專利名稱：影像壓縮編碼及解碼的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及影像的壓縮編碼及解碼的方法和裝置。
背景技術(shù)：
MPEG或H. 26x系列的動(dòng)態(tài)影像編碼等的大部分動(dòng)態(tài)影像壓縮標(biāo)準(zhǔn)
在移動(dòng)補(bǔ)償技法和變換上基本采用壓縮的方式。在這樣的移動(dòng)補(bǔ)償基 本編碼中，必須對(duì)各分塊的移動(dòng)向量信息進(jìn)行編碼并傳送，根據(jù)如何 將移動(dòng)向量編碼的方式，壓縮效率也有很大差異。
在一般的影像編碼過程中，影像信號(hào)經(jīng)過DCT (離散余弦變換)處 理，將變換系數(shù)量子化，執(zhí)行無(wú)損失編碼的同時(shí)，將已量子化的DCT 系數(shù)逆量子化及逆DCT變換，將復(fù)原的影像存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，利用在 存儲(chǔ)器中被存儲(chǔ)的影像及圖像影像，生成移動(dòng)向量，對(duì)移動(dòng)向量進(jìn)行 可變長(zhǎng)度編碼，和上述編碼影像信息一起構(gòu)成比特信息流。影像的解 碼方法按上述編碼過程的逆順序進(jìn)行。
圖l是普通的數(shù)字動(dòng)態(tài)影像編碼器的構(gòu)成框圖。
圖1所示的動(dòng)態(tài)影像編碼器的構(gòu)成包括將輸入的數(shù)字影像信號(hào) 進(jìn)行DCT (discrete cosine transform離散余弦變換)處理的DCT部 110;將上述DCT變換系數(shù)量子化的量子化部120;將從上述量子化部中 輸出的量子化數(shù)據(jù)逆量子化的逆量子化部130;將從上述逆量子化部 130中輸出的數(shù)據(jù)逆DCT變換的逆DCT部140;存儲(chǔ)從上述逆DCT部140 輸出的復(fù)原影像的圖像存儲(chǔ)器150;利用輸入的現(xiàn)有圖像的影像數(shù)據(jù)和
上述圖像存儲(chǔ)器150中存儲(chǔ)的以前圖像的影像數(shù)據(jù)生成移動(dòng)向量的移 動(dòng)判斷部160;將上述已量子化數(shù)據(jù)和移動(dòng)向量進(jìn)行無(wú)損失編碼并輸出 的無(wú)損失編碼部170。
如以上圖1中所述構(gòu)成的壓縮編碼器的編碼過程如下。
DCT部110對(duì)以8*8像素塊單位數(shù)據(jù)影像信號(hào)執(zhí)行DCT變換，量子 化部(Quantization: Q) 120對(duì)從上述DCT部接收到的DCT系數(shù)執(zhí)行 量子化，由于表現(xiàn)為幾個(gè)代表值，所以能夠高效壓縮。
逆量子4匕部(Inverse Quantization: IQ ) 130對(duì)從上述量子化部 120中輸出的量子化數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量子化，在逆DCT( Inverse DCT: IDCT) 部140中，對(duì)從上述逆量子化部130中逆量子化數(shù)據(jù)執(zhí)行逆離散余弦 變換。圖像存儲(chǔ)器150以幀單位的形式對(duì)逆DCT部已變換的影像數(shù)據(jù) 進(jìn)4亍存儲(chǔ)。
移動(dòng)判斷部(Motion Estimation: ME) 160利用輸入的J見在的影 像數(shù)據(jù)和在圖像存儲(chǔ)器150中存儲(chǔ)的以前的圖像影像數(shù)據(jù)計(jì)算每一宏 塊的移動(dòng)向量。無(wú)損失編碼部170接收從上述量子化部120中輸出的 被量子化的數(shù)據(jù)和上述移動(dòng)向量(MV)并對(duì)其進(jìn)行無(wú)損失編碼后輸出。
眾所周知，在MPEG是利用時(shí)間的重復(fù)性來(lái)壓縮動(dòng)態(tài)影像的代表性 算法。在MPEG的B幀或P幀中，由于利用宏塊的移動(dòng)向量，所以能夠 有效消除此前幀在時(shí)間上的重復(fù)性。但是，只利用MPEG的I幀或類似 于JPEG的幀內(nèi)部信息進(jìn)行壓縮的情況下，則無(wú)法利用時(shí)間的重復(fù)性。 此時(shí)，利用DCT按頻率分解，輸入數(shù)據(jù)影像信號(hào)，可排除視覺上的感 覺不靈敏信號(hào)的頻率區(qū)域數(shù)據(jù)，從而能夠提高壓縮的大部分效率。但 是，利用DCT的信息壓縮，在實(shí)際影像中無(wú)法排除大部分?jǐn)?shù)據(jù)量所占
據(jù)空間的重復(fù)性，所以存在無(wú)法提高效率的局限。前面所提到的MPEG 情況下，只利用內(nèi)部信息的I幀與P幀和B幀相比，信息量明顯減少。
由此，只利用圖像的內(nèi)部信息進(jìn)行壓縮的情況下，排除了影像內(nèi) 部的空間上的重復(fù)性，就要求有能夠提高壓縮效率的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為解決上述現(xiàn)有技術(shù)上的問題而提出的，目的是提供 一種能夠提高影像壓縮編碼器的編碼效率的影像壓縮編碼和解碼方法 及其裝置。
本發(fā)明的另 一 個(gè)目的是利用影像壓縮編碼中影像空間信息的重復(fù) 性進(jìn)行壓縮，以此提供能夠提高壓縮編碼的效率的一種影像壓縮編碼 和解碼方法及其裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是在影像壓縮編碼時(shí)，只利用圖像內(nèi)部的信 息進(jìn)行壓縮，排除了影像內(nèi)部空間的重復(fù)性，以此提供能夠提高壓縮 效率的一種影像壓縮編碼和解碼方法及其裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是以塊單位為基礎(chǔ)進(jìn)行影像壓縮編碼時(shí)，在 大的宏塊內(nèi)部選定種子像素，以上述選定的種子像素為中心，求得在 其周邊相鄰的像素差的差影像，以及按特定比例輔助樣品的種子影像。 由于對(duì)上述種子影像及差影像分別變換編碼，所以能夠最大限度地排 除影像內(nèi)部空間的重復(fù)性，以此提供一種能夠完成高效壓縮的影像壓 縮編碼方法及其裝置。
本發(fā)明還有一個(gè)目的是以塊單位為基礎(chǔ)進(jìn)行影像解碼時(shí)，對(duì)在編 碼步驟提供的壓縮編碼的種子影像和差影像分別解碼及逆變換，在最后步驟，利用上述已解碼的兩種影像進(jìn)行相加，從而恢復(fù)原來(lái)的影像 的方法進(jìn)行影像解碼，以此提供一種壓縮影像解碼方法及其裝置。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的影像壓縮編碼方法，其特征在于包
括以下幾個(gè)步驟將影像數(shù)據(jù)按塊單位劃分，在各塊內(nèi)部選擇一定位 置的像素作為種子像素的種子像素選定步驟；以上述選定的種子像素 為中心，求得與周邊相鄰的像素差，以此差構(gòu)成差影像的同時(shí)，將上 迷影像數(shù)據(jù)按一定比例子取樣，將子取樣的影像作為種子影像的構(gòu)成 差影像及種子影像的步驟；將上述差影像及種子影像數(shù)據(jù)分別執(zhí)行壓 縮編碼后，將壓縮編碼的兩種數(shù)據(jù)相加，作為最終的壓縮編碼數(shù)據(jù)輸 出的編碼步驟。
另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的影像解碼方法，其特征在于 包括以下幾個(gè)步驟將影像數(shù)據(jù)取樣求得種子影像，以塊單位劃分影 像數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè)塊上以選定的種子像素為基準(zhǔn)，求得與其周邊相鄰的 像素間差構(gòu)成的差影像數(shù)據(jù)，接收分別壓縮編碼的種子影像數(shù)據(jù)及差 影像編碼數(shù)據(jù)步驟；對(duì)上述壓縮編碼的種子影像數(shù)據(jù)和壓縮編碼的差 影像數(shù)據(jù)分別解碼，進(jìn)行解壓縮，得到原來(lái)的種子影像數(shù)據(jù)和差影像 數(shù)據(jù)，將得到的種子影像數(shù)據(jù)和差影像數(shù)據(jù)相加，求得解碼影像的步 驟。
另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的影像壓縮編碼裝置，其特征 在于包括以下幾個(gè)部分在以塊單位為基礎(chǔ)，進(jìn)行影像數(shù)據(jù)壓縮編碼 的裝置中，在影像宏塊內(nèi)，以被選定的種子像素和與其周邊相鄰的像 素間的差構(gòu)成差影像的差影像生成裝置；按一定比例將影像數(shù)據(jù)子取 樣，構(gòu)成種子影t^的種子影像生成裝置;對(duì)上述差影^象按照DCT化，量 子化，無(wú)損失編碼的過程進(jìn)行搡作的差影像壓縮編碼裝置;對(duì)上述種子
影像按照DCT化，量子化，無(wú)損失編碼的過程進(jìn)行操作的種子影像壓 縮編碼裝置；將上述最終編碼的差影像及種子影像相加輸出的輸出裝 置。
另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的影像解碼裝置，其特征在于 包括以下幾個(gè)部分在以塊單位為基礎(chǔ)進(jìn)行的壓縮影像數(shù)據(jù)解碼裝置 中，對(duì)在影像宏塊內(nèi)，以被選定的種子像素和與其周邊相鄰的像素間 的差構(gòu)成的壓縮編碼的差影像，按解碼、逆量子化、逆DCT化過程的 順序進(jìn)行操作，將以種子像素為基礎(chǔ)的差影像解碼及復(fù)原的差影像復(fù) 原裝置;按一定比例將影像數(shù)據(jù)子取樣，對(duì)已構(gòu)成的壓縮編碼的種子影 像，按解碼、按逆量子化、逆DCT化過程的順序進(jìn)行操作的，將種子 影像解碼及復(fù)原的種子影像復(fù)原裝置；將上述最終的復(fù)原差影像及種 子影像相加，恢復(fù)源影像的輸出裝置。
另外，本發(fā)明的特征還有以宏塊為單位劃分上述影像數(shù)據(jù)，在各 宏塊中央位置選擇一個(gè)像素作為種子像素。
另外，本發(fā)明的特征還在于，以上述種子像素為中心求得與其左 右相鄰像素間的差，構(gòu)成包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)橫列，求得以上述 基準(zhǔn)橫列為基準(zhǔn)，上下鄰接的同列位置的像素間的差，構(gòu)成差影像。
另外，本發(fā)明的特征還在于，以上述種子像素為中心，求得與其 上下相鄰像素間的差，構(gòu)成包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)縱列，求得以上 述基準(zhǔn)縱列為基準(zhǔn)，左右鄰接的同列位置的像素間的差，構(gòu)成差影像。
另外，本發(fā)明中的上述差影像按階段結(jié)構(gòu)組成。
另外，本發(fā)明的特征還在于，以宏塊為單位劃分上述種子影像數(shù) 據(jù)，選擇種子像素并以此種子像素為中心，求得與其相鄰的像素間的 差的過程多次反復(fù)，所以上述差影像以階段結(jié)構(gòu)組成。
另外，本發(fā)明的特征還在于上述種子影像包括上述被選定的種子 像素在內(nèi)，經(jīng)子取樣構(gòu)成。
如上所述構(gòu)成的本發(fā)明的影像壓縮編碼和解碼方法及其裝置，在 大的宏塊內(nèi)以種子像素為中心，算出與之相鄰像素間的差，得到差影
像，此差影像排除了 2層空間上的重復(fù)性，使得壓縮效率提高。
另外，如上所述構(gòu)成的本發(fā)明影像壓縮編碼及解碼方法及其裝置， 能夠生成可變步驟的差影像，所以壓縮效率能夠進(jìn)上步提高。這就意 味著能夠調(diào)整數(shù)據(jù)的比特率。
另外，如上所述構(gòu)成的本發(fā)明影像壓縮編碼和解碼方法及其裝置， 由于可以生成各步驟的差影像，憑借壓縮，能夠減少生成影像的劣化。
另外，如上所述構(gòu)成的本發(fā)明影像壓縮編碼和解碼方法及其裝置， 也可適用于動(dòng)態(tài)影像的壓縮。即，在MPEG等的內(nèi)部，只利用信息壓縮 的I幀的情況下，也可以提高壓縮的效率。
本發(fā)明的影像編碼，尤其是由于將影像的內(nèi)部空間最大限度地排 除，所以能夠提高壓縮效率。另外，由于能夠生成可變步驟的差影像， 即，可按階段生成差影像，所以，能夠提高壓縮效率，自由適應(yīng)隨著 需要調(diào)節(jié)的不同比特率系統(tǒng)環(huán)境。尤其是，適用于影像壓縮的情況下， 在MPEG等中，只利用圖像內(nèi)部的信息進(jìn)行壓縮的類似于I圖像的情況 下，具有提高壓縮效率的效果。


圖l是現(xiàn)有的數(shù)字動(dòng)態(tài)影像編碼器的框圖； 圖2是本發(fā)明的壓縮編碼及解碼方法流程圖； 圖3是本發(fā)明中種子像素和種子影像構(gòu)成的示例圖； 圖4是本發(fā)明中基準(zhǔn)橫列構(gòu)成示意圖； 圖5是本發(fā)明橫列間像素差值構(gòu)成示意圖； 圖6是本發(fā)明的影像壓縮編碼及解碼裝置的框圖； 附圖中主要部分的符號(hào)說(shuō)明 610:影像編碼部 611:差影像生成部 613， 617:量子化部 615:種子影像生成部 621， 625:無(wú)損失解碼部 623， 627:逆DCT部 628:復(fù)原的種子影像具體實(shí)施方式
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。 首先，圖2展示的是本發(fā)明的影像壓縮編碼及解碼方法。
12
620:影像解碼部
612, 616: DCT部
614, 618:無(wú)損失編石馬部 619:加法部
622, 626:逆量子化部 624:復(fù)原的差影像 629:加法部
如圖所示，步驟S211是種子像素選定及種子影像構(gòu)成的步驟。將 數(shù)字影像數(shù)據(jù)以塊為單位劃分，在各塊內(nèi)選擇種子像素。如以宏塊為 單位進(jìn)行劃分處理時(shí)，在每個(gè)宏塊的內(nèi)部進(jìn)行像素的選定。即，位于 宏塊的中央的像素被定義為種子像素。在適當(dāng)?shù)暮陦K上選擇某一個(gè)位 置上的像素作為種子像素并不受限制。在種子像素的選擇上，本發(fā)明 適用的系統(tǒng)特征可根據(jù)通信或適用環(huán)境的不同有所差異。但是一般情 況下，選擇宏塊中央位置的像素作為種子像素較為理想。其理由是不 僅對(duì)此位置的種子像素進(jìn)行事先預(yù)定的兩面編碼和解碼時(shí)比較方便， 而且，位于中央位置的像素被看成是適當(dāng)宏塊中最能代表宏塊中的信 息。圖3展示的是源影像(Source image) 300和宏塊310以及位于宏 塊中央位置的被選定的種子像素311 ，通過子取樣得到的種子影像320。
將影像數(shù)據(jù)按一定的取樣比例子取樣，得到取樣的影像，將此子 取樣影像320定義為種子影像。種子影像320的構(gòu)成可以包括種子像 素，也可以不包括。這要由子取樣的方法來(lái)決定。但一般情況下，對(duì) 于適當(dāng)?shù)挠跋駭?shù)據(jù)，包括種子像素的種子影像320的構(gòu)成可包含更為 豐富的信息，在此方面是有益的。
圖2中，下一個(gè)步驟S212是構(gòu)成差影像的步驟。這里，以種子像 素311為中心，求得與其周邊像素的差，構(gòu)成差影像，以各個(gè)宏塊為 單位進(jìn)行處理。圖4和圖5表示差影像的構(gòu)成。即，以種子像素為基 準(zhǔn)，反復(fù)向左右兩側(cè)相鄰的像素求得差值的過程，構(gòu)成包括種子像素 在內(nèi)的基準(zhǔn)橫列，以上述基準(zhǔn)橫列為基準(zhǔn)，求得向上下兩側(cè)相鄰的像 素差值的過程反復(fù)，生成差影像。
首先，參照?qǐng)D4，圖4表示的是求得種子像素P(0，0)和向左右兩 側(cè)相鄰的像素間差值的方法。以種子像素P(0,0)為基準(zhǔn)，求得像素
P(-2， O)與像素P(-l, 0)間的差值，像素P(-l， O)與像素P(O， 0)間的差 值，像素P(0,0)與像素P(1,0)間的差值，像素P(1,0)與像素P(2，0) 間的差值。舉例來(lái)說(shuō)，在上述各像素上形成相對(duì)應(yīng)輸入影像128， 120, 134， 140， 120的差影^象8， -14, 0， 6, -20。經(jīng)過此過程形成包括種 子像素P (0， 0)在內(nèi)的基準(zhǔn)橫列。
下面，參照?qǐng)D5，圖5表示的是求得基準(zhǔn)橫列與上下兩側(cè)相鄰的像 素間差值的方法。求得的橫列差值，即求得位于同一橫列的像素間差 值。舉例來(lái)說(shuō)即求得橫列上像素P(-2, O)與其上方的像素P(-2， 1)間的 差值，像素P (-l， 0)與像素P (-l， 1)間的差值，像素P (0， 0)與像素P (0， l)間的差值，像素P(1，0)與像素P(1,1)間的差值，像素P(2， O)與像素 P(2,l)間的差值，以同樣的方法，求得像素P(-2，1)與像素P(-2，2)間 的差值，像素P(-l，l)與像素P(-l，2)間的差值，像素P(0，1)與像素 P(0，2)間的差值，像素P(l，l)與像素P(l，2)間的差值，像素P(2,1) 與像素P(2,2)間的差值，用同樣的方法求得剩下的所有的橫列與其相 鄰像素間的差值。以此構(gòu)成差影像。
這樣一來(lái)，在一個(gè)圖像中可具備一個(gè)種子影像和多個(gè)階段的差影 像。即，能夠?qū)⑸鲜鲎尤拥姆N子影像再次當(dāng)成輸入影像，其理由是 反復(fù)經(jīng)過如上的一系列過程，能夠生成階段構(gòu)造的影像。換句話說(shuō)， 將上述種子影像當(dāng)成源影像按一定塊單位劃分，在上述被劃分的每個(gè) 塊中選擇種子像素，以選定的種子像素為基準(zhǔn)，按前面圖4和圖5中 所說(shuō)明的同等方法，求得相鄰像素間的差值。此過程反復(fù)N次就會(huì)得 到N階^:的差影像結(jié)構(gòu)。由于能夠制成這樣的可變結(jié)構(gòu)的差影像，所 以壓縮的效率更高，同時(shí)也意味著能夠調(diào)整影像數(shù)據(jù)的比特率。即， 分層結(jié)構(gòu)的差影像中，根據(jù)哪一層的差影像被壓縮編碼及輸出，來(lái)選
擇(調(diào)整)其比特率。另外，由于能夠制成多階段的差影像，能夠最 大限度地減少影像信息的損失，所以由壓縮導(dǎo)致的影像的劣化也能夠 減少。
在圖4和圖5表示的是求得包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)橫列的相鄰 像素間差值，以及相鄰的基準(zhǔn)橫列的位于同一縱列的像素間的差值的 方法。但是與此相反，此方法也可適用于以種子像素P(0，0)為基準(zhǔn)， 求得向上下兩個(gè)方向相鄰的像素P(0，2)， P(O，l)， P(O，O) P(0,-1)， P(0，-2)間的差值,將此當(dāng)成基準(zhǔn)縱列(Seed Column),求得基準(zhǔn)縱列 左右兩側(cè)的相鄰的縱列間的差值。當(dāng)然，在求得此縱列差時(shí)，也相應(yīng) 求得兩側(cè)橫列的位于同列的像素差值。
如前面所述，以種子像素為基準(zhǔn)構(gòu)成基準(zhǔn)橫列，求得基準(zhǔn)橫列相 鄰像素間差值，還是以種子像素為基準(zhǔn)構(gòu)成基準(zhǔn)縱列，求得基準(zhǔn)縱列 相鄰像素間的差值，要根據(jù)影像編碼和解碼器所適用的設(shè)備，通信和 媒體的環(huán)境做最佳的選擇。
再次參照?qǐng)D2，下面的步驟S213為將種子影像和差影像壓縮編碼 步驟。即，如上所述，源影像數(shù)據(jù)經(jīng)子取樣，將得到的種子影像進(jìn)行 離散余弦變換(DCT)及DCT系數(shù)量子化后，再次對(duì)其進(jìn)行可變長(zhǎng)度的 編碼等無(wú)損失編碼，對(duì)種子影^f象執(zhí)行壓縮編碼的同時(shí)，對(duì)上述差影像 數(shù)據(jù)進(jìn)行離散余弦變換及DCT系數(shù)量子化后，再次對(duì)其進(jìn)行可變長(zhǎng)度 的編碼等無(wú)損失編碼的差影像編碼。最后將被壓縮編碼的種子影像和 差影像相加輸出，所以能夠輸出最大限度地消除重復(fù)空間的影像壓縮 信號(hào)。 即，根據(jù)本發(fā)明的影像壓縮編碼方法，DCT的輸入影像為差影像， 所以排除了空間內(nèi)部的重復(fù)性，所以能夠提高壓縮效率。
在圖2中，這樣的壓縮編碼影像數(shù)據(jù)的解碼方法由執(zhí)行種子影像 及差影像解碼步驟(S311)，種子影像及差影像壓縮復(fù)原步驟(S312), 構(gòu)成及輸出經(jīng)解碼的影像的步驟(S313)構(gòu)成。
首先，在種子影像和差影像的解碼步驟(S311),對(duì)上述被編碼的
種子影像進(jìn)行無(wú)損失解碼，另外，也對(duì)上述差影像進(jìn)行無(wú)損失解碼， 在接下來(lái)的步驟(S312)，分別對(duì)上述解碼的差影像和種子影像逆量子 化及逆DCT變換，進(jìn)行解壓縮。這樣一來(lái)，在最后步驟(S313)，將復(fù) 原的種子影像和差影像相加，即能夠得到復(fù)原的影像的構(gòu)成。
圖6是本發(fā)明中影像壓縮編碼和解碼裝置的實(shí)施例的構(gòu)成示意圖。 參照?qǐng)D6，本發(fā)明的影像壓縮編碼及解碼裝置由影像編碼部610和影像 解碼部620組成。
影像編碼部610的構(gòu)成包括求出輸入的源影《象的差影像的差影 像生成部611;對(duì)從上述差影像生成部611中生成的差影像執(zhí)行離散余 弦變換的第一DCT部612;將從上述第一DCT部輸出的DCT系數(shù)量子化 的第一量子化部613;對(duì)在上述第一量子化部613的量子化數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú) 損失編碼的第一無(wú)損失編碼部614;對(duì)上述源影像求出種子影像的種子 影像生成部615;對(duì)從上述種子影像生成部615中生成的種子影像執(zhí)行 離散余弦變換的第二DCT部616;對(duì)從上述第二DCT部輸出的DCT系數(shù) 進(jìn)行量子化的第二量子化部617;對(duì)上述第二量子化部617的量子化數(shù) 據(jù)進(jìn)行無(wú)損失編碼的第二無(wú)損失編碼部618;以及將第一無(wú)損失編碼部
614和第二無(wú)損失編碼部618的輸出相加，最后輸出壓縮編碼影像數(shù)據(jù) 的加法部619。
上述影像解碼部620的構(gòu)成包括對(duì)輸入的壓縮編碼數(shù)據(jù)中的差 影像數(shù)據(jù)進(jìn)行無(wú)損失解碼的第一無(wú)損失解碼部621;將從上述第一無(wú)損 失解碼部621中輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量子化的第一逆量子化部622;將從 上述第一逆量子化部中輸出的數(shù)據(jù)逆離散余弦變換，輸出差影像624 的第一逆DCT部623;對(duì)從上述輸入的壓縮編碼數(shù)據(jù)中的種子影像數(shù)據(jù) 進(jìn)行無(wú)損失解碼的第二無(wú)損失解碼部625;將從上述第二無(wú)損失解碼部 625中輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量子化的第二逆量子化部626;對(duì)從上述第二 逆量子化部626中輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆離散余弦變換，輸出種子影像628 的第二逆DCT部627;將上述差影像624及種子影像628相加，最后輸 出解碼影像的加法部629。
在如此構(gòu)成的本發(fā)明的影像編碼及解碼裝置的影像壓縮編碼及解 碼過程中，與前面所說(shuō)明的影像及編碼及解碼方法組成相同，對(duì)此考 察說(shuō)明如下。
差影像生成部611接收輸入的源影像數(shù)據(jù)，在每個(gè)宏塊中都以種 子像素為基準(zhǔn)，如上述圖4和圖5所示，構(gòu)成差影像。前面已經(jīng)說(shuō)明 過，此差影像能夠按階段構(gòu)造生成。另外，在差影像中由于排除了空 間上的重復(fù)性，所以經(jīng)過以后的壓縮編碼過程的時(shí)候，其壓縮效率比 現(xiàn)有的壓縮方法有明顯的提高。在上述差影像生成部611中，被生成 的差影像數(shù)據(jù)輸入第一DCT部612,進(jìn)行離散余弦變換。另外，從第一 DCT部612中輸出的DCT系數(shù)在第一量子化部613中量子化，被量子化 的數(shù)據(jù)在第 一無(wú)損失編碼部614中進(jìn)行無(wú)損失編碼，提供給加法部619。 這里的無(wú)損失編碼，舉例來(lái)說(shuō)有運(yùn)轉(zhuǎn)周期編碼(RUN Length Coding), 可變長(zhǎng)度編碼(Variable Length Coding)等。
種子影像生成部615接收輸入的源影像數(shù)據(jù)，以特定的比例對(duì)其 進(jìn)行子取樣，如圖3所示，構(gòu)成種子影像。在上述種子影^像生成部615 中生成的種子影像數(shù)據(jù)，輸入到第二 DCT部616進(jìn)行離散余弦變換， 另外，從第二DCT部616中輸出的DCT系數(shù)在第二量子化部617中進(jìn) 行量子化，將量子化數(shù)據(jù)在第二無(wú)損失編碼部618中進(jìn)行無(wú)損失編碼 后，提供給加法部619。這里無(wú)損失編碼，舉例來(lái)說(shuō)，有運(yùn)轉(zhuǎn)周期編碼 (RUN Length Coding),可變長(zhǎng)度編碼(Variable Length Coding) 等。
加法部619將上述壓縮編碼的差影像和種子影像數(shù)據(jù)相加，最后 輸出壓縮編碼數(shù)據(jù)。
第一無(wú)損失解碼部621對(duì)輸入的壓縮編碼數(shù)據(jù)中的差影像數(shù)據(jù)進(jìn) 行無(wú)損失解碼。第一逆量子化部622對(duì)上述第一無(wú)損失解碼部621的 輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量子化，第一逆DCT部623對(duì)從第一逆量子化部622 中輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆離散余弦變換，所以，將原來(lái)的差影像復(fù)原，輸 出復(fù)原后的差影像624。第二無(wú)損失解碼部625對(duì)輸入的壓縮編碼數(shù)據(jù) 中的種子影像^:據(jù)進(jìn)行無(wú)損失解碼。第二逆量子化部626對(duì)從上述第 二無(wú)損失解碼部625輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆量子化，第二逆DCT部627對(duì) 從第二逆量子化部626中輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆離散余弦變換，所以，將 原來(lái)的種子影像復(fù)原，輸出復(fù)原后的種子影像628。加法部629將上述 復(fù)原的差影像624和種子影像628相加，最后輸出解碼的影像。
權(quán)利要求
1、一種影像壓縮編碼方法，其特征在于，包括以下步驟將影像數(shù)據(jù)按塊單位劃分，在各塊內(nèi)部選擇一定位置的像素作為種子像素的種子像素選定步驟；以上述選定的種子像素為中心，求得與周邊相鄰的像素差，以此差構(gòu)成差影像的同時(shí)，將上述影像數(shù)據(jù)按規(guī)定比例進(jìn)行子取樣，將子取樣的影像作為種子影像的構(gòu)成差影像及種子影像的步驟；將上述差影像及種子影像數(shù)據(jù)分別執(zhí)行壓縮編碼后，將壓縮編碼的兩種數(shù)據(jù)相加，作為最終的壓縮編碼數(shù)據(jù)輸出的編碼步驟。
2、 如權(quán)利要求1所述的影像壓縮編碼方法，其特征在于，以宏塊為單位劃分上述影像數(shù)據(jù)，在各宏塊中央位置選擇一個(gè)像 素作為種子像素。
3、 如權(quán)利要求1所述的影像壓縮編碼方法，其特征在于，在上述構(gòu)成差影像及種子影像的步驟，以上述種子像素為中心求 得與其左右相鄰像素間的差，構(gòu)成包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)橫列，求 得以上述基準(zhǔn)橫列為基準(zhǔn)，同列位置中上下鄰接的像素間的差，構(gòu)成 差影像。
4、 如權(quán)利要求1所述的影像壓縮編碼方法，其特征在于，在上述構(gòu)成差影像及種子影像的步驟，以上述種子像素為中心， 求得與其上下相鄰像素間的差，構(gòu)成包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)縱列，求得以上述基準(zhǔn)縱列為基準(zhǔn)，同列位置中左右鄰接的像素間的差，構(gòu)成差影像。
5、 如權(quán)利要求1所述的影像壓縮編碼方法，其特征在于， 上述差影像按階段結(jié)構(gòu)組成。
6、 如權(quán)利要求1所述的影像壓縮編碼方法，其特征在于，以塊為單位劃分上述種子影像，分別在每個(gè)塊中選擇種子像素， 并多次反復(fù)進(jìn)行以此種子像素為中心，求得與其相鄰的像素間的差的 過程，而使上述差影像以階段結(jié)構(gòu)組成。
7、 如權(quán)利要求1所述的影像壓縮編碼方法，其特征在于， 上述種子影像包括上述被選定的種子像素在內(nèi)，經(jīng)子取樣構(gòu)成。
8、 一種影像解碼方法，其特征在于，包括以下步驟將影像數(shù)據(jù)取樣求得種子影像，以塊單位劃分影像數(shù)據(jù)，對(duì)每個(gè) 塊上以選定的種子像素為基準(zhǔn)，求得與其周邊相鄰的像素間差，構(gòu)成 的差影像數(shù)據(jù)，接收分別壓縮編碼的種子影像數(shù)據(jù)及差影像編碼數(shù)據(jù) 的步驟；將上述壓縮編碼的種子影像數(shù)據(jù)和壓縮編碼的差影像數(shù)據(jù)分別解 碼，進(jìn)行解壓縮，得到原來(lái)的種子影像數(shù)據(jù)和差影像數(shù)據(jù)，將得到的 種子影像數(shù)據(jù)和差影像數(shù)據(jù)相加，求得解碼影像的步驟。
9、 一種影像壓縮編碼裝置，在以塊單位為基礎(chǔ)進(jìn)行影像數(shù)據(jù)壓 縮編碼的裝置中，其特征在于，包括在影像宏塊內(nèi)，以被選定的種子像素和與其周邊相鄰的像素間的 差，構(gòu)成差影像的差影像生成裝置； 按一定比例對(duì)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行子取樣，構(gòu)成種子影像的種子影像生成裝置；對(duì)上述差影像進(jìn)行離散余弦變換及量子化，進(jìn)行無(wú)損失編碼的差影像壓縮編碼裝置；對(duì)上述種子影像進(jìn)行離散余弦變換及量子化，進(jìn)行無(wú)損失編碼的種子影像壓縮編碼裝置；將上述最終編碼的差影像及種子影像相加輸出的輸出裝置。
10、 如權(quán)利要求9所述的影像壓縮編碼裝置，其特征在于，上述差影像生成裝置，以上述種子像素為中心求得與其左右相鄰 像素間的差，構(gòu)成包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)橫列，求得以上述基準(zhǔn)橫 列為基準(zhǔn)，同列位置中上下鄰接的像素間的差，構(gòu)成差影像。
11、 如權(quán)利要求9所述的影像壓縮編碼裝置，其特征在于，上述差影像生成裝置，以上述種子像素為中心求得與其上下相鄰 像素間的差，構(gòu)成包括種子像素在內(nèi)的基準(zhǔn)縱列，求得以上述基準(zhǔn)縱 列為基準(zhǔn)，同列位置中左右鄰接的像素間的差，構(gòu)成差影像。
12、 如權(quán)利要求9所述的影像壓縮編碼裝置，其特征在于，上述差影像生成裝置，以宏塊為單位劃分上述種子影像，分別在 每個(gè)塊中選擇種子像素，并多次反復(fù)以該種子像素為中心，求得與其 相鄰的像素間的差的過程，上述差影像以階段結(jié)構(gòu)組成。
13、 一種以塊單位為基礎(chǔ)進(jìn)行壓縮影像數(shù)據(jù)解碼的裝置，其特征 在于，包括在影像塊內(nèi)，以被選定的種子像素和與其周邊相鄰的像素間的差，構(gòu)成的壓縮編碼的差影像，對(duì)其按解碼、逆量子化、逆DCT化過程的 順序進(jìn)行操作，對(duì)以種子像素為基礎(chǔ)的差影像，進(jìn)行解碼及復(fù)原的差 影像復(fù)原裝置；按一定比例將影傳—數(shù)據(jù)子取樣，對(duì)已構(gòu)成的壓縮編碼的種子影像， 按解碼、按逆量子化、逆DCT化過程的順序，對(duì)種子影像進(jìn)行解碼及 復(fù)原的種子影像復(fù)原裝置；將上述最終的復(fù)原差影像及種子影像相加，恢復(fù)源影像的輸出裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及影像壓縮編碼及解碼的裝置和方法。本發(fā)明中用宏塊為基礎(chǔ)處理數(shù)字影像信號(hào)，在每個(gè)宏塊上選定種子像素，構(gòu)成種子像素和其周邊像素的差影像，按特定的比例將輸入影像輔助樣品構(gòu)成種子影像，上述種子影像和差影像分別進(jìn)行離散余弦變換及量子化并壓縮，將壓縮的影像數(shù)據(jù)無(wú)損失編碼，并對(duì)影像進(jìn)行壓縮編碼。將上述種子影像及差影像的編碼數(shù)據(jù)分別解碼，解壓縮后，在最后步驟，經(jīng)過將兩個(gè)影像相加得到解碼的影像，對(duì)影像進(jìn)行解碼。本發(fā)明，只利用圖像內(nèi)部的信息進(jìn)行壓縮，可消除影像內(nèi)部空間的重復(fù)性，所以能夠有效提高壓縮效率。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101193285SQ200610097668
公開日2008年6月4日 申請(qǐng)日期2006年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月22日
發(fā)明者金南浩 申請(qǐng)人:樂金電子(昆山)電腦有限公司