專利名稱：對被編碼的視頻信號同時進行格式壓縮和解碼的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種視頻處理N個被編碼的視頻輸入信號的方法，利用系數(shù)N對每個編碼后的視頻輸入信號進行解碼和格式壓縮，生成一組在像素域內(nèi)格式壓縮的被解碼的視頻信號，每個編碼的視頻輸入信號包含規(guī)格為8*8的DCT塊，所述DCT塊被稱作“DCT輸入塊”。
背景技術：
隨著數(shù)字電視的發(fā)展，用戶可以在他自己的電視機上看到的電視節(jié)目的數(shù)量顯著地增加。為了應付電視節(jié)目的增加并確保用戶從收集的電視節(jié)目中進行選擇，一種被稱作“鑲嵌圖象”(mosaic)的表示法已經(jīng)被創(chuàng)造，包括在用戶的電視屏幕上“并置”這些預先被壓縮的電視節(jié)目。用戶因而能夠同時看見所收集的電視節(jié)目的內(nèi)容，這將幫助他選擇特定的電視節(jié)目。
美國專利US5,633,683介紹了一種在功能提供級者級別上從按照MPEG2標準的一組被編碼的視頻信號中產(chǎn)生鑲嵌圖象的視頻信號的系統(tǒng)，所述視頻信號來自對收集的諸如電視節(jié)目所進行的MPEG2編碼。為實現(xiàn)這個目的，利用視頻解碼器對每個被編碼的視頻信號進行解碼。每個被編碼的視頻信號的格式也被壓縮。具有壓縮格式的被解碼的視頻信號在存儲器內(nèi)被按順序地并置連接，用于生成所述的鑲嵌圖象視頻信號，在通過通訊信道被傳輸之前，按照MPEG2標準對后者進行編碼。
在現(xiàn)有技術的文獻中所描述的生成代表鑲嵌圖象的視頻信號的方法具有一定的局限性。
首先，現(xiàn)有技術中所介紹的方案提出使用并行體系結(jié)構，在該體系結(jié)構中，每個被編碼的視頻信號被適合的解碼器單獨解碼。具有這樣的缺陷，即解碼裝置必須被增加到這種程度，即解碼器的數(shù)量與要被解碼的視頻信號的數(shù)量相同，這使系統(tǒng)成本昂貴。
另一方面，僅僅INTRA類型的圖象即不實現(xiàn)運動補償?shù)膱D象被解碼。這具有這樣的缺陷，即具有壓縮的視頻頻率的視頻信號被生成，當鑲嵌圖象被顯示在屏幕上時，從視覺角度上看，令人很不舒服。
此外，在對INTRA類型的圖象進行解碼期間，在被編碼的視頻信號中，對DCT塊的DC成分進行反離散余弦變換(DCT＝離散余弦變換)，這意味著不考慮所述DCT塊內(nèi)的其它的更高頻率的DCT系數(shù)，由于具有壓縮格式的被解碼的信號的視覺清晰度被抑制，這對視覺質(zhì)量是有害的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種視頻處理方法，以一種經(jīng)濟的方式，根據(jù)DCT塊編碼方法，從一組被編碼的視頻信號中生成一組具有壓縮格式的良好質(zhì)量的被解碼的視頻信號，將上述局限性減小到最小的程度。
為實現(xiàn)此目的，符合本發(fā)明的視頻處理N個編碼后的視頻輸入信號的方法的特征是，它包括如下步驟抽取N個尺寸壓縮(8/N*8/N))的塊，從一DCT輸入塊抽取每個尺寸壓縮的塊，連續(xù)施加在規(guī)格為8的輸入矢量上的第一反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個尺寸壓縮的塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一規(guī)格為8的輸出矢量，該矢量確定了N個壓縮尺寸的中間塊的行(或列)，對N個尺寸壓縮的塊的所有行(或列)重復所述第一反DCT變換步驟，連續(xù)施加在規(guī)格為8的輸入矢量上的第二反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個的中間塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一規(guī)格為8的輸出矢量，通過一施加在所述輸出矢量的值上的遞歸計算步驟，該輸出矢量確定了N個尺寸壓縮的輸出塊的行(或列)，對N個中間塊的所有行(或列)重復所述第二反DCT變換步驟，N個尺寸壓縮的輸出塊中的每個輸出塊確定了一個具有被因子N壓縮格式的所述解碼后視頻信號。
通過僅對每個DCT輸入塊內(nèi)的有限組DCT系數(shù)實施該方法，能夠在一個和相同操作中對幾個編碼的視頻信號進行解碼并壓縮其格式，與現(xiàn)有技術相比，降低了這種方法的材料實施成本。
根據(jù)附加的特征，符合本發(fā)明的方法的特征在于所述抽取步驟實現(xiàn)每個DCT輸入塊內(nèi)的低頻率的DCT系數(shù)的抽取。
由于非0頻率系數(shù)所確定的可視細節(jié)被部分地保存，質(zhì)量良好的格式壓縮的視頻信號因而可以被獲得。
根據(jù)附加的特征，符合本發(fā)明的方法的特征在于所述第一和第二反DCT變換步驟使用規(guī)格為8*8的變換矩陣，其系數(shù)值是參數(shù)N值的函數(shù)。
因而通過簡單地改變變換矩陣的系數(shù)，編碼的視頻輸入信號的格式可以被壓縮，由于利用相同的8*8尺寸的矩陣進行矩陣計算，執(zhí)行本發(fā)明的方法具有很大的靈活性。
本發(fā)明也涉及一種用于對一編碼的視頻輸入信號進行解碼并用因子N壓縮該信號格式以便生成在像素領域內(nèi)格式壓縮的解碼的視頻信號的的視頻處理方法，所述被編碼的視頻輸入信號包括規(guī)格為8*8的DCT塊，該塊也被稱作“DCT輸入塊”，其特征在于所述視頻處理方法包括如下步驟抽取N個尺寸壓縮(8/N*8/N))的塊，從一DCT輸入塊抽取每個尺寸壓縮的塊，連續(xù)施加在規(guī)格為8的輸入矢量上的第一反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個尺寸壓縮的塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一規(guī)格為8的輸出矢量，該矢量確定了N個尺寸壓縮的中間塊的行(或列)，對N個尺寸壓縮的塊的所有行(或列)重復所述第一反DCT步驟，連續(xù)施加在規(guī)格為8的輸入矢量上的第二反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個中間塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一規(guī)格為8的輸出矢量，通過一施加在所述輸出矢量的值上的遞歸計算步驟，該輸出矢量確定了N個尺寸壓縮的輸出塊的行(或列)，對N個中間塊的所有行(或列)重復所述第二反DCT變換步驟，所述尺寸壓縮的輸出塊確定了一個具有被因子N壓縮格式的所述解碼后的視頻信號。
由于幾個DCT輸入塊被同時處理，通過減少處理步驟，該方法具有壓縮單獨編碼的視頻信號格式的優(yōu)點。
本發(fā)明也涉及一種從一組2N個編碼的視頻輸入信號中創(chuàng)建鑲嵌圖象程序的方法，所述信號包括規(guī)格為8*8像素的DCT塊，該DCT塊被稱作“DCT輸入塊”，所述鑲嵌圖象包括具有被因子N壓縮格式的并置的解碼視頻程序，該程序來自于所述編碼的視頻輸入信號，所述創(chuàng)建方法的特征在于對于每一亞組(sub-set)(2N/N)個編碼的視頻輸入信號，它包括如下步驟抽取N個尺寸壓縮(8/N*8/N)的塊，每個尺寸壓縮的塊是從與亞組有關的DCT輸入塊中抽取的，連續(xù)施加在規(guī)格為8的輸入矢量上的第一反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個尺寸壓縮的塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一規(guī)格為8的輸出矢量，該矢量確定了N個尺寸壓縮的中間塊的行(或列)，對N個尺寸壓縮的塊的所有行(或列)重復所述第一反DCT變換步驟，連續(xù)施加在規(guī)格為8的輸入矢量上的第二反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個中間塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一規(guī)格為8的輸出矢量，通過一施加在所述輸出矢量的值上的遞歸計算步驟，該輸出矢量確定了N個尺寸壓縮的輸出塊的行(或列)，對N個中間塊的所有行(或列)重復所述第二反DCT變換步驟，在每個亞組中，N個尺寸壓縮的輸出塊中的每個輸出塊確定了一個具有被因子N壓縮格式的所述解碼后的視頻信號。
本發(fā)明也涉及一種視頻處理N個編碼的視頻輸入信號的系統(tǒng)。這種視頻處理系統(tǒng)的特征是，它使用上述的一種或其它方法。
本發(fā)明也涉及一種從一組2N個編碼的視頻輸入信號中創(chuàng)建一個鑲嵌圖案象序的系統(tǒng)。這種創(chuàng)造鑲嵌圖象程序的系統(tǒng)的特征是，它使用上述的創(chuàng)建鑲嵌圖象程序的方法。
本發(fā)明也涉及一種包含程序代碼指令的計算機程序，當所述程序在一視頻處理系統(tǒng)中的信號處理器上被執(zhí)行時，所述指令用于執(zhí)行上述的一種或其它視頻處理方法中的不同步驟。
本發(fā)明也涉及一種包含程序代碼指令的計算機程序，當所述程序在一用于創(chuàng)建鑲嵌圖象程序的系統(tǒng)中的信號處理器上被執(zhí)行時，所述指令用于執(zhí)行上述的創(chuàng)建鑲嵌圖象的方法的不同步驟。


通過下文結(jié)合附圖對非限定性示例所作的詳盡的介紹，本發(fā)明的這些和其它方面將變得清楚。
在附圖中圖1顯示了符合本發(fā)明的處理方法，用因子2壓縮兩個被編碼的視頻信號；圖2描述了包含鑲嵌圖象信號的使用符合本發(fā)明的方法的系統(tǒng)。
具體實施例方式
下文介紹利用本發(fā)明的方法所處理的視頻信號被編碼的符合MPEG-2ISO/IEC 13818-2標準，但是對于本領域普通技術人員來說顯而易見的是，當依照其它的使用DCT塊編碼技巧的視頻標準例如H.263、MPEG-1或MPEG-4對這些視頻信號進行解碼時，也可以用相同的方式實現(xiàn)本發(fā)明。
MPEG-2 ISO/IEC 13818-2標準是基于使用DCT變換，該變換適用于具有8*8規(guī)格的像素塊。通過一種量化操作，DCT變換允許每個像素塊內(nèi)的信息解相關，以便僅僅保留具有最強值的DCT系數(shù)(每個像素塊是INTRA類型，也就是不能得出和其它像素塊的差別，或INTER類型，也就是能夠得出和其它像素塊的差別)。這種DCT變換導致生成具有8*8規(guī)格的包含8*8個DCT系數(shù)的DCT塊。
反，當按照MPEG2標準編碼視頻信號時，通過使用反的DCT變換，每個規(guī)格為8*8的DCT塊被解碼，以便生成規(guī)格為8*8的像素塊。這種反變換受下述方程式控制x(n,m)=14Σi=07Σj=07C(n)C(m)f(n,m)cos((2n+1)iπ16)cos((2m+1)jπ16)]]> n塊的行數(shù)，m塊的列數(shù)，x(n，m)位于n行和m列交匯處的像素的值，f(n，m)位于n行和m列交匯處的DCT系數(shù)值。
這種反的DCT變換使用雙指數(shù)i和j，具有使用相當多的計算裝置的缺陷。為了消除這種缺陷，能夠利用方程式1的特性，允許將反的DCT變換分成兩個截然不同的相繼的計算。只要每個像素直接來自8*8＝64的線性組合值f(n，m)，與直接使用方程式1的情況相同，每個像素來自于兩個連續(xù)的8個f(n，m)值的線性組合。換句話說，利用在獲得的DCT塊的行上的第一反DCT變換，在第一反DCT變換之后，利用在DCT塊的列上所進行第二反DCT變換，方程式1所控制的反的DCT變換可以被獲得。每個反DCT變換被下述方程式所控制 n整數(shù)0≤n≤7，x(n)像素n的值y(n)DCT塊內(nèi)某行或某列內(nèi)的DCT系數(shù)n的值。
方程式2的計算被用于利用由對應于要被解碼的DCT塊的一行或一列的8個DCT系數(shù)所組成的矢量對規(guī)格為8*8的矩陣進行相乘，所述相乘導致像素域內(nèi)的由8個值組成的矢量。然而能夠使用M8*8矩陣簡化計算。對于一組基于方程式2的項目，反DCT變換被下述方程式所控制，即使用預相乘DCT系數(shù)y(n)的方程式(方程式3)、利用M8*8矩陣的矩陣計算(方程式4)和能夠確定系數(shù)輸出值x(n)的遞歸的計算(方程式5)。 符合本發(fā)明的方法允許在一次和相同的操作中同步對幾個輸入的DCT塊解碼?；诿總€DCT塊內(nèi)系數(shù)的部分處理，所述解碼包括在壓縮塊的尺寸的同時對系數(shù)的反DCT變換。
通過在每個DCT塊的行和列中抽取有限組DCT系數(shù)，DCT輸入塊的格式被壓縮。對所述有限組DCT系數(shù)進行反DCT變換。通過解碼有限組DCT系數(shù)，能夠獲得格式壓縮的良好的圖象質(zhì)量，這個有限組對應于規(guī)格為8*8DCT塊內(nèi)低頻率的系數(shù)。這些系數(shù)通常位于每個DCT塊的左上正方形，直到系數(shù)被劃分為增加的頻率的程度，DC分量位于上左角。
可以設想一種利用DCT塊的因子2或4的格式壓縮。在因子為2的格式壓縮情況下，規(guī)格為8*8DCT塊將被解碼，因而產(chǎn)生規(guī)格為4*4的像素塊。在因子為4的格式壓縮情況下，規(guī)格為8*8DCT塊將被解碼，因而產(chǎn)生規(guī)格為2*2的像素塊。為實現(xiàn)這個目的，符合本發(fā)明的方法在包含所述有限組DCT系數(shù)的DCT塊的行和列上進行連續(xù)的反DCT變換。
在設想一種因子為2的格式壓縮的情況下，對一組4個DCT系數(shù)所進行的變換受下述方程式控制x(n)=Σi=03cos((2n+1)iπ8)C(n)y(n)]]> n整數(shù)例如0≤n≤3x(n)像素n的值y(n)DCT塊的行或列內(nèi)的DCT系數(shù)n的值。
方程式6的計算被用于利用由4個DCT系數(shù)組成的矢量對規(guī)格為4*4的矩陣進行相乘，所述4個DCT系數(shù)對應于從具有8*8規(guī)格的要被解碼的DCT塊中抽取的規(guī)格為4*4的DCT塊中的一行或一列。所述相乘產(chǎn)生像素域內(nèi)由4個值所組成的矢量。然而能夠使用矩陣M4*4簡化計算。對于一組基于方程式6的項目，反DCT變換由下述方程式所控制，即使用預相乘DCT系數(shù)y(n)的方程式(方程式7)、根據(jù)方程式8的M4*4矩陣的矩陣計算和能夠確定輸出系數(shù)即像素x(k)的值的根據(jù)方程式9的遞歸的計算 M4*4=11A010011-100100-1]]> A=2]]>方程式4示出在規(guī)格為8*8的DCT塊的行和列上連續(xù)進行的反DCT變換涉及使用8*8變換矩陣。符合本發(fā)明的方法得益于這樣的事實，即具有壓縮規(guī)格的DCT塊的反DCT變換使用壓縮規(guī)格的變換矩陣(例如M2*2或M4*4)，能夠確定規(guī)格為8*8的反DCT變換矩陣，即標準規(guī)格的用于包含幾個壓縮規(guī)格的變換矩陣的8*8DCT塊的反DCT變換的矩陣用于在一連續(xù)作用于有限組DCT系數(shù)的單獨矩陣計算中同步解碼幾個DCT塊，所述有限組DCT系數(shù)是從所述DCT塊的行和列中抽取的。
圖1顯示這種情況，從兩個根據(jù)MPEG2標準被編碼的視頻信號中獲得兩個具有壓縮格式的被解碼的視頻信號。兩個分別與一編碼的視頻信號相關的規(guī)格為8*8的DCT塊101和102經(jīng)同步處理操作，該操作連續(xù)地在所述塊的行和列上進行，導致它們格式的壓縮并引發(fā)反DCT變換。通過對DCT塊101進行解碼，獲得像素塊103，同時通過對DCT塊102進行解碼，獲得像素塊104。這種解碼操作適用于所有編碼的視頻信號的DCT塊。
這種方法包括使用規(guī)格8*8的M2*4*4變換矩陣的矩陣計算步驟，它的系數(shù)來自于矩陣M4*4。矩陣M2*4*4定義如下 用此方式，利用同步方式通過被下列方程式控制的單獨矩陣計算，能夠在DCT塊101和102上執(zhí)行雙解碼操作。
這個方程式系統(tǒng)首先被使用在標號為B1和B2規(guī)格為4*4的塊的行上，B1和B2是從標號為101和102規(guī)格為8*8的DCT塊中抽取的。塊B1和B2最好包含具有標號為101和102的DCT塊的低頻率的DCT系數(shù)。
在這種計算中，從塊B1和B2中抽取系數(shù)y(N)，從而確定8個X(n)值，X(n)值允許計算變換矩陣M2*4*4所應用的規(guī)格為8的行矢量V2*4*4的分量。
當根據(jù)方程式11進行矩陣計算，用于獲得由8個x’(n)值組成的列矢量之后，根據(jù)方程式12所進行的遞歸計算允許要被獲得的規(guī)格為8的矢量輸出，其包括x(n)值，分別對應于塊105和106第一行的4個第一值[x(0)，x(1)，x(2)，x(3)]和4個后續(xù)值[x(4)，x(5)，x(6)，x(7)]，所述塊105和106被稱作“中間塊”。
對塊B1和B2上的其它行重復執(zhí)行3次在系數(shù)[y(0)，y(1)，y(2)，y(3)]行上所進行的相同操作，每次抽取4個第一系數(shù)y(n)。用此方式，兩個標號為105和106規(guī)格為4*4的中間塊被完全確定。
隨后，為了獲得輸出塊103和104，方程式系統(tǒng)10、11和12被用于獲得圖1所示的中間塊105和06的4列內(nèi)的y(n)＝y(tǒng)col(n)。這意味著在塊B1和B2的4行上所執(zhí)行的操作被再一次進行，但是這次是在塊105和105變換之后所獲得的規(guī)格為4*4的塊上進行操作。
為了在標號為B1和B2的DCT塊上進行操作，當然首先在塊B1和B2的列上執(zhí)行符合方程式10、11和12的操作，然后在中間塊105和106的行上進行操作，用于確定標號為103和104規(guī)格為4*4的輸出塊。
和方程式4和8類似，在因子為4的壓縮格式被提出時，能夠確定規(guī)格為2*2的變換矩陣M2*2，允許對規(guī)格為2*2的DCT塊的行或列上的一組2個DCT系數(shù)的反DCT變換，該規(guī)格為2*2的DCT塊是從規(guī)格為8*8的DCT塊中抽取的。在此情況下，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)?個規(guī)格為8*8的DCT塊進行解碼，每個DCT塊被變換成規(guī)格為2*2的像素塊。為了實現(xiàn)此目的，利用符合方程式13、14和15的矩陣計算，通過規(guī)格為8*8的矩陣M4*4*4，實施類似于方程式10、11和12的過程，該矩陣如下所示M4×4×4=M2×20000M2×20000M2×20000M2×2=1100000010000000001100000010000000001100000010000000001100000010]]>M2×2=1110]]>
本發(fā)明顯著的方面是通過使用相同規(guī)格的8*8矩陣的矩陣計算，能夠執(zhí)行不同類型的對規(guī)格為8*8的DCT塊的解碼操作。
在遞歸計算前使用矩陣M8*8的第一矩陣計算允許對一單獨編碼的視頻信號的規(guī)格為8*8的DCT輸入塊的所有系數(shù)進行解碼，從而導致規(guī)格為8*8的像素塊，在遞歸計算前的同樣矩陣操作中，使用規(guī)格為8*8的矩陣M2*4*4的第二矩陣計算允許對兩個來自編碼的視頻信號的規(guī)格為8*8的DCT輸入塊進行解碼，產(chǎn)生兩個規(guī)格為4*4的像素塊。
在遞歸計算前的相同矩陣操作中，使用規(guī)格為8*8的矩陣M4*4*4的第三矩陣計算允許對來自4編碼的視頻信號的4個規(guī)格為8*8的DCT輸入塊進行解碼，產(chǎn)生4個規(guī)格為2*2的像素塊。
根據(jù)同時要被解碼的視頻信號的數(shù)量，通過簡單地改變規(guī)格為8*8計算矩陣的系數(shù)，這種解碼方法允許從一種壓縮因子向另一種壓縮因子傳遞。
圖2顯示了利用本發(fā)明創(chuàng)建鑲嵌圖象信號、執(zhí)行該解碼方法的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)顯示由一組多路復用的視頻信號202利用鑲嵌圖象視頻信號201的功能提供器產(chǎn)生鑲嵌圖象。
在處理4個多路復用的視頻輸入信號202之后，該系統(tǒng)生成鑲嵌圖象信號201。這些視頻信號對應于例如符合MPEG2標準被壓縮的并在MPEG2傳輸流中被多路服用的視頻信號。
每個視頻輸入信號被因子2水平和垂直地壓縮格式，通過使用矩陣M2*4*4的矩陣計算，根據(jù)本發(fā)明的方法，信號被處理2×2(two by two)次。
通過裝置203(例如一個用新的輸出系數(shù)對應于信號的每個系數(shù)的相應表)，信號202內(nèi)的DCT系數(shù)首先經(jīng)歷熵解碼，隨后利用裝置204(例如利用系數(shù)而進行輸入系數(shù)的相乘的計算裝置)進行反的量化操作，所述裝置204提供包含DCT系數(shù)即每個壓縮后的視頻輸入信號DCT的信號205。為了減少實施過程的復雜性，操作203和204可以被臨時多路復用，從而這些操作在4個視頻輸入信號中的每個內(nèi)的DCT系數(shù)上被連續(xù)地進行。
多路分解器206允許信號205內(nèi)的DCT系數(shù)分離，用于組成涉及8*8DCT塊207的DCT系數(shù)、涉及8*8DCT塊208的DCT系數(shù)、涉及8*8DCT塊209的DCT系數(shù)和涉及8*8DCT塊210的DCT系數(shù)，該DCT塊207確定了第一編碼后視頻信號，該DCT塊208確定了第二編碼后視頻信號，該DCT塊209確定了第三編碼后視頻信號，該DCT塊210確定了第四編碼后視頻信號。
利用裝置211，在結(jié)合圖1所述的方法的不同步驟中，8*8DCT塊207和208被同步解碼，從而分別提供規(guī)格為4*4的像素塊212和213。裝置211特別包含硬件矩陣計算裝置(例如信號處理器類型)和/或軟件(一組指令、來自計算機程序編制的程序代碼)。所述計算裝置被一狀態(tài)機和一緩沖存儲器臨時地排序，所述狀態(tài)機用于對由8個系數(shù)組成的矢量執(zhí)行一系列反的DCT操作，所述系數(shù)是從塊207和208的行中抽取的，所述緩沖存儲器用于存儲這些反DCT變換的結(jié)果。根據(jù)存儲在所述緩沖存儲器內(nèi)的系數(shù)上的列，所述矩陣計算裝置隨后執(zhí)行第二系列的反的DCT操作。在8*8矩陣(矩陣M2*4*4)和規(guī)格為8的矢量之間進行同樣的矩陣相乘，裝置211對DCT塊207和208進行解碼，從而在用因子2進行格式壓縮的同時，進行反的DCT變換。
采用類似于DCT塊207和208的方式，利用裝置214(與裝置211相同)，采用結(jié)合圖1所述的方法，對DCT塊209和210進行解碼，分別導致規(guī)格4*4的像素塊215和216。
隨著按照MPEG2標準對視頻輸入信號進行編碼，DCT塊207、208、209和210或者是INTRA類型，即不需要運動補償，或者是INTER類型，即必須進行運動補償，以便阻止圖象質(zhì)量隨著時間而變化。
為了減少實施過程的復雜性，設置了由元件218、219和220組成的單獨運動補償回路。作為用標號212、213、215和216表示的規(guī)格為4*4的不同像素塊的時間函數(shù)，多路復用器217能夠連續(xù)處理。
當規(guī)格為4*4的像素塊是INTRA類型時，不進行運動補償，基于信號223的像素塊與塊212相同。
當規(guī)格為4*4的像素塊是INTER類型時，利用加法器218，在這個塊的像素和先前存儲在儲存器220內(nèi)的同樣規(guī)格的基準塊的像素之間進行加法計算，利用運動補償器219進行運動補償，所述補償器使用和所述INTER類型的塊相關的在其范圍內(nèi)的運動矢量221(利用每個水平和垂直成分的因子2，進行壓縮)。
與這樣的事實無關，即多路復用器217所提供的4*4像素塊是否是INTRA類型或INTER類型，根據(jù)信號223，獲得解碼后的4*4的像素塊。
最后，基于信號223，視頻設計者在相同的圖象平面內(nèi)合成不同的塊。用此方式，在視頻輸入信號上執(zhí)行因子為2(水平和垂直)的格式壓縮，4個具有壓縮格式的視頻信號在相同的圖象平面內(nèi)被合成，產(chǎn)生所希望的鑲嵌圖象視頻信號201，例如用于在電視屏幕上顯示。
在圖2所示系統(tǒng)中所使用的符合本發(fā)明的方法的特征是，不改變裝置211和214的材料結(jié)構的條件下，在執(zhí)行反DCT變換時所使用的8*8矩陣內(nèi)的系數(shù)的簡單變化允許從創(chuàng)造包含4個被因子2壓縮尺寸的視頻信號的鑲嵌圖象信號201到對一不壓縮格式的單獨視頻輸入信號的解碼。當用戶選擇鑲嵌圖象信號內(nèi)的格式壓縮的信號，以便在全屏幕上觀看這個被選擇的信號時，這個特征特別有用。確實當生成鑲嵌圖象信號201時，矩陣M2*4*4被用于涉及211和214所執(zhí)行的反DCT變換的矩陣計算。利用8*8矩陣M8*8足以代替8*8矩陣M2*4*4，并將后者應用在從207-208-209-201中選擇的單獨輸入信號的DCT塊上，導致格式?jīng)]有壓縮的被選擇的視頻信號的生成。
本發(fā)明也提供一圖2所示類型的第二系統(tǒng)(未示)，用于從16個視頻輸入信號中產(chǎn)生一個鑲嵌圖象信號。在此情況下，利用使用矩陣M4*4*4的相同的矩陣操作，4個規(guī)格為2*2的DCT塊被同時解碼，其中每個DCT塊與一編碼的視頻輸入信號有關。每個8*8DCT塊被變換成2*2像素塊，組成之后，產(chǎn)生包含16個格式壓縮的視頻信號的鑲嵌圖象信號。
更廣泛地說，本發(fā)明涉及一種采用上述方法通過利用編碼輸入信號的因子N而執(zhí)行格式壓縮而從一組2N個編碼后的視頻輸入信號中創(chuàng)建鑲嵌圖象信號的系統(tǒng)。為實現(xiàn)此目的，必須將所述方法應用到每個(2N/N)個編碼視頻輸入信號的亞組(sub set)。
在這種創(chuàng)建鑲嵌圖象信號的系統(tǒng)中，在用于生成下述內(nèi)容的反DCT變換期間，變換矩陣的系數(shù)的改變可以被方便地實現(xiàn)。所述內(nèi)容是非壓縮格式的單獨一個視頻信號，通過矩陣M8*8而將本發(fā)明的方法應用到2N/N個信號中單獨一個信號上，或4個被因子2壓縮格式的視頻信號，通過矩陣M2*4*4而將本發(fā)明的方法應用到來自2N/N個信號的2組2個信號，或16個被因子4壓縮格式的視頻信號，通過矩陣M4*4*4而將本發(fā)明的方法應用到來自2N/N個信號的4組4個信號。
最好，應用上述的基于相同的編碼的視頻信號的對8*8DCT塊的處理操作，符合本發(fā)明的方法可以被用于利用一個和相同的編碼的視頻輸入信號的因子N而壓縮格式。
符合本發(fā)明的處理方法可以在用于壓縮1個或幾個編碼的視頻信號的格式的視頻處理系統(tǒng)中被使用，或在用于創(chuàng)建鑲嵌圖象信號的視頻處理系統(tǒng)中被使用。具體地說，這種系統(tǒng)可以在功能提供設備或TV廣播系統(tǒng)中被實施和使用。
為了執(zhí)行本發(fā)明，將具體使用包含程序代碼指令的計算機程序，當所述程序在信號處理器上被使用時，所述指令用于執(zhí)行該方法的不同步驟。
權利要求
1.一種視頻處理N個被編碼的視頻輸入信號的方法，利用因子N對每個被編碼的視頻輸入信號進行解碼和格式壓縮，并在像素域內(nèi)生成一組具有壓縮格式的解碼后的視頻信號，每個被編碼的視頻輸入信號包括規(guī)格為8*8的DCT塊，該塊也被稱作“DCT輸入塊”，其特征在于所述視頻處理方法包括如下步驟抽取N個尺寸壓縮(8/N*8/N))的塊，每個被從DCT輸入塊中抽取的塊具有被壓縮的尺寸，連續(xù)應用在長度為8的輸入矢量上的第一反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個尺寸壓縮的塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一長度為8的輸出矢量，該矢量確定了N個壓縮尺寸的中間塊的行(或列)，對N個尺寸壓縮的塊的所有行(或列)重復所述第一反DCT變換步驟，連續(xù)應用在長度為8的輸入矢量上的第二反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個中間塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一長度為8的輸出矢量，通過一施加在所述輸出矢量的值上的遞歸計算步驟，該輸出矢量確定了N個尺寸壓縮的輸出塊的列(或行)，對N個中間塊的所有列(或行)重復所述第二反DCT變換步驟，N個尺寸壓縮的輸出塊中的每個輸出塊確定了一個具有被因子N壓縮格式的所述解碼后視頻信號。
2.一種根據(jù)權利要求1所述視頻處理方法，其特征在于所述抽取步驟實現(xiàn)每個DCT輸入塊內(nèi)的低頻的DCT系數(shù)的抽取。
3.一種根據(jù)權利要求2所述視頻處理方法，其特征在于所述第一和第二反DCT變換步驟使用規(guī)格為8*8的變換矩陣，其系數(shù)值是參數(shù)N值的函數(shù)。
4.一種利用因子N對編碼的視頻輸入信號進行解碼和格式壓縮以便在像素領域內(nèi)生成格式壓縮的解碼的視頻信號的視頻處理方法，所述被編碼的視頻輸入信號包括規(guī)格為8*8的DCT塊，該塊被稱作“DCT輸入塊”，其特征在于所述視頻處理方法包括如下步驟抽取N個尺寸壓縮(8/N*8/N))的塊，每個被從DCT輸入塊中抽取的塊具有被壓縮的尺寸，連續(xù)應用在長度為8的輸入矢量上的第一反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一長度為8的輸出矢量，該矢量確定了N個尺寸壓縮的中間塊的行(或列)，對N個尺寸壓縮的塊的所有行(或列)重復所述第一反DCT變換，連續(xù)應用在長度為8的輸入矢量上的第二反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個尺寸壓縮的中間塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一長度為8的輸出矢量，通過一施加在所述輸出矢量的值上的遞歸計算步驟，該輸出矢量確定了N個尺寸壓縮的輸出塊的列(或行)，對N個中間塊的所有列(或行)重復所述第二反DCT變換步驟，所述尺寸壓縮的輸出塊確定了一個具有被因子N壓縮格式的所述解碼后的視頻信號。
5.一種從一組2N個編碼的視頻輸入信號中創(chuàng)建鑲嵌圖象程序(programmosaic)的方法，所述信號包括規(guī)格為8*8的DCT塊，該DCT塊被稱作“DCT輸入塊”，所述鑲嵌圖象包括具有被因子N壓縮格式的并置的解碼視頻程序，該程序由所述編碼的視頻輸入信號獲得，所述創(chuàng)建方法的特征在于對于每一亞組(sub-set)(2N/N)個編碼的視頻輸入信號，它包括如下步驟抽取N個尺寸壓縮(8/N*8/N)的塊，每個尺寸壓縮的塊是從與考慮到的亞組相關的DCT輸入塊中抽取的，連續(xù)應用在長度為8的輸入矢量上的第一反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個尺寸壓縮的塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一長度為8的輸出矢量，該矢量確定了N個尺寸壓縮的中間塊的行(或列)，對N個尺寸壓縮的塊的所有行(或列)重復所述第一反DCT變換步驟，連續(xù)應用在長度為8的輸入矢量上的第二反DCT變換，每個輸入矢量被構成N個中間塊的行(或列)系數(shù)所替換，每個反DCT變換步驟生成一長度為8的輸出矢量，通過一施加在所述輸出矢量的值上的遞歸計算步驟，該輸出矢量確定了N個尺寸壓縮的輸出塊的列(或行)，對N個中間塊的所有列(或行)重復所述第二反DCT變換步驟，在每個亞組中，N個尺寸壓縮的輸出塊中的每個輸出塊確定了一個具有被因子N壓縮格式的所述解碼后的視頻信號。
6.一種根據(jù)權利要求5所述創(chuàng)建鑲嵌圖象程序(program mosaic)的方法，其特征在于所述抽取步驟實現(xiàn)每個DCT輸入塊內(nèi)的低頻的DCT系數(shù)的抽取。
7.一種根據(jù)權利要求6所述創(chuàng)造鑲嵌圖象程序的方法，其特征在于所述第一和第二反DCT變換步驟使用規(guī)格為8*8的變換矩陣，其系數(shù)值是參數(shù)N值的函數(shù)。
8.一種視頻處理N個編碼的視頻輸入信號的系統(tǒng)，其特征在于它使用權利要求1所述方法。
9.一種視頻處理編碼的視頻輸入信號的系統(tǒng)，其特征在于它使用權利要求4所述方法。
10.一種從一組2N個編碼的視頻輸入信號中創(chuàng)建鑲嵌圖象程序(programmosaic)的系統(tǒng)，其特征在于它使用權利要求5所述方法。
11.一種包含程序代碼指令的計算機程序，當所述程序在視頻處理系統(tǒng)內(nèi)的一信號處理器上被執(zhí)行時，所述指令用于執(zhí)行與權利要求1或4中所述方法的不同步驟。
12.一種包含程序代碼指令的計算機程序，當所述程序在一用于創(chuàng)建鑲嵌圖象程序的系統(tǒng)內(nèi)的一信號處理器上被執(zhí)行時，該指令用于執(zhí)行與權利要求5中所述方法不同的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種被應用在N個被編碼的視頻輸入信號上的視頻處理方法,利用因子N對所述被編碼的視頻輸入信號進行解碼和格式壓縮,并生成一組在像素域內(nèi)壓縮格式的解碼后的視頻信號,每個被編碼的視頻輸入信號包括DCT塊。本發(fā)明方法的特征在于它包括第一和第二反DCT步驟,每個反DCT步驟被連續(xù)應用在從所述N個被編碼的視頻輸入信號中被抽取的多個尺寸壓縮的DCT塊上。從而生成N個尺寸壓縮的輸出塊,所述輸出塊確定了一個被因子N壓縮格式的解碼后的視頻信號。本發(fā)明最好被用于從一組編碼的信號中合成鑲嵌圖象的視頻信號。用途:視頻信號的格式壓縮/解碼。
文檔編號H04N7/26GK1379594SQ02120690
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月23日 優(yōu)先權日2001年3月27日
發(fā)明者J·阿德萊德, R·迪蒂爾, O·埃爾巴茲 申請人:皇家菲利浦電子有限公司