專利名稱：用于減小多路徑信號(hào)退化的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在信號(hào)處理期間減少信號(hào)劣變的系統(tǒng)和方法，尤其涉及把由圖像信號(hào)，比如高清晰度電視(以下稱HDTV)信號(hào)的非線性處理引起的多路徑信號(hào)損失減到最少的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)在許多技術(shù)領(lǐng)域提供了進(jìn)步。圖象處理是這些領(lǐng)域當(dāng)中的顯著者之一。目前，壓縮的數(shù)據(jù)使能大量的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)使用相對(duì)小的帶寬傳輸。與本技術(shù)的發(fā)展相一致的是HDTV的出現(xiàn)。HDTV的出現(xiàn)將引出許多新的技術(shù)。例如，按照一個(gè)已知的標(biāo)準(zhǔn)，比如運(yùn)動(dòng)圖象專家組2(下稱″MPEG2″)等標(biāo)準(zhǔn)的演播室環(huán)境處理可能需要一個(gè)新的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)，以使有可能以最小的質(zhì)量損耗和降低制作編輯以及合并HDTV信號(hào)。這種制作處理通常需要在時(shí)域中操作(即像素)，這與編碼圖象的頻域操作相對(duì)應(yīng)。像素域處理需要解碼輸入到像素域的一個(gè)HDTV MPEG-2比特?cái)?shù)據(jù)流。處理完成以后，產(chǎn)生的圖像必須被編碼回到一個(gè)MPEG-2比特?cái)?shù)據(jù)流，以便作為演播室輸出信號(hào)輸出傳遞，或存儲(chǔ)用于隨后在該演播室環(huán)境中的使用。
演播室環(huán)境中的用于處理HDTV信號(hào)的一種選擇是使用高比特率和受限制的圖象組(下稱GOP)結(jié)構(gòu)。例如，可以考慮只使用幀內(nèi)編碼(下稱I)宏數(shù)據(jù)塊，或考慮一個(gè)稍復(fù)雜的GOP結(jié)構(gòu)，只包括重復(fù)I和雙向預(yù)測(cè)編碼(下稱B)圖象(即IBIBI)。鄰近地放置I幀可用于簡(jiǎn)化針對(duì)編輯刪節(jié)和插入的處理。某些提議主張?jiān)诖舐?lián)盟的每秒20兆比特的HDTV比特率上大幅地增加比特率，到比如每秒129和225兆比特，其加法的附加比特可以順應(yīng)現(xiàn)有的OC-3和OC-12通信標(biāo)準(zhǔn)。
使用像素處理的一個(gè)主要問題是，MPEG-2解碼和重新編碼將需要一個(gè)處理途徑，并且這通常將引起累進(jìn)的信號(hào)質(zhì)量降低。這種退化的最重要的原因之一是非線性處理，即HDTV信號(hào)的解量化和重新量化。考慮對(duì)于一個(gè)典型的生產(chǎn)過程來說可能需要的多達(dá)8個(gè)演播室處理途徑的情況，必須關(guān)注和解決HDTV信號(hào)劣變的問題。
本發(fā)明的另一目標(biāo)是通過限制使用在編碼和解碼操作中的量化值提供減小多路徑損耗的一個(gè)系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目標(biāo)是提供一個(gè)針對(duì)給定處理途徑而把一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊量化值限制到一個(gè)從宏數(shù)據(jù)塊量化值的給定設(shè)置中選擇出來的一個(gè)值的系統(tǒng)和方法，其中該構(gòu)成此給定設(shè)置給定的宏數(shù)據(jù)塊量化值是從用于前面處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值中獲得的。
本發(fā)明的另一目的是提供一個(gè)把針對(duì)給定處理途徑的一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊量化值限制到等于用于前面處理途徑、而由一個(gè)給定整數(shù)所除的宏數(shù)據(jù)塊量化值的一個(gè)值的系統(tǒng)和方法。
可以根據(jù)本發(fā)明原理獲得的這些和其他目的是通過執(zhí)行一個(gè)第一個(gè)處理操作獲得的，該第一個(gè)處理操作包括使用一個(gè)第一個(gè)量化值對(duì)于一個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)定單元(例如宏數(shù)據(jù)塊的8×8亮度數(shù)據(jù)塊、整個(gè)宏數(shù)據(jù)塊等)進(jìn)行編碼和解碼。稍后通過使用一個(gè)第二量化值對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元進(jìn)行編碼和解碼而執(zhí)行一個(gè)第二處理操作。該第二量化值是從通過用各種整數(shù)值劃分該第一個(gè)量化值而獲得的一個(gè)或者多個(gè)整數(shù)值的一組中選擇的。在至少一個(gè)實(shí)施例中，通過用等于2n的整數(shù)值劃分該n個(gè)第一個(gè)量化值而獲得整數(shù)值的組，其中n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。在第一個(gè)處理操作和第二處理操作之間，可以對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作，比如圖象幅度重置。在這些處理操作中，通過對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換并且量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元而實(shí)現(xiàn)編碼。類似地，通過對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)相反離散余弦變換并且解量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元而實(shí)現(xiàn)解碼。
根據(jù)本發(fā)明原理的這些和其他目的還可以利用包括利用一個(gè)第一個(gè)量化值而解碼一個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)定單元的一個(gè)解碼器的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)量化限制器接收該第一個(gè)量化值并且產(chǎn)生具有一個(gè)限制值的一個(gè)第二量化值。具體地說，該第二量化值是從通過用各種整數(shù)值劃分該第一個(gè)量化值而獲得的一個(gè)或者多個(gè)整數(shù)值的一組中選擇的。在至少一個(gè)實(shí)施例中，通過用等于2n的整數(shù)值去劃分該n個(gè)第一個(gè)量化值而獲得整數(shù)值的組，其中n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。一個(gè)編碼器利用該第二量化值編碼該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元?？梢蕴峁┮粋€(gè)函數(shù)操作單元，用于在解碼器的解碼操作和編碼器的編碼操作之間對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作。在本系統(tǒng)中，解碼器包括對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)反離散余弦變換的裝置以及用于解量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元的裝置。該編碼器包括用于對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換的裝置，以及用于量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元的裝置。
附圖的描述通過結(jié)合附圖考慮隨后詳細(xì)的描述，本發(fā)明的更完整理解和許多優(yōu)點(diǎn)將變得顯見，其中
圖1示出用于處理HDTV MPEG-2信號(hào)的一個(gè)示例的系統(tǒng)配置；圖2示出圖1及4中的MPEG-2編碼器102和108的細(xì)節(jié)；圖3示出圖1及4中的MPEG-2解碼器104和110的細(xì)節(jié)；和圖4示出根據(jù)本發(fā)明原理用于處理HDTV MPEG-2信號(hào)的一個(gè)系統(tǒng)配置。
本發(fā)明的詳細(xì)描述現(xiàn)在參考圖1，示出用于處理HDTV MPEG-2信號(hào)的示例系統(tǒng)配置。本系統(tǒng)的幾個(gè)部分可能在一個(gè)HDTV演播室環(huán)境中存在。圖1中，輸入可以作為第一輸入信號(hào)100提供，代表例如YUV像素(依照MPEG-2規(guī)范)，其需要被編碼為用于演播室和存儲(chǔ)的HDTV MPEG-2信號(hào)分布或作為第二輸入信號(hào)101提供，代表先前編碼的HDTV MPEG-2比特?cái)?shù)據(jù)流。為了說明的簡(jiǎn)潔，隨后假定只處理一個(gè)預(yù)定的視頻數(shù)據(jù)單元，比如一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的8×8亮度數(shù)據(jù)塊(像素)。因此，為了說明的目的，假定該第一和第二輸入信號(hào)100和101的每一個(gè)代表一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的一個(gè)8×8亮度數(shù)據(jù)塊。然而應(yīng)該理解，在實(shí)踐中該公開的發(fā)明(即編碼和／或者解碼過程)將處理根據(jù)MPEG-2規(guī)范建立的所有的宏數(shù)據(jù)塊部分。
在圖1中，按照本專業(yè)已知的那樣，第一輸入信號(hào)100提供到MPEG-2編碼器102，其通過執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換(下稱DCT)，把該信號(hào)100編碼成一HDTV MPEG-2信號(hào)103。由編碼器102對(duì)于第一個(gè)輸入的信號(hào)100的處理可以是在演播室輸入以前的原始編碼途徑。稍后本公開說明書將提供編碼器102的操作細(xì)節(jié)。實(shí)際上使用的比特率對(duì)于該公開的目的來說，實(shí)際上使用的比特率不是特別重要的，因?yàn)楸景l(fā)明主要關(guān)心的是減少多路徑量化損耗。
從編碼器102輸出的代表一先前編碼的HDTV MPEG-2比特?cái)?shù)據(jù)流或代表HDTV MPEG-2信號(hào)103的第二輸入信號(hào)101被輸入到一個(gè)MPEG-2解碼器104，如本專業(yè)已知的那樣，該解碼器104通過執(zhí)行解量化操作、反DCT和取整處理操作而產(chǎn)生一個(gè)時(shí)(即像素)域信號(hào)105。由解碼器104執(zhí)行的本操作可能表示在演播室環(huán)境中的一個(gè)第一個(gè)解碼途徑。稍后本公開說明書將提供解碼器104的操作細(xì)節(jié)。像素域信號(hào)105隨后傳到一個(gè)函數(shù)操作單元106，執(zhí)行一個(gè)已知函數(shù)操作以便產(chǎn)生一個(gè)修改的像素域信號(hào)107。例如，函數(shù)操作單元106可以調(diào)節(jié)比特率、重新調(diào)整由像素域信號(hào)105表示的圖像大小、或執(zhí)行在演播室處理中需要的任何其它象素域函數(shù)操作。
一個(gè)第一個(gè)編碼／解碼誤差可以被定義為在第一個(gè)輸入信號(hào)100和像素域信號(hào)105之間的差的幅值。由于該輸入信號(hào)是第一次量化和解量化，所以像素差(即誤差)通?？梢允呛艽?。第一編碼／解碼誤差、針對(duì)所選比特率由MPEG-2編碼算法使用的量化值所確定的幅值不能被消除。使用的比特率越高，誤差越低。從函數(shù)操作單元106輸出的已修改的像素域信號(hào)107被隨后輸入到一個(gè)MPEG-2編碼器108。該編碼器108執(zhí)行與MPEG-2編碼器102相同的一個(gè)函數(shù)操作，產(chǎn)生一個(gè)HDTVMPEG-2信號(hào)109。由編碼器108執(zhí)行的本操作可能表示在演播室環(huán)境中的一個(gè)第一個(gè)編碼途徑。該HDTV MPEG-2信號(hào)109可以保存用于隨后使用，或以隨后處理途徑使用。
假設(shè)執(zhí)行該附加處理傳送，則從編碼器108輸出的HDTV MPEG-2信號(hào)109被隨后輸入到MPEG-2解碼器110，象MPEG-2解碼器104那樣通過執(zhí)行解量化操作、反DCT和取整處理操作產(chǎn)生一個(gè)像素域信號(hào)111。由解碼器110執(zhí)行的本操作可能表示在演播室環(huán)境中的一個(gè)第二個(gè)解碼途徑。從解碼器110輸出的像素域信號(hào)111可隨后傳到一個(gè)函數(shù)操作單元112，執(zhí)行一個(gè)已知像素域函數(shù)操作，比如比特率調(diào)整或圖像幅度重置等等，以便產(chǎn)生一個(gè)修改的像素域信號(hào)113。
一個(gè)第二編碼／解碼誤差可以被定義為在輸入到編碼器108的像素域信號(hào)107和從該解碼器110輸出的像素域信號(hào)111之間的差(在像素中)的幅值。假設(shè)函數(shù)操作單元106的操作是透明的并且不引入信號(hào)損失或降低質(zhì)量，則第一和第二編碼／解碼誤差表示由于該編碼和解碼處理所引起的損失，并且該信號(hào)劣變的主原因可能是量化并且取整處理的非線性效果?，F(xiàn)在將說明編碼器102和108、解碼器104和110的操作。
圖2示出圖1中的MPEG-2編碼器102和108的細(xì)節(jié)。圖2中，DCT單元200接收第一輸入的信號(hào)100(當(dāng)描述編碼器102時(shí))或修改的像素域信號(hào)107(當(dāng)描述編碼器108時(shí))。DCT單元200執(zhí)行一個(gè)DCT，以便產(chǎn)生例如具有11比特系數(shù)值的一個(gè)頻域輸出信號(hào)201。通過使用本領(lǐng)域的技術(shù)人員公知的MPEG-2指定的幀內(nèi)量化器矩陣加權(quán)204的適當(dāng)?shù)木仃嚪匠蹋煌靥幹妙l域信號(hào)201的直流(下稱DC)分量202和交流(下稱AC)分量203。具體地說，DC矩陣計(jì)算單元205產(chǎn)生一個(gè)量化的直流信號(hào)206，表現(xiàn)對(duì)應(yīng)下列MPEG-2指定方程計(jì)算出的的一個(gè)值量化DC信號(hào)值(206)=DC分量(202)／／DC加權(quán)(204)在前面的方程中，符號(hào)“／／”表示整數(shù)部分，對(duì)于最鄰近的整數(shù)執(zhí)行取整處理；一半整數(shù)值被從零取整處理掉。
類似地，一個(gè)AC矩陣計(jì)算單元207產(chǎn)生量化的AC信號(hào)208，其中量化的AC信號(hào)208的每一個(gè)的值都對(duì)應(yīng)下列MPEG-2指定方程量化AC信號(hào)的值(208)=16*(對(duì)應(yīng)AC分量(203)／／對(duì)應(yīng)AC加權(quán)(204)]在前面的方程中，符號(hào)*表示一個(gè)相乘操作。隨后，量化的DC信號(hào)206和量化的AC信號(hào)208分別地由限幅器209和210限制。在該公開的實(shí)施例中，因?yàn)轭l域信號(hào)201表示11個(gè)比特系數(shù)值，所以限幅器209和210的每一個(gè)都把信號(hào)值限制在+2047和-2047之間。隨后，限幅器209和210分別地提供限制的量化DC和AC信號(hào)211和212的輸出。
限幅的量化AC信號(hào)212被隨后輸入到一個(gè)量化AC計(jì)算單元213，其借助MPEG-2指定方程式，即用于該給定宏數(shù)據(jù)塊的量化值214的一個(gè)函數(shù)操作修改該信號(hào)212。由編碼器的比率控制器(沒示出)所選該量化值214，并且用于幫助把該比特?cái)?shù)據(jù)流保持在一個(gè)期望比率。具體地說，一個(gè)量化AC計(jì)算單元213產(chǎn)生新量化的AC信號(hào)215，其中新量化的AC信號(hào)215的每一個(gè)的值都對(duì)應(yīng)下列MPEG-2指定方程新量化AC信號(hào)(215)的值=[對(duì)應(yīng)于量化AC信號(hào)的值(212)+符號(hào)(對(duì)應(yīng)于量化AC信號(hào)(212))*((P*量化值(214))／／q)]／[2*量化值(214)]其中對(duì)應(yīng)一個(gè)最佳實(shí)施例的p=3并且q=4。在前面的方程中，符號(hào)″／″表示具有面對(duì)零的結(jié)果的化簡(jiǎn)的整數(shù)部分。而且該″符號(hào)″定義如下符號(hào)x=1，ifx＞0；符號(hào)x=0，ifx=0；而且符號(hào)x=-1，ifx＜0新量化的AC信號(hào)215的值隨后由限幅器216限制。在該公開的實(shí)施例中，限幅器216把信號(hào)值限制在+2047和-2047之間，從而輸出新的限幅的量化AC信號(hào)217。隨后，該新的限幅的量化AC信號(hào)217與來自限幅器209的限幅的量化DC信號(hào)211組合，以便形式頻域HDTV MPEG-2信號(hào)103(當(dāng)描述圖2中的編碼器102時(shí))或109(當(dāng)描述圖2中的編碼器108時(shí))。如前面描述的那樣，圖1的編碼器102和108執(zhí)行由MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)指定的DCT和量化操作。
圖3示出圖1中的MPEG-2編碼器104和110的細(xì)節(jié)。圖3中，頻域HDTVMPEG-2信號(hào)103(當(dāng)描述解碼器1 04時(shí))或109(當(dāng)描述解碼器110)被作為一個(gè)輸入提供。輸入信號(hào)103、109的DC成分301以及AC成分302由使用MPEG-2指定幀內(nèi)量化器矩陣加權(quán)204的適當(dāng)?shù)木仃嚪匠滩煌靥幹?。具體地說，DC矩陣計(jì)算單元303產(chǎn)生一個(gè)解量化的直流信號(hào)304，它表現(xiàn)對(duì)應(yīng)下列MPEG-2指定方程計(jì)算出的一個(gè)值
解量化DC信號(hào)值(304)=DC分量(301)*DC加權(quán)(204)類似地，一個(gè)AC矩陣計(jì)算單元305產(chǎn)生解量化的AC信號(hào)306，其中解量化的AC信號(hào)306的每一個(gè)的值都對(duì)應(yīng)下列MPEG-2指定方程解量化AC信號(hào)的值(306)=[2*量化值(214)*對(duì)應(yīng)于AC分量(302)*對(duì)應(yīng)AC加權(quán)(204)]／16AC矩陣計(jì)算單元305還把一個(gè)取整處理值(″round″)添加到每個(gè)解量化AC信號(hào)306的值上。這一取整處理值定義如下round=1，如果解量化AC信號(hào)的值(306)＜0并且為偶數(shù)round=-1，如果解量化AC信號(hào)(306)的值＞0并且為偶數(shù)，以及round=0，如果解量化AC信號(hào)的值(306)=0．注意，圖3的DC和AC矩陣計(jì)算單元303和305實(shí)際上分別地執(zhí)行圖2的DC和AC矩陣計(jì)算單元205和207所執(zhí)行操作的相反操作。隨后，解量化的DC信號(hào)304與該解量化的AC信號(hào)306組合(每一個(gè)都由該″取整處理″值修改)，以便形式一個(gè)組合的信號(hào)307。由組合信號(hào)307表示的值隨后由限幅器308限制，以便產(chǎn)生一個(gè)受限的解量化信號(hào)309。在該公開的實(shí)施例中，限幅器308把該組合信號(hào)307的值限制在+2047和-2047之間。該受限的解量化信號(hào)309被隨后提供到反相DCT單元310，執(zhí)行一個(gè)相反的DCT，以便產(chǎn)生一個(gè)像素域信號(hào)311。像素域信號(hào)311隨后由取整處理單元312取整處理，以便產(chǎn)生像素域信號(hào)105(當(dāng)描述圖3的解碼器104時(shí))或111(當(dāng)描述圖3的解碼器110時(shí))。如前面描述的那樣，圖1的解碼器104和110執(zhí)行由MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)指定的反相DCT和解量化操作。
現(xiàn)在參考圖4，示出根據(jù)本發(fā)明原理的用于處理HDTV MPEG-2信號(hào)的一個(gè)系統(tǒng)配置。除了圖4的系統(tǒng)還包含量化限制器115之外，圖4中表示的系統(tǒng)與圖1中表示的系統(tǒng)相同。除該區(qū)別以外，圖4所示的部件與圖1的部件相同，并且相同的參考數(shù)字被使用來表示相同的部件。在圖4中，量化限制器115從解碼器104接收針對(duì)該正在被處理的給定宏數(shù)據(jù)塊的量化值214。該量化值是由編碼器102和解碼器104使用的同一個(gè)量化值，以便編碼和解碼該給定宏數(shù)據(jù)塊。量化限制器115限制該編碼器108和解碼器110能使用在后續(xù)處理途徑中的該量化值，以便編碼和解碼該給定宏數(shù)據(jù)塊。限制編碼器108使用針對(duì)該給定宏數(shù)據(jù)塊的量化值的意圖將引起過大的量化負(fù)擔(dān)并且導(dǎo)致大的信號(hào)惡化。實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明，限制宏數(shù)據(jù)塊量化值在減小信號(hào)惡化方面能具有非常良好的效果。然而，該方式的宏數(shù)據(jù)塊量化值被限制為規(guī)定的一個(gè)。具體地說，本發(fā)明規(guī)定該用于一個(gè)給定處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值被限定為從一個(gè)給定宏數(shù)據(jù)塊量化值組中選擇的一個(gè)值。構(gòu)成該給定組的宏數(shù)據(jù)塊量化值是從用于前面處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值中獲得的。作為第一判據(jù)，該組的宏數(shù)據(jù)塊量化值都是整數(shù)值。作為第二判據(jù)，該組的宏數(shù)據(jù)塊量化值是通過用正整數(shù)值除用于該以前的處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值獲得的(即，1、2、3，4，5…直到該值被除盡)。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施例，這些正整數(shù)值被限制到等于二的冪的那些值(即2n，其中n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，相應(yīng)地該整數(shù)值將等于1，2，4，8，16…)。最后，作為第三判據(jù)，從該可選值的組中最終選擇的宏數(shù)據(jù)塊量化值必須是在可適用壓縮標(biāo)準(zhǔn)(這里是MPEG-2)下的一個(gè)可用值。
作為一個(gè)實(shí)例，在圖4中假定由編碼器102和解碼器104使用的宏數(shù)據(jù)塊量化值214等于20。量化限制器115從解碼器104接收宏數(shù)據(jù)塊量化值214，并且從這一值產(chǎn)生可以由編碼器108和解碼器110用于后續(xù)處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值組。在此情況中，可選用于后續(xù)處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值是20(20／1)，10(20／2)，5(20／4)，4(20／5)，2(20／10)和1(20／20)。注意，通過以其它整數(shù)(即3，6-9和11-19)劃分的宏數(shù)據(jù)塊量化值214不是整數(shù)值，因此不符合上面敘述的第一判據(jù)。作為一個(gè)一般的計(jì)劃，量化限制器115從宏數(shù)據(jù)塊量化值的可選組選擇最終值，該值最靠近由給定編碼器的比率控制器請(qǐng)求的宏數(shù)據(jù)塊量化值。隨后，解碼器110可以把選擇的宏數(shù)據(jù)塊量化值414提供到一個(gè)量化限制器(沒有示出)用于后續(xù)處理途徑。當(dāng)用于給定處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值被設(shè)置確切等于用于該以前處理途徑的宏數(shù)據(jù)塊量化值時(shí)、獲得特別好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。但是總的來說，當(dāng)用于給定處理途徑的可以選的設(shè)置的值被設(shè)置等于用于在可選組之內(nèi)的任何值時(shí)、都獲得好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。要指出，本發(fā)明避免了使用針對(duì)一個(gè)給定處理途徑的一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊量化值，該量化值大于前面處理途徑使用的宏數(shù)據(jù)塊的量化值。這里的術(shù)語″處理途徑″當(dāng)然是指一個(gè)給定的編碼／解碼操作。
圖4示出用于兩個(gè)處理途徑的系統(tǒng)配置。然而將顯然得知該圖4的系統(tǒng)可以被擴(kuò)展以便使適應(yīng)于所期望多的處理途徑。即圖4的系統(tǒng)可以根據(jù)本發(fā)明的原理修改以便包含附加的編碼器、解碼器、函數(shù)操作單元和量化限制器。在這樣的一個(gè)修改后的配置中，給定的量化限制器將從前面途徑的解碼器接收一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊量化值，并且將根據(jù)該接收值產(chǎn)生一個(gè)限制的宏數(shù)據(jù)塊量化值用于該可適用處理途徑。該限制的量化值當(dāng)然將被提供到這可適用處理途徑的編碼器。以這種方式，本發(fā)明減小順序量化和解量化操作的非線性影響。
雖然本公開的說明書假定用于說明給定宏數(shù)據(jù)塊的只一個(gè)8×8亮度塊被處理的目的，但是在實(shí)踐中根據(jù)該公開的原理將也能夠處理該給定宏數(shù)據(jù)塊的其它亮度塊和色度塊(S)。而且，應(yīng)該清楚，本發(fā)明公開的該原理適用于在逐個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的基礎(chǔ)上的視頻比特的處理。即，本發(fā)明限制用于宏數(shù)據(jù)塊的量化值，但是按圖象順序分別地用于每一給定宏數(shù)據(jù)塊。然而，為了有助于理解，前面公開的說明書已經(jīng)被以單個(gè)給定宏數(shù)據(jù)塊的背景介紹。
象前面公開的說明書反映的那樣，本發(fā)明能夠減少由于一個(gè)圖像信號(hào)，即一個(gè)HDTV MPEG-2信號(hào)的非線性處理導(dǎo)致的信號(hào)惡化。通過限制使用在處理途徑的一順序中的宏數(shù)據(jù)塊量化值而出現(xiàn)這一良好的結(jié)果。相應(yīng)地，本發(fā)明特別適用于播音室環(huán)境，其中圖像信號(hào)的多途徑處理，比如在一個(gè)HDTV MPEG-2格式中的信號(hào)被執(zhí)行。
雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是應(yīng)該理解在不背離本發(fā)明的實(shí)際范圍的條件下本領(lǐng)域的技術(shù)人員將可以構(gòu)成各種變化和修改，并且可以等價(jià)物替代元件。另外，可以在不背離主要范圍的條件下進(jìn)行許多修改。因此本發(fā)明意圖不是限制到特定的最佳方式考慮的公開實(shí)施例，而是本發(fā)明將包括所有落在所附權(quán)利要求范圍之內(nèi)的所有的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1．一種用于減少信號(hào)惡化的方法，包括步驟通過使用第一量化值對(duì)于數(shù)據(jù)的預(yù)定單元進(jìn)行編碼和解碼而執(zhí)行一個(gè)第一處理操作；和通過使用一個(gè)第二量化值對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元進(jìn)行編碼和解碼而執(zhí)行一個(gè)第二處理操作，其中該第二量化值等于由一個(gè)給定整數(shù)所除的該第一個(gè)量化值。
2．按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟在第一個(gè)處理操作和第二處理操作之間對(duì)于數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作。
3．按照權(quán)利要求1的方法，其中該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元包括一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的一個(gè)8×8亮度數(shù)據(jù)塊。
4．按照權(quán)利要求1的方法，其中該給定整數(shù)等于2n，而n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。
5．按照權(quán)利要求1的方法，其中該給定整數(shù)等于1。
6．按照權(quán)利要求1的方法，其中在該第一和第二處理操作每一個(gè)的編碼步驟包括子步驟對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換；并且量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
7．按照權(quán)利要求1的方法，其中在該第一和第二處理操作每一個(gè)的解碼步驟包括子步驟對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)反相的離散余弦變換；并且解量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
8．一種用于減少信號(hào)惡化的方法，包括步驟使用第一量化值解碼一個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)定單元；并且使用一個(gè)第二量化值編碼該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元，其中該第二量化值等于由一個(gè)給定整數(shù)所除的該第一個(gè)量化值。
9．按照權(quán)利要求8的方法，還包括步驟在解碼步驟和編碼步驟之間對(duì)于數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作。
10．按照權(quán)利要求8的方法，其中該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元包括一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的一個(gè)8×8亮度數(shù)據(jù)塊。
11．按照權(quán)利要求8的方法，其中該給定整數(shù)等于2n，而n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。
12．按照權(quán)利要求8的方法，其中該給定整數(shù)等于1。
13．按照權(quán)利要求8的方法，其中該解碼步驟包括子步驟對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)反相的離散余弦變換；并且解量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
14．按照權(quán)利要求8的方法，其中該編碼步驟包括子步驟對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換；并量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
15．一種用于減少信號(hào)惡化的系統(tǒng)，包括一個(gè)解碼器，使用第一量化值解碼一個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)定單元；一個(gè)量化限制器，用于接收第一量化值，并且產(chǎn)生一個(gè)已經(jīng)限制值的第二量化值，其中該第二量化值等于由一個(gè)給定整數(shù)所除的第一個(gè)量化值；以及一個(gè)編碼器，利用該第二量化值編碼該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
16．按照權(quán)利要求15的系統(tǒng)，還包括一個(gè)函數(shù)操作單元，用于在解碼器的解碼操作和編碼器的編碼操作之間對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作。
17．按照權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元包括一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的一個(gè)8×8亮度數(shù)據(jù)塊。
18．按照權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中該給定整數(shù)等于2n，而n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。
19．按照權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中該給定整數(shù)等于1。
20．按照權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中該解碼器包括用于對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)反相離散余弦變換的裝置；和用于對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元解量化的裝置。
21．按照權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中該編碼器包括用于對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換的裝置；和用于對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元量化的裝置。
22．一種用于減少信號(hào)惡化的方法，包括步驟使用第一量化值解碼一個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)定單元；并且使用第二量化值編碼該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元，其中該第二量化值是從通過用各種整數(shù)值劃分該第一個(gè)量化值而獲得的一個(gè)或者多個(gè)整數(shù)值的一組中選擇的。
23．按照權(quán)利要求22的方法，還包括步驟在解碼步驟和編碼步驟之間在數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作。
24．按照權(quán)利要求22的方法，其中該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元包括一個(gè)宏數(shù)據(jù)塊的一個(gè)8×8亮度數(shù)據(jù)塊。
25．按照權(quán)利要求22的方法，其中該解碼步驟包括子步驟對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)反相離散余弦變換；并且解量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
26．按照權(quán)利要求22的方法，其中該編碼步驟包括子步驟對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)離散余弦變換；并且量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
27．按照權(quán)利要求22的方法，通過用等于2n的整數(shù)值劃分該第一個(gè)量化值而獲得整數(shù)值的組，其中n是一個(gè)非負(fù)整數(shù)。
全文摘要
減小由于非線性處理,即量化和解量化引起的多路徑信號(hào)惡化的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中,一個(gè)解碼器,使用第一量化值解碼一個(gè)數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。一個(gè)量化限制器接收第一量化值,并且產(chǎn)生已經(jīng)一個(gè)限制值的第二量化值,其中該第二量化值等于由一個(gè)給定整數(shù)所除的該第一個(gè)量化值。一個(gè)編碼器利用該第二量化值編碼該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元?？梢蕴峁┮粋€(gè)函數(shù)操作單元,用于在解碼器的解碼操作和編碼器的編碼操作之間對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)預(yù)定的像素域函數(shù)操作。在本系統(tǒng)中,解碼器執(zhí)行對(duì)于該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元執(zhí)行一個(gè)反離散余弦變換以及解量化該數(shù)據(jù)。該編碼器執(zhí)行對(duì)該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元的一個(gè)離散余弦變換,以及量化該數(shù)據(jù)的預(yù)定單元。
文檔編號(hào)H04N7/30GK1283367SQ98812772
公開日2001年2月7日 申請(qǐng)日期1998年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月29日
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