0，4)(3)+PMV1＝(5，5)，把這個值送入寄存存儲器PMV1中。還有，在像塊MB1中，上述下部差分運(yùn)動矢量(0，0)(4)與上述寄存存儲器PMV2中的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量(5，5)相加，得到重新構(gòu)成運(yùn)動矢量(0，0)(4)+PMV2＝(5，5)，把這個值送入寄存存儲器PMV2中。進(jìn)而，在像塊MB2中，因為它是跳躍像塊，所以，上部復(fù)制(5，5)(5)，下部復(fù)制(5，5)(6)作為重新構(gòu)成運(yùn)動矢量。
即，在圖8的例子中，因為像塊MB2是跳躍像塊，所以可從寄存存儲器PMV復(fù)制運(yùn)動矢量，運(yùn)動補(bǔ)償方式也從剛剛的像塊MB1復(fù)制。這樣，如根據(jù)本實施例，對跳躍像塊也能夠得到正確的重新構(gòu)成運(yùn)動矢量。
構(gòu)成具有上述特征的活動圖像編碼和解碼裝置。
工業(yè)上利用的可能性如果根據(jù)本發(fā)明，在活動圖像的運(yùn)動補(bǔ)償預(yù)測編碼和解碼裝置中，以像塊為單位給出的運(yùn)動矢量在前向預(yù)測中，參考前幀(埸)的運(yùn)動矢量存在著一個以上，在后向預(yù)測中，參考未來幀(埸)和未來幀(埸)的運(yùn)動矢量存在著一個以上，在雙向預(yù)測中，參考以前幀(埸)和未來幀(埸)的運(yùn)動矢量分別存在著一個以上；同時，在各種運(yùn)動補(bǔ)償方式中的運(yùn)動矢量的個數(shù)以像塊為單位而改變的情況下，在編碼裝置方面，能夠構(gòu)成用來求運(yùn)動矢量差分單元，進(jìn)而，能夠判定跳躍像塊。
在解碼裝置方面，能夠構(gòu)成用來從接收的差分運(yùn)動矢量重新構(gòu)成矢量的反差分單元，其特征在于，為了保持剛剛處理的像塊運(yùn)動矢量，除了寄存存儲器PMV以外，不必具有另外的寄存存儲器。進(jìn)而，在解碼裝置方面，能夠控制跳躍像塊。
在上述情況下，雖然先有技術(shù)不能控制跳躍像塊，但是，使用本方法就能夠很有效地控制。對于是跳躍像塊的像塊，編碼裝置什么數(shù)據(jù)也不傳送。在提高編碼效率方面，跳躍像塊是重要的編碼技術(shù)。
例如，即使是一系列動畫，其內(nèi)容是把靜止圖像(或者是運(yùn)動非常緩慢的圖像)連接起來的埸景時，幾乎也可以把全部像塊視為跳躍像塊。在極端情況下，對第一幀可以不進(jìn)行運(yùn)動補(bǔ)償，只在圖像內(nèi)進(jìn)行編碼和傳送，從第二幀開始，有時，幾乎把全部像塊視為跳躍像塊。這時，可以預(yù)期編碼效率大幅度提高。
權(quán)利要求
1.一種圖像信號編碼方法，其特征在于，以多種方式為基礎(chǔ)，以像塊為單位，對輸入圖像信號進(jìn)行編碼；在所述多種方式中，圖像編碼類型為P圖像、在所述多種方式中，圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，以已編碼的所述像塊為單位，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、在所述多種方式中，預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測、所述像塊運(yùn)動矢量參考埸的奇偶性與被預(yù)測埸的奇隅性相同，滿足所述條件時，把所述已編碼像塊作為跳躍來處理。
2.一種圖像信號編碼方法，其特征在于，以多種方式為基礎(chǔ)，以像塊為單位，對輸入圖像信號進(jìn)行編碼在所述多種方式中，圖像編碼類型為P圖像、在所述多種方式中，圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，以已編碼的所述像塊為單位，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、在所述多種方式中，預(yù)測類型為幀預(yù)測，滿足上述條件時，把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理。
3.一種圖像信號編碼方法，其特征在于，以多種方式為基礎(chǔ)，以像塊為單位，對輸入圖像信號進(jìn)行編碼；在所述多種方式中，圖像編碼類型為B圖像、在所述多種方式中，圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，以已編碼的所述像塊為單位，判定是否至少滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、差分運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式與前一個像塊相同、在所述多種方式中，預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測，滿足所述條件時，把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理。
4.一種圖像信號編碼方法，其特征在于，以多種方式為基礎(chǔ)，以像塊為單位，對輸入圖像信號進(jìn)行編碼；在所述多種方式中，圖像編碼類型為B圖像、在所述多種方式中，圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，以已編碼的所述像塊為單位，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、差分運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式與前一個圖像塊相同、在所述多種方式中，預(yù)測類型為幀預(yù)測，滿足上述條件時，把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理。
5.一種圖像信號解碼方法，其特征在于，從編碼圖像信號檢出跳躍像塊；在所述跳躍像塊的圖像編碼類型為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，把運(yùn)動矢量反差分單元中的全部存儲器清零，假如編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為零、運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測、運(yùn)動矢量參考埸的奇偶性與被預(yù)測埸的奇偶性為同一奇偶性，則進(jìn)行解碼。
6.一種圖像信號解碼方法，其特征在于，從編碼圖像信號檢出跳躍像塊；在所述跳躍像塊的圖像編碼類型為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，把運(yùn)動矢量反差分單元中的全部存儲器清零，假如編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為零、運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、預(yù)類型為幀預(yù)測，則進(jìn)行解碼。
7.一種圖像信號解碼方法，其特征在于，從編碼圖像信號檢出跳躍像塊；在所述跳躍像塊的圖像編碼類型為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，假如至少編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為反差分單元存儲器中存儲的值、運(yùn)動補(bǔ)償方式為剛剛解碼像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式、預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測，則進(jìn)行解碼。
8.一種圖像信號解碼方法，其特征在于，從編碼圖像信號解出跳躍像塊；在所述跳躍像塊編碼類型為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，假如編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為反差分單元存儲器中存儲的值、運(yùn)動補(bǔ)償方式為剛剛解碼像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式、預(yù)測類型為幀預(yù)測，則進(jìn)行解碼。
9.一種圖像信號編碼裝置，其特征在于具有以多種方式為基礎(chǔ)以像塊為單位對輸入圖像信號進(jìn)行編碼的編碼裝置；判定裝置，它在所述多種方式中圖像編碼類型為P圖像、在所述多種方式中圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，以已編碼的所述像塊為單位判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、在所述多種方式中，預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測、所述像塊運(yùn)動矢量參考埸的奇偶性與被預(yù)測埸的奇偶性相同；以及當(dāng)滿足所述條件時把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理的處理裝置。
10.一種圖像信號編碼裝置，其特征在于具有以多種方式為基礎(chǔ)以像塊為單位對輸入圖像信號進(jìn)行編碼的編碼裝置；判定裝置，它在所述多種方式中圖像編碼類型為P圖像、在所述多種方式中圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下以已編碼的所述像塊為單位，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、在所述多種方式中，預(yù)測類型為幀預(yù)測；以及滿足所述條件時把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理的處理裝置。
11.一種圖像信號編碼方法，其特征在于具有以多種方式為基礎(chǔ)以像塊為單位對輸入圖像信號進(jìn)行編碼的編碼轉(zhuǎn)置；判定裝置，它在所述多種方式中圖像編碼類型為B圖像、在所述多種方式中圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下以已編碼的所述像塊為單位判定是否至少滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、差分運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式與前一個像塊相同、在所述多種方式中預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測；以及滿足所述條件時，把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理的處理裝置。
12.一種圖像信號編碼方法，其特征在于具有以多種方式為基礎(chǔ)以像塊為單位對輸入圖像信號進(jìn)行編碼的編碼裝置；判定裝置，它在所述多種方式中圖像編碼類型為B圖像、在所述多種方式中圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，以已編碼的所述像塊為單位，判定是否滿足下列條件預(yù)測誤差信號為零、差分運(yùn)動矢量為零、在所述多種方式中，運(yùn)動補(bǔ)償方式與前一個像塊相同、在所述多種方式中，預(yù)測類型為幀預(yù)測；以及滿足所述條件時，把所述已編碼像塊作為跳躍像塊來處理的處理裝置。
13.一種圖像信號編碼裝置，其特征在于具有從編碼圖像信號檢出跳躍像塊的檢測裝置；解碼裝置，它在所述跳躍像塊的圖像編碼類型為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，把運(yùn)動矢量反差分單元中的全部存儲器清零，假如編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為零、運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、預(yù)測類型為16×16的埸預(yù)測、運(yùn)動矢量參考埸的奇偶性與被預(yù)測埸的奇偶性為同一奇偶性，則進(jìn)行解碼。
14.一種圖像信號編碼裝置，其特征在于具有從編碼圖像信號檢出跳躍像塊的檢測裝置解碼裝置，它在所述跳躍像塊的圖像編碼類型為P圖像、圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，把運(yùn)動矢量反差分單元中的全部存儲器清零，假如編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為零、運(yùn)動補(bǔ)償方式為前向預(yù)測、預(yù)測類型為幀預(yù)測，則進(jìn)行解碼。
15.一種圖像信號解碼裝置，其特征在于具有從編碼圖像信號檢出跳躍像塊的檢測裝置；解碼裝置，它在所述跳躍像塊的圖像編碼類型為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)為埸結(jié)構(gòu)的情況下，假如至少編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為反差分單元存儲器中存儲的值、運(yùn)動補(bǔ)償方式為剛剛解碼像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式、預(yù)測類型為16×16埸預(yù)測，則進(jìn)行解碼。
16.一種圖像信號解碼裝置，其特征在于具有從編碼圖像信號檢出跳躍像塊的檢測裝置解碼裝置，它在所述跳躍像塊的圖像類型為B圖像、圖像結(jié)構(gòu)為幀結(jié)構(gòu)的情況下，假如編碼塊信號為零、運(yùn)動矢量為反差分單元存儲器中存儲的值、運(yùn)動補(bǔ)償方式為剛剛解碼像塊的運(yùn)動補(bǔ)償方式、預(yù)測類型為幀預(yù)測，則進(jìn)行解碼。
全文摘要
提供活動圖像的編碼方法和編碼裝置,其中包括運(yùn)動矢量差分單元跳躍像塊判定單元。還提供運(yùn)動矢量的解碼方法和解碼裝置,其中包括運(yùn)動矢量反差分單元和跳躍像塊判定單元。在解碼裝置中,存儲器的個數(shù)等于前向和后向預(yù)測運(yùn)動矢量的最大傳送個數(shù)之和;借助于運(yùn)動矢量計數(shù)器等,使存儲器與運(yùn)動矢量一一對應(yīng);能夠有效地控制跳躍像塊。本發(fā)明并不增加存儲器的個數(shù),結(jié)構(gòu)比較簡單。
文檔編號H04N7/32GK1349354SQ01112438
公開日2002年5月15日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月24日
發(fā)明者加藤元樹 申請人:索尼公司