专利名称：图象处理系统中的象素块压缩设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及的设备用于减少数字视频处理器的存储器需求。特别是，本发明描述的设备用于在存储器储存之前精确压缩象素信息。
在图象处理器的设计和操作中有效地使用存储器是重要的。例如，像电视系统一样的消费产品可以使用包含MPEG-2信号处理的图象处理器。这个MPEG(运动图象专家组)信号压缩标准(ISO/IEC13181-2，1994年5月10日)是一种广泛接受的图象处理标准，该标准特别有吸引力的是用于卫星、有线电视和地面的广播系统中，在所有其他形式的图象处理中这些系统使用高清晰度电视(HDTV)处理。使用高清晰度显示器的产品需要96兆比特或者更多的存储器在显示之前临时存储MPEG译码的图象。为了重建用于显示的精确图象，一个MPEG处理器需要这些图象帧用于运动估计和补偿。
根据MPEG译码的图象元素(象素或象元)重建图象的系统使用差分脉冲编码调制(DPCM)。在DPCM处理时，一个处理器生成一个预测值，使用它预测下一个象素值。一个求和网络把预测值从实际象素值中减去，得到一个差值，该差值被用于表示该视频数据。把这个差值称为预测误差，通常是小于实际数据值，所以处理这个差值而不是处理原来的象素值减少系统带宽需求。预测误差可能有一正值或一负值。Ang.等人的“视频压缩获得大的增益”(发表于IEEE Spectrum，1991年10月)描述了MPEG编码器和译码器。
存储器有效的图象处理器通过在储存之前把块数据再编码(再压缩)而使用较少的存储器储存图象帧。在空间域中，如果象素不能精确地重建出它们原来的数值而降低用于储存图象帧的每个象素的比特数目，会不利地影响图象质量。特别是在图象的平滑区域，人为现象(artifact)可能出现。存储器需要减少了的图象处理器应该尽可能有效和经济地精确地量化和解量化MPEG译码的信号。
利用人类光学接受的限制以及不同地处理亮度和色度数据是众所周知的。用于每一数据类型的最佳压缩定律以说明数据中的能量和频率组分，以及人类的眼睛能够看到什么，Acampora等人在美国专利No.4575,749中已作了描述。Acampora提出在传输之前幅度压缩可减少电视信号中的噪声。显示格式如4∶2∶2和4∶2∶0也描述了视频数据的压缩，其中亮度和色度数据已经被不同地处理。格式比例4∶2∶2和4∶2∶0指出了一个色度数据块包含的信息量是一亮度数据块所包含的信息量的一半或四分之一。然而，一旦在显示处理器中接收到视频数据，该数据就被表示为n比特象素数据。上面已知的压缩技术没有解决相当于显示处理器的压缩。
在显示器处理器中，可以分别处理亮度与色度数据，但是与再压缩无关。显示处理器不同地处理亮度和色度数据的一个例子，是把4∶2∶2或4∶2∶0的比例数据转换成光栅行数据，不是用色度信息定义每个象素。可是，这对于压缩和再压缩数据什么作用也没有。在MPEG格式变成可用之前，较少涉及存储器对显示处理器的分配，因为不需要根据运动向量或运动组成信息计算图象帧。在MPEG格式出现时象素数据的多帧图象必须被储存在与显示器有关的存储器中以重建图象帧。共同未决申请08/579,129描述了视频像素数据显示器处理器接收之前，在将之在帧存储器中储存之前对该视频象素数据进行再压缩。
更准确地说，与亮度数据(例如在4∶2∶2或4∶2∶0格式时)相比，通常用较少的象素(比特有限)定义色度数据，色度数据的进一步压缩或再压缩是被禁忌的。诸如通过量化的方式对色度数据的压缩或再压缩现在严重地损害了用于精确重建用于显示原始色度数据的能力，会引起图象质量的降低。在将亮度和色度象素数据在帧存储器中储存之前通过对这些亮度和色度数据进行再压缩可以达到的降低用于显示处理器的存储器需求，与对精确重建图象数据用于显示的需要是彼此相互冲突的。这在高清晰度系统，像HDTV情况下尤其如此，在那里细节被清楚地显示。
本发明人认识到，在降低引入所重建象素中的人为现象的同时，理想的是提供使用最少硬件和软件的有效地减少数据的系统，这种系统将节省存储器并减小处理器的物理尺寸。根据本发明的原理通过不同地处理亮度和色度数据，所公开的系统解决了这些问题。
根据本发明的存储器有效的图象处理器接收MPEG格式化了的视频数据的数字数据流。对MPEG数据译码和解压缩并送到处理器作为亮度和色度数据的图象象素块。把亮度和色度数据再压缩到每象素块一个预定的比特数目，其中每个象素表示被分配一平均的比特数目储存在帧存储器中。对于色度数据每个象素表示的这个平均比特数比对于亮度数据至少少1比特。
附图简述
图1是包括本发明原理的系统的象素块处理器的方框图。
图2示出图1系统压缩部分的细节。
图3描绘用于本发明包含的系统的一个包数据格式。
图4示出图1系统解压缩部分的细节。
图5A示出图2的量化变换器部分的细节。
图5B是用户图5A选择块的真值表。
图6A、6B、6C分别是3比特、4比特和5比特量化/解量化表。
图7示出的设备用于产生对称的解量化表。
图8是表示开销量化比特的表。
图9A、9B和9C表示根据本发明原理的编码控制器流图。
图10是一个使用本发明的MPEG兼容电视系统方框图。
作为介绍，在详述本发明的组成部分之前，将简要描述本发明的一个典型实施方案。这个典型实施方案对色度数据能够实现图象元素(象素)数据从8比特数值压缩到4比特数值。在分辨率上这是有损的16到1减少，通常会导致在视频图象质量上严重退化。使用本发明的技术可以得到精确的数据重建。
存储器有效的图象处理器确定要量化的用于象素块的亮度和色度数据成分DPCM预测误差数值。用一个6比特64级量化表压缩亮度数据，而压缩色度数据是使用一组3、4和5量化表，这些表是通过从一组预定的值域中存取一选择的值域而制定的。为达到预测网络的最初精度，不同于其他象素地压缩每个象素块的参考象素。确定、编码块参数并与压缩了的象素块一起储存以利于重建。量化表以多级方式输出短码字符号，很可能是统计的存取这些级，从而对储存在固定存储器空间的块参数补偿。单个地处理象素以保证最大分辨率和一个总体的包括块参数的每象素平均4比特。
在量化之前，把负的预测误差数值偏置以提供一个在量化器范围内的正数值。因此，量化器接收正的数值并且表格只包含正的判断点。对称的表格允许表格的中点和表格的一半存放在ROM中，而另一半通过电路技术变换。
实际上，一台电视接收机可以包含一个MPEG译码器。一个数据减少的网络量化一个译码了的和解压缩了的MPEG信号，该信号表示储存在帧存储器之前的图象块，当需要时重建该图象块用于图象显示。一个显示设备显示从帧存储器得到的图象数据。通过网络接收和处理的数据是1920×1080象素、4∶2∶2或4∶2∶0的高清晰度视频信号。在具有根据特定格式分割的色度数据的空间域中把亮度数据分成8×8的象素块。
网络处理如上所述的象素块数据。对于亮度数据的每个象素块，第1象素被移动成7比特，把最低比特舍弃。最后一个象素以具有所提供的值域为256的5比特量化表被量化。所有其他象素用6比特量化表量化。总体结果是每象素6比特的再压缩。
对于色度数据，网络扫描一象素块并确定这个块的值域、最小和最大象素数值。用有代表性的预定数值代替值域和最小象素数值，并与作为数据头标的参考象素数值一起储存。这个参考象素可以是该块的第1个象素。一个控制器把寄存器用于每个色度象素块，选择3、4或5比特量化表处理每一个象素，并在压缩后保持每象素平均4比特。在所选择的4和5比特表格的级别使用3比特符号补偿为储存头标所需要的比特。3比特符号存在于这样的级别上，在统计上在那个级别上输入数据是最有可能出现的，因此对压缩分辨率的影响最小。如果是通过输出3比特符号节省了剩余的比特，就输出高分辨率的5比特符号。同样，如果没有节省足够的比特，就存取3比特表以对包含头标在内的每个象素保持平均4比特。亮度(luma)数据减少25％和色度(chroma)数据减少50％，这是相对于根据接收到的输送流解压缩接收到的数据之后可用的象素块而言的。利用这个所公开的系统，可以使用比再压缩的亮度数据较少的比特来再压缩比特有限的色度数据不会不利地影响图象质量。上面的系统有利于象素重建期间的精度。
为了有助于解释本发明，下面的描述是在一MPEG-2兼容的高清晰度电视接收机环境下的一个例子。对一给定的或选择的压缩比例，在一个数据块连着一个数据块基础上，上面描述过的系统允许固定长度压缩。储存固定长度数据块允许随机块存取。使用在本文件中描述的特征组合可以得到固定长度数据块。根据本发明原理的系统可被用于有效压缩和解压缩任何来源的数据块，并不只限于电视接收机。
图1中一个译码器，例如一个MPEG译码器(未示出)，把一个MPEG译码的象素数据块送到包含压缩器12的存储器缩减的处理器的输入端10。压缩器12包括预测器18，量化器20，和组合器22。预测器18使用众所周知的原理，并可以是Jain例如在“数字图象处理基础”，(Prentice-Hall出版社)第484页(1989)中描述过的类型。
量化器20把数据缩减了的象素块提供给存储器14。当显示处理器(未示出)存取在存储器14中的这个缩减了的数据块去显示一幅图象时，解压缩器16重建原来的数据块。解压缩器16包括预测器24和解量化器26用以从存储器14检索缩减了的数据，并重建这个缩减了的数据块。量化器20和解量化器26是根据将要讨论的本发明的原理安排的。预测器24与预测器18相似。
压缩器12的输入端10接收MPEG译码器的象素块，这将在结合图10时讨论。象素块是在空间域，并且包括一个例如表示亮度(luma)数据的8×8图象数据块。例如，在一个处理4∶2∶2数据的系统中，色度(chroma)数据包括一个8×4的图象象素块，而在处理4∶2∶0数据的系统中，色度(chroma)数据包括一个4×4的图象象素块。输入10把象素块数据送到组合器22的非反相输入端和送到量化器20。组合器22把来自反相的和非反相的输入信号组合，并把差值送到量化器20，量化器20把量化了的图象数值输出到预测器18，把量化了的预测误差数值输出到存储器14用于储存。
处理亮度数据不同于处理色度数据。亮度象素块的每一个象素在存储器14中平均被分配6比特的存储空间。量化器20从接收到的象素块中选择一参考象素。例如，这个参考象素可以是该象素块的第1个象素。把这个参考象素向右移位1比特并与该块的其余量化的象素一起储存在存储器14中的预定位置上。处理来自该块的一个其他象素不同于处理参考象素和来自该象素块的所有其他剩下的象素。这个其他象素例如可以是该象素块的最后一个象素。像在图6C中示出的，处理它使用26级5比特量化表。以5比特压缩这个象素补偿了参考象素的处理，因为在最后一个象素位置上节省1比特，保持了平均6个比特，这样可通过对第1个象素使用7比特得到解决。如果在5比特表中所存取的级别包含一个短码字，将这个码字用零填补到5比特。使用64级6比特量化表压缩亮度象素块的所有其他象素。该量化表被设计成只接受正的DPCM预测误差数值。设计这个表格的细节与这个系统中使用的所有量化表格相同，后面将要讨论。还有，后面讨论的是负预测误差数值的偏置，以保证正的输入数值进入到量化表格中，这对于亮度和色度数据都是同样的。
处理和压缩色度数据是用与亮度数据不同的方式。图2非常详细地示出了与色度数据有关的量化器20。同样的参考数字标示图1和图2中共同的单元。特别是，量化器20包括预测误差处理器27、量化变换器28、编码控制器29，最小-最大值域处理器(MMRP)30，第1象素处理器31，和多路转换器32。输入10把块象素数据提供给MMRP30，它扫描该象素块并确定这个块的最小象素数值、最大象素数值和值域。MMRP30从一组预定的值域中选择一个预定值域作为实际值域的一个函数，并把所选择的预定值域换成实际值域供在网络中随后使用。MMRP30压缩最小、最大和预定值域块参数值并把它们传送到多路转换器32。
最小象素值和值域也被传送到第1象素处理器31，预定值域被传送到预测误差处理器27，如下面要讨论的。预测误差处理器27接收来自组合器22的预测误差数据并以所选择的预定值域偏置负值。量化变换器28接收来自预测误差处理器27的偏置的和无偏置的预测误差数值。把这些数值量化并送到多路转换器32。量化变换器28也把量化了的预测误差数值送到预测器18，该预测器18用它们计算预测数据。多路转换器32在定时和控制下把块参数和量化了的数据发送到存储器14，对这些后面要讨论。该块参数表示开销数据，它被储存在存储器14中，是在一个与所量化的象素块有关的参数域以内。这个参数域和量化了的数据合在一起形成一个包，这个包把解压缩器16存取适当的解量化表格和重建象素块所需要的全部信息合在一起。编码控制器29管理块参数和所压缩的数据的转换，以及选择量化表用于单个象素块，如后面要讨论的。
第1象素处理器31接收来自输入10的象素块，并标识一个预定的参考象素数值。这个从MMRP30接收到的块最小象素值独立于其他块象素便利了参考象素的压缩。对于解量化器26用足够充分的比特数表示该压缩了的参考象素以无损或接近无损的方式重建它原来的数值。第1象素处理器31把压缩了的参考象素数据作为一个块参数传送到多路转换器32，后者把包括参考象素值在内的块参数和量化了的数据一起转送到存储器14。在象素解压缩期间解量化器26使用该参考象素作为预测数值用于量化的块象素。由于在解压缩期间在预测网络中使用的第1数值(参考象素数值)是独立的，没有来自其他象素块的信息就可以解压缩一给定的象素块。这个值也是精确的，它消除了一个来自重建数据的传播预测误差。
为了得到压缩的数值，使用象素块最小数值作为预测值(predictor)压缩参考象素。从参考数值中减去这个最小数值并把差值除以2。在存储器14中以比预定值域的二进制表示所必须的比特数少1比特储存这个结果。这个预定值域定义了为储存压缩的参考象素数值使用的比特数目，因为当使用块象素值用作预测值用于在同一象素块中其他数值时，任意两个块象素值之间的差值，比如参考象素和最小象素数值之间的差值，将落入值域的范围之内。这个压缩了的参考数值使用的比特数比表示值域所必需的比特数少1个比特，因为差值是除以2的，这就将用于二进制表示所需的比特数减少一个。
量化器20和解量化器26分别存取量化和解量化表，对每一个决它们都被最优化。量化和解量化表包括基于象素块的一个近似值域的数值。最小最大值域量化器30接收一个输入数据块并对它扫描以确定最小象素值和最大象素值。然后量化器30把最小象素值从最大象素值中减去并加1(最大-最小+1)以计算用于该象素块的值域。
量化器20把计算的值域和一组预定值域比较，至少其中之一是大于或等于这个计算的值域，选择一个预定值域，并存取从选择的预定值域得到的量化表。该预定值域是通过标识该预定值域的最佳拟合分析选择出来的，该预定值域是大于或等于该实际计算值域的集合中的最小的数值。定制量化和解量化表以包括所选择的预定值域范围之内的数值，因此包括了整个实际值域的数值。量化器20使用DPCM处理和产生差值，这些差值是预测误差。这些预测误差是在实际值域的范围内，如果供给预测器(predictor)18的象素数值与预测器18当时正在为之产生一个预测数值的象素来自同一个象素块的话。压缩器12接受并保持一个给定的象素块的实际值域常常大大地小于256(一个8比特象素的最大数值)，并且从预定值域得到的表的级别要比从256得到的表的级别产生更好的分辨率，因为所选择的预定值域通常在数值上是接近实际值域的。因此，通过把表格的级别定制到值域，系统的精度和效率就增加了。
为了重建输入块数据，解量化器26必须知道量化器20在量化象素块时使用哪一个预定值域来存取所利用的量化表。值域的表示和其他象素块参数被储存在存储器14中的具有量化的象素块的参数域内。通过在存储器14中储存块参数表示以及量化了的象素块，解量化器26可以存取正确的量化表，并有效和精确地重建象素块。例如，包括在参数域中的其他象素块参数可以是最小象素块数值或者一个参考象素块数值。图3示出了一个参数域和压缩数据的一种可能的结构。参数域由图3中虚线框内的那些块参数组成。在这个实施方案中，参数域被安排作为包含压缩的数据有效负载的数据包的头标。
为了使帧存储器的缩减最大又不极大地降低显示图象的质量，使用在参数域中的块参数表示的开销信息被储存在存储器14中。用来储存该参数域的每个比特减少了用于储存量化了的象素的可用的存储器。因此，使用本发明的系统减少了为储存两个块参数，即值域和最小数值，所需要的比特数目，大多数情况下对每个参数从8比特降低到3比特。这个过程工作如下将实际值域与一组预定的值域比较以确定一个最佳拟合(bestfit)。该预定值域成为用来表示接着要被处理的象素块的值域的数值。该预定值域大于实际值域以保证表示在该象素块内的所有象素数值。这个预定值域的集合包括7个值，它们是16、32、64、96、128、192和256。因为这个集合是适用于量化器20和解量化器26两个，所以可以在参数域用一个索引值表示这个预定值域。因为只有7个预定值域要表示，所以用二进制表示这个索引数值只需要3比特。
本系统以相似的方式处理最小象素值。对于7个预定值域中的5个，系统只对于该选择的预定值域存取一个预定的8个最小象素值的集合。量化器20把实际最小象素值与预定的集合比较并选择小于或等于该实际最小值的最大的预定最小值。然后该预定最小值就变成了用于表示要被处理的象素块的该最小象素的数值。这个集合可用于量化器20和解量化器26两个，于是预定的最小值可以在参数域中用一个索引数值表示。用二进制表示这个索引数值也需要3比特，因为只有8个预定最小象素值要表示。
对于7个值域中的5个，8个预定最小象素数值的集合可通过下面的公式(1a)定义。公式(1)所应用的5个值域是32、64、96、128和192。该公式对最小从零开始的每一个值域提供了一个常数线性步进。
下面的公式(1)从集合Qmin(Rs，i)(公式(1a))中选择预定的最小象素数值，用它代替实际最小象素块值。MAXi{f(x)}指出了满足由括号内条件的i的最大数值被用来产生Qmin。
Qmin＝MAXi{Qmin(Rs，i)|Qmin(Rs，i)≤Xmin；0≤i≤7}(1)其中Qmin(Rs，i)＝INT{i((256-Rs)/7)}；0≤i≤7(1a)在这些公式中，i是在开销参数域中用3比特表示的索引数值。INT{f(x)}指明只使用所得到的数值的整数部份。在括号内的表达式f(x)可以是一个任意表达式，如在方程式(1)中的表达式，在其上执行函数INT操作。因为对于一个8比特字值域256的最小值是零(0)，因此对该预定值域256没有最小值被贮存。对预定值域16，使用原来的8比特最小值，因为对这个值域的分辨率相对于依据公式(1)可得到的最小值是小的。对于值域16使用公式(1)生成最小值，可能会使实际象素值在重建的时候落在所重建的数据之外。这个最小值是表示零与最小块象素值之间距离的偏差值。
因为预定的最小值是小于实际最小值的，当重建量化了的象素块时，公式(1)可以选择一个预定值域，这个预定值域不是充分地覆盖实际象素块数值。例如，如果在一给定的象素块中该最小象素值是100，最大象素值是140，那么所选择的预定值域是64。而从公式(1)得到的这个所选择的预定最小象素值是82。把所选择的最小值加到所选择的值域其结果是146，这个结果大于实际最大象素值。因此，该象素块的所有数值将用所选择的预定数值表示。然而，如果最大象素块值160，所选择的预定数值将保持相同而且不完全表示象素块的范围(160＞146)。在这种情况下，选择下一个较高的预定值域96和一个新选择的预定最小数值91。91与预定值域96之和是187，它大于实际最大象素块数值160。因此，从这个值域选择的量化和解量化表将提供用于这个决中的所有象素的级别。量化器28完成上面所描述的分析以确定第1次选择的预定值域和最小象素值是否是有效的，或者是否下一个较大的预定值域是必须的。
如前所述，如果预测网络从同一块内的象素值中得到预测数值，那么实际象素值和预测的象素值之间的差值(E)将是在下面的范围之内
-Range＜E＜Range (2)(-值域＜E＜值域)其中Range＝Xmax-Xmin+1 (3)在公式(2)中E是预测误差。在公式(3)中的Xmax和Xmin分别是实际最大和最小块象素数值。因此，块中象素数据的值域定义了量化和解量化表将要接收的那些数值，以及那些表必须对该特定的块提供的限制。如果该值域是小于该字长度的最大数值(对一个8比特字是256)，那么可以要增加量化和解量化表的分辨率。
用偏置的负预测误差处理亮度和色度两个数据。因此，设计用于亮度和色度数据的量化和解量化表只接受正的输入数值。作为只对象素块值域设计的表格，使用偏置的负预测误差数值的量化和解量化表有2倍的分辨率。分辨率被加倍是因为表只需要覆盖从零到正值域中的数值而不是从负的到正的值域之间的所有数值。对于预定值域64，图6A、6B和6C分别示出了3比特、4比特和5比特表。在量化以前，预测误差处理器27(图2)检测从组合器22来的预测误差是正的还是负的。如果这个值是正的，则不改变地送到量化变换器28。如果这个值是负的，在把这个值送到量化变换器28之前，预测误差处理器27把预定值域加到该负的预测误差数值。因为一个负的预测误差数值是在负的值域数值的范围内，把正的值域数值加上负的预测误差数值就得到一个偏置的误差数值。这个偏置的误差数值是正的(大于零)并小于正的值域数值。量化变换器28接收偏置的和无偏置的预测误差数值并用一个适合于正的预定值域的范围的量化表把它们量化。量化了的误差数值被送到多路转换器32，然后在系统控制器(未示出)的控制下储存在存储器14中。因为表格只量化从零到值域-1的数值而不是从负值域到正值域的数值，所以表格的分辨率加倍了。
图4是图1中解量化器26的方框图。在系统微处理器的控制下，多路分解器34接收包含一个参数域和量化的数据的一个数据包。多路分解器34把最小象素数值索引和预定值域索引送到最小最大值域译码器(MMRD)38。多路分解器34把压缩了的第1象素值送到第1象素译码器37，第1象素译码器37也接收来自MMRD38的预定的重建值域和最小象素数值。第1象素译码器37使用这3个数值去重建参数象素并把它送到预测器24。在解量化的时候，多路分解器34把量化了的数值送到解量化变换器36，它解量化预测误差数值并把它们送到加法器39。加法器39把预测的数值加上解量化误差数值并把结果送到预测误差处理器35，预测误差处理器把这个结果与重建的最大象素块数值比较。如果在量化前该误差数值被偏置以把一负数值转换到一正数值，这个结果将大于重建的最大象素值。如果不是，这个结果将小于或等于所重建的最大象素值。如果预测误差处理器35确定误差值被偏置了，就从这个结果中减去预定值域数值，从而校正了在网络的量化侧引入的偏置。预测误差处理器35和第1象素译码器37把包括参考象素的重建数值以适当的次序送到一个输出网络(未示出)。
可用于解量化器26的这些数值是被量化了的和/或被译码了的数值。重建的量化的最小象素数值(Qmin)必须小于或等于实际最小象素值，并且重建量化了的最大象素值(Qmax)，重建量化了的值域数值必须大于或等于它们的实际数值。如前所述，MMRP保证满足这些要求。因为任何一个象素数值必须是大于或等于Qmin，把预定值加到包含偏置的任何重建象素值上通常得到一个比Qmax至少大1的数值。
然而，量化噪声Nq可能产生量化器20是否检测到1个负的预测误差值和偏置该数值的一个不正确的判定。量化噪声是实际象素值和由有损耗的量化表中的分辨率产生的重建数值之间的差值。预测误差处理器35把重建的级别加到预定值域中并把这个结果与Qmax比较。如果这个结果大于Qmax，就从这个结果中减去预定值域以获得正确的重建象素值。但是，如果Nq是正的，它可能使产生的结果大于Qmax，并且预测误差处理器35会错误地标识一偏置的预测误差。同样地，如果Nq是负的，它可能使产生的结果小于Qmax，并且预测误差处理器35会错误地标识一无偏置的预测误差。
图5A说明了量化变换器28(图2)怎么样保证它的输出不会由于量化噪声而被误解。量化器80对量化了的每个象素值提供3个输出。对量化表格(I)的判断点这三个数值是最佳的重建级别，并且该重建级别是在最佳级别(I+1，I-1)的任一边。组合器84计算重建象素数值用于最佳重建数值，并通过组合器86把这个结果与Qmax比较。如果预测误差是被偏置的(S2是负的)并且从组合器86来的结果是小于Qmax(S1是负的)，有可能在重建的时候预测误差处理器35将不正确地确定解量化的预测误差值不是被偏置的。为了防止这个问题，与下一个较大的用于预测误差的重建级别相对应的码字被发送到多路转换器32。如果预测误差没有被偏置(S2是正的)并且来自组合器86的这个结果是大于Qmax(S1是正的)，有可能在重建的时候预测误差处理器35将不正确地确定解量化预测误差值被偏置。为了防止这个问题，与下一个较小的用于预测误差的重建级别相对应的码字被发送到多路转换器32。在所有其他情况下，选择最佳级别并发送到多路转换器32。
当量化表格中的第1个或最后1个级别是最佳的时候，只向下一个较大或较小量化级别提供最佳级别。图5B给出了一个真值表，说明了来自量化器80的可用于量化变换器28输出的选择，以及何时选择单元82使用每一个选择。因为量化噪声可能引起偏置误差校正的分析是不正确的，那么选择一个带有相反符号的量化噪声数值将不影响Qmax和重建的象素值之间的关系。
由于一般Nq的绝对值是不大的，量化器28将正常地选择最佳量化级别。当量化器28选择下一个较大或较小级别时，这个选择将导致把误差加到重建的象素中。然而，通过选择最接近的级别可使误差最小，这个最接近的级别将校正在具有好于已知DPCM量化表的分辨率的表中的问题。通常，这个校正不会引起在显示图象质量方面的明显退化。
量化分辨率的提高常常比从偏置负预测误差以产生正值使分辨率加倍的情况还要多。预定值域的选择也会导致增加量化分辨率。例如，如果对于一个给定的象素块所选择的预定值域是16，那么4比特表格将精确地以无损耗的方式量化这个预测误差数值。从值域256(对8比特)到16(256/16)分辨率提高16倍。由于对同样的正的值域数值只需要在量化/解量化表格中的正的数值，所以分辨率又增加了两倍达到32倍。对于从任何预定值域数值产生的量化/解量化表格，这个过程可被用来计算分辨率的提高。
当MMRP30(图2)扫描1个色度象素块并从7个值域的集合中选择一个预定值域的时候，数据可以被定标以减小压缩该数据需要的实际量化表。对于预定值域32，192和256，存在一个3个定制的表格的集合。如前所述，这些是3、4和5比特表。对于拟合(fitting)3个其他预定值域的数据，该数据被定标到2倍。定标拟合预定值域32的象素块以使用通过值域64存取的量化表。对于拟合预定值域96的象素块，利用192的量化表。同样地，对于拟合预定值域128的象素块，利用256的量化表。定标这个数据可减少复杂的硬件和软件，并减少在网络内需要的只读存储器(ROM)的数量。在重建的时候，在解量化后将定标3的象素块除以2，以保持数据精度。
用于亮度和色度数据的所有量化表的构成关于它们的中点是对称的。图6A、6B、和6C示出了3、4和5比特量化表用于预定值域64。对称性只允许每个表的一半储存在ROM中，而一个简单的硬件电路实现每个表的另一半。这就减小了ROM的大小从而降低了生产成本。
把量化表设计成下面给出的一个简单的关系集合，产生关于表格中点的对称。在这些关系中，I是量化级别索引；DI是第I个判断点；QI是第I个重建级别；M是表格中的级别的总数量；Rd是量化值域。一个判断点是一个数值，在这个判断点上输入到量化表格的一个象素数值从一个级别移到表内的另一个级别。这些关系如下M是一个偶数 (4)DI+DM-1-I＝Rd-1，对于0≤I≤(M/2)-1(5)Q0＝0(6)QM/2＝Rd/2 (7)QI+QM-I＝Rd，对于1≤I≤M/2(8)图6A、6B和6C中的这些表符合这些关系，以此制作在网络中使用的所有量化表。如果这些表接受的是没有被偏置的预测误差数值，换句话说，正的和负的两个数值，那么M是一个奇数。
表的输出码字符号也具有这些关系以确保对称，以有利于只允许表的一半储存在ROM中。在这些关系中的所有符号都是与上面关系中的相同，只是多了用于第I个级别的码字CI和在这个码字中的比特数目n。这些关系如下C1＝0和CM-1＝1，当短码字时 (9)C0＝(2n)-2；(10)CM/2＝(2n)-1(11)CI＝2I，对于2≤I≤(M/2)-1 (12)C(M/2)+I＝C(M/2)-I+1对于1≤I≤(M/2)-1(13)从(9)到(13)的关系式表示在以二进制形式的表中。如果这些表接受没有被偏置的预测误差数值，换句话说，是正的和负的两种数值，那么就有一个3比特码字的奇数。
对于接收DPCM预测误差数值的量化表格，关系式(9)定义了用于3比特码字的统计最佳安排。通过把短码字放置在最有可能被存取的重建级别上，系统被最佳化，以节省存贮器比特用于其他目的。使用短的码字减少了量化表中可用级别的数量，但是比特的节省超过了分辨率的损失，因为通常在存储器中节省了足够的比特以容纳开销信息并保持每码字平均4比特。
因为表是关于中点对称的，只有包含中点级别的一半表级别需要被实际地储存在存储器中。余下的级别可以用电路变换。图7示出了在解量化时为变换余下的表重建数值的一个简单的硬件实现，并输出所有8比特重建的象素数值用于表格的两个一半。
编码控制器29(图2)和译码控制器33(图4)对色度数值块执行彼此相似但又相反的操作。它们包括4个寄存器，这些寄存器对每个块处理过的象素数目计数，并对开销信息所保留的或所需要的比特数目计数。一个寄存器，值域寄存器，是一个标志寄存器，它标识哪一个预定值域表示当前正在被处理的象素块。利用这些寄存器，控制器29和33对处理过的每个象素选择3、4或5比特量化表的任一个并保证包含所有开销信息的象素块被压缩到一个预定的大小以储存在存储器14中，然后解压缩并重建为原来的象素块。
所包括的用于色度数据的开销信息需要一个预定的依赖于被储存的块参数的比特数目。图8示出了对每个预定值域的每个块参数所需要的开销比特的数目。包含参考象素在内的每个象素具有保留在存储器14中的平均4比特。控制器29对用于开销的全部比特总数少的4比特进行补偿。作为对每个预定值域的开销比特的补偿所需要的比特数目表示在图8的最后一行。
控制器29的基本目的是对每个象素用4或5比特表的任一个编码，并且当必要时只使用3比特表以保证所有决象素正好落入所保留的空间。在4和5比特表中的短的、3比特码字提供最好的机会以满足这个目的。因为对于DPCM数据短的码字被统计地放置在表中最有可能被存取的级别中，常常不使用3比特量化表压缩每一块。进而，通常在任一给定象素块内的几个象素被以5比特码字量化，从而增加了分辨率和显示质量。然而，如果象素块不存取4和5比特量化表中的短码字以常常充分地补偿开销比特数目的需要，控制器29将存取3比特量化表。控制器29标识在每个象素块中的最后的N比特作为低优先象素(LPP)，其中N是对该象素块的补偿的开销比特的数目。基于标识何时一个LPP正被处理并且多少开销比特保留未被补偿的计数器，控制器29选择3比特量化表格用于LPP。控制器29将不选择3比特量化表直到剩下的要被压缩的象素数目等于剩下的未被补偿的开销比特的数目。
图9A、9B和9C描绘了控制器29和33的流程图。两个控制器以相同的方式运行，并且对压缩或解压缩象素值执行同样的步骤。为了简化对控制器29和33的讨论，只有压缩控制器29将被解释。
在开始步骤，在每一个色度象素块的开始初始化4个寄存器。对当前象素块根据预定值域把值域寄存器编码。开销寄存器被置为控制器29必须对之补偿的开销比特的数目。如图8所示。每次处理1个LPP时该寄存器递减。比特节省寄存器被初始化为开销寄存器的负值，并且每次使用一个短码字时进行递增。象素计数寄存器被初始化为当前象素块中象素数目的负值。该寄存器在每次处理一个象素时被递增。利用象素计数寄存器标识正在被处理的象素是否是一个LPP。
在图9A中的开始步骤，一个8比特象素值通过步骤100并标识该象素是否是一个低优先象素(LPP)。如果是，步骤102把比特节省寄存器和开销寄存器加起来并把这个结果与零比较。这是一个很重要的步骤，因为在这一点上如果还没有节省足够的比特，就要存取3比特量化表，并在步骤104中使用一个3比特码字压缩该象素。因为当前象素是一个LPP，所有前面处理过的象素可能还没有以4比特表中的短的、3比特码字被压缩足够多的次数，以对这个象素块中的所有开销比特补偿。因此，如果比特节省寄存器的值+开销寄存器＞0，在此必须节省1比特，并使用3比特、低分辨率表压缩这个象素。同时，比特节省和象素计数寄存器被递增，开销寄存器被递增。在这个点上，象素被压缩了，下一个象素从开始步骤处理。
如果在步骤102中该结果是大于0的，步骤106就确定是否比特节省寄存器大于零。如果不是，正好有节省的充分比特补偿那个点上的开销，并且余下有与未被补偿的开销比特同样数目的的LPP。然后，步骤104递增比特节省寄存器和象素计数寄存器，递减开销寄存器，并根据3比特表输出3比特码字。如果步骤106中的比特节省寄存器是大于零的，则步骤108检验比特节省寄存器＝0和值域＝16的唯一情况。如果的，则步骤108检验比特节省寄存器＝0和值域＝16的唯一情况。如果这种情况出现，步骤110存取没有短码字的16个级别4比特的量化表格，因为对这个象素不需要节省比特。象素计数寄存器被递增，开销寄存器被递减，并检索下一个象素用于压缩。如果步骤108的结果为否，那么在步骤112中存取用于当前的预定值域的4比特表。步骤114检查是否有象素值落入到4比特表的一个短码字级别中。如果是，步骤116递增比特节省寄存器和象素计数寄存器，递减开销寄存器，并输出3比特码字。如果不是，步骤118递增象素计数寄存器，递减开销寄存器，并输出4比特码字。在116和118两个步骤之后，检索下一个象素在开始步骤进行处理。
回到步骤106，并记住该象素是在步骤100中被确定是一个LPP，然后如果比特节省寄存器是大于零的则其处理在图9B中继续下去。因为比特节省寄存器是大于零的，对象素块中的那个点已经有比所节省的充分的比特数目更多的数目。因此，在步骤120中使用高分辨率的5比特表。该5比特表包括短码字，步骤122确定该象素值是否是落在表的一个短码字级别上。如果不是，步骤132递增象素计数寄存器，递减比特节省寄存器和开销寄存器，并输出一个5比特码字。如果是，步骤124把比特节省寄存器和象素计数寄存器加起来，以确定是否是已经节省了太多的比特。如果节省的比特数变得太大，就不保持系统同步。为了防止这种情况，以及对一个缓冲器保存压缩了的数据直到系统赶上的需要，可以用零填充3比特码字。步骤124的结果确定象素压缩将跟随的路径。如果这个结果是小于零的，那么还没有节省充分的比特并在步骤126中不出现零填充。比特节省寄存器和象素计数寄存器被递增，开销寄存器被递减，并输出3比特码字。如果这个结果是等于零的，那么3比特码字将节省一个多余的比特。因此，在步骤128中用1个零填充这个码字，递增象素计数寄存器，开销寄存器被递减并输出被填充的4比特码字。如果步骤124的结果是等于1的，那么3比特码字将节省2个多余的比特。因此在步骤130中用2个零填充这个码字，象素计数寄存器被递增，比特节省寄存器和开销寄存器被递减，并输出填充了的5比特码字。在126、128、130和132步骤之后，该象素的压缩就完成了，并且检索下一个象素用于在开始步骤的处理。
如果在步骤100中该象素不是被识别为一个LPP，该过程进入到步骤134，在那里把比特节省寄存器与零比较。如果比特节省寄存器不大于零，那么从136到146的步骤重复从108到118的步骤，但其有一个差别。因为对正在被处理的象素是一个LPP的那些路径，步骤110，116和118递减开销寄存器，而在步骤138，144和146中，正在被处理的象素不是一个LPP，系统开销寄存器不递减。
如果在134步骤中比特节省寄存器是大于零的，使用5比特表格和零填充分析从148到160的步骤重复从120到132的步骤。还有，因为从148到160的步骤处理的象素不是一个LPP，那么在步骤154、156、158和160中开销寄存器不被递减。在所有步骤138、144、146、154、156，158和160之后压缩完成并且检索下一个象素用于在开始步骤的处理。
控制器29的目的是以可能最高分辨率量化表处理每一个色度象素。因为象素数据数值是空间表示，每一个象素数值包含的信息对显示是重要的，不像变换了的块数据在块的开始时包含它的大多数信息。这就是为什么单个地处理每个象素要考虑其在象素块中的有关位置和控制器29必须补偿的比特数目。
回过来到图1，存储器14储存量化了的象素块和参数域直到它们不再被需要用于重建和显示。在数据存放在存储器14内期间，它们可以被存取并在使用普通数据总线的微处理器控制下由一个随后的显示处理器经解压缩器16译码。压缩器12和解压缩器16存放在一个普通的集成电路中并且为了简化这个集成电路而使用了相似的设计与结构。存储器14有利地位于在集成电路的外边，当需要适应一个特定系统的信号处理需求时要容许选择存储器14的大小。这就导致了生产成本节省，例如，在降低成本的情况下使用缩减分辨率显示器的消费电视接收机需要较少的帧存储器用于MPEG译码器。进而，即使存储器14可以位于在集成电路的外边，现有技术的统一的存储器体系结构允许在存储器14中未使用的存储区域由其它系统部件使用。这样就进一步降低了整个系统成本和增加了整体系统功能。还有，所节省的存贮面积可由增加总体系统功能的其他系统部件使用。
图10举例说明电视接收机中一实际数字信号处理系统的一部分，包括前面讨论过的根据本发明的设备。图10的数字电视接收机系统是简化了的，以免给出带有过多细节的图示。例如，没有显示与各种各样的组成部份有关的FIFO输入和输出缓存器，读/写控制，时钟生成网络，和与外部存储器相连接的控制信号，这个外部存储器可以具有扩展的数据输出类型(EDO)，或者同步类型(SDRAM)，随机存取存储器总线DRAM(Rambus RDRAM-RDRAM)或任何其他类型的RAM。
在图1和图10中共用的部件有同样的标识符。信号处理器72的部件，除了单元70之外，对应于可从SGS-Thomson微电子公司购买的视频译码器集成电路STi3500A MPEG-2/CCIR 600中的部件。
简言之，图10中的系统包括微处理器40，总线接口单元42，和连接到内部控制总线46的控制器44。在这个例子中，微处理器40被放置在包括MPEG译码器72的集成电路的外边。一个192比特宽的内部存储器总线48是一个数据去往/来自压缩器12的管道，类似于解压缩器16和50，和外部帧存储器14。单元12、16和50接收来自微处理器40经控制器44的压缩和解压缩系数控制信号，以及使能控制信号。也包括一个局部存储器控制单元52，它接收“请求”输入并提供“确认”输出，以及存储器“地址”输出，“读使能”和“写使能”输出。存储器控制单元52产生实时地址和控制信号用于控制存储器14。存储器控制单元52也响应从一个本地时钟发生器(未示出)来的输入时钟信号ClockIn提供输出时钟信号Clock out。微处理器40把存储器14分成比特缓冲器、用于MPEG译码的视频帧存贮部分和帧存贮缓冲器、显示处理和在屏显示映射。
显示处理器54包括所需要的水平和垂直重取样过滤器，把一个解压缩的图象格式转换成一预定的普通格式用于由图象显示设备56显示。例如，系统可以接收和译码与诸如525行隔行扫描、1125行隔行扫描，或720行逆行扫描格式对应的图象序列。对于所有接收机格式一台电视接收机很可能使用一普通的显示格式。
外部接口网络58除了输入压缩了的视频数据用于MPEG译码器处理之外，在MPEG译码器和外部微处理器40之间传送控制和结构信息。MPEG译码器系统类似于一个协处理(用于微处理器40的处理器)。例如，微处理器40发出一译码命令给MPEG译码器用于要被译码的每一幅图象。译码器找出相关的头标信息，然后微处理器40读出。利用这个信息，微处理器40发出用于配置该译码器的数据，即关于帧类型、量化矩阵，等等的信息。然后译码器发出适当的译码命令。上述的用于SGS-Thomson STi3500A集成电路设备的技术规范材料提供了涉及上述MPEG译码器操作方法的附加信息。
微处理器40把接收器制造商编程的模式控制数据传送给存储器控制器52用于控制多路转换器32(图2)和多路分解器36(图5)的操作，并当需要时用于对单元12、16和50建立压缩和解压缩系数。从各式各样的数字数据处理方案的角度MPEG规范的所有侧面和所有级别可用于该公开的系统，例如像可以与地面广播、有线和卫星传输系统有关系的系统。
图10也描绘了数字视频信号处理器72的一部分，该部分可以在用于处理一个输入的高清晰度视频信号的电视接收机中发现。信号处理器72可以被包含在一集成电路中，该集成电路包括经过一个模拟信道(未示出)用于接收和处理标准清晰度视频信号的设施。信号处理器72包括一个由块60、62、64、66、68和70组成的一个常规MPEG译码器，包括帧存储器14。例如，Ang等人“视频压缩获得大的增益”一书，IEEESpectrum，1991年10月，描述了MPEG编码器和译码器的操作。
信号处理器72接收来自前面输入处理器(未示出)，例如，在输入信号解调制后把数据包分开的一个传送译码器的MPEG编码数据的一个受控数据流。在这个例子中，接收的输入数据流表示高清晰度图象素材(1920×1088个象素)，如在用于美国高清晰度地面电视广播系统的大联盟(Grand Alliance)规范中详细说明的那样。该输入数据流是以表示一序列图象的分层数据流的形式，这些序列图象已经使用MPEG压缩标准压缩了。该数据块周期性地表示压缩了的、编码的帧内和帧间信息。帧内信息包含I-帧定位帧(anchor frame)。通常，帧间信息包含表示相邻图象画面之间图象差别的预测运动编码剩余信息。帧间运动编码涉及产生表示正在处理的当前块与一个先前重建的图象块之间偏移的运动矢量。把表示当前的和以前的块之间最佳匹配的运动矢量编码和传输。还有，在每一个运动补偿的8×8块和先前重建的块之间的差别(剩余)，在进行传送之前，进行离散余弦变换(DCT)、量化可变长度编码(VLC)。各种各样的出版物，包括上面提到的Ang等人的文章，都非常详细地描述了运动补偿编码过程。
在通过可变长度译码器(VLD)62进行可变长度译码之前，缓冲器60接受输入的压缩的象素数据块。缓冲器60在主要层次描述MPEG数据流的情况下其存储容量是1.75兆比特。逆量化器64和逆离散余弦变换(IDCT)66把从VLD62来的译码了的压缩数据解压缩。从IDCT66来的输出数据被连接到加法器68的一个输入端。
来自缓冲器60的一个信号控制逆量化器64的量化步进大小，以保证平滑数据流。VLD62把译码的运动矢量提供给运动补偿单元70，如要讨论的那样。VLD62也产生帧间/帧内图象模式选择控制信号，如所公知的(为了简化而未表示出)。通过单元62、64和66完成的操作是对应于位于发射器中的一个编码器的逆操作。
通过把来自单元66的剩余图象数据与来自单元70的输出提供的预测图象数据加在一起，基于视频帧存贮器14内容加法器68提供一个重建象素。当信号处理器72已处理一象素块的完整帧时，帧存储器14储存所得到的重建的象素。在帧间模式下，从VLD62获得的运动矢量提供来自单元70的预测块的位置。
把数据储存在帧存储器14之前，由于使用块压缩器12，涉及加法器68、存储器14和运动补偿单元70的图象重建过程有利地减少了存储器的需求。帧存储器14的大小可以减小到50％，例如当使用50％的压缩系数时。单元50完成单元12的逆功能，并且类似于上面描述过的解压缩器16。解压缩器50重建象素块，所以运动补偿器70可以如上所述工作。压缩器12和解压缩器16和50是根据本发明的原理构成的。图1、2、4、5A和7示出了在单元12、16、和50中的细节。
权利要求
1.一个在一个数字图象处理系统中用于接收压缩了的图象象素块的数据流的设备，该设备包括用于解压缩所述压缩了的象素块的装置(72)；用于根据解压缩的象素块再压缩象素表示的电路(20)，使得对于压缩的亮度象素表示所用的平均比特数比压缩的色度象素表示至少要多1个比特；和用于储存所述再压缩的象素表示的存储器(14)。
2.权利要求1的系统，其中所述数据流是MPEG编码数据流；所述亮度数据是用比所述色度数据更多的象素表示的；所述存储器是图象帧存储器。
3.权利要求2的系统，其中所述亮度数据和所述色度数据的比率是4∶2∶2和4∶2∶0的一个。
4.权利要求1的系统，进一步包括一个预测器，用于根据所述象素表示产生预测误差数值。
5.权利要求4的系统，其进一步特征在于一个第二个电路，用于从所述象素块得到一个块参数；一个预测误差处理器，用于再压缩之前偏置负预测误差数值以产生正的数值；和一个控制器，用于保证使一个再压缩的象素块和所述块参数等于一预定的比特数目。
6.权利要求5的系统，其中所述第二电路把所述象素块的象素数值值域与一组预定值域匹配并选择一个预定值域；和所述预定值域存取一组对所述预定值域定制的压缩表。
7.权利要求6的系统，其中所述定制的表包括短码字。
8.权利要求6的系统，其中所述定制的表是对称的。
9.权利要求5的系统，其中所述块参数被编码和排列为所述再压缩象素块的一个参数域；和所述参数域和所述压缩的象素块形成一数据包。
10.权利要求5的系统，其中所述象素块的所述块参数是最小象素数值、最大象素数值、所述参考象素数值、所述值域和所述预定值域中的一个。
11.权利要求1的系统，进一步包括一个解压缩器，用来把所述再压缩的象素表示解压缩成重建的象素；其中所述重建的象素是由一显示处理器和一个运动补偿网络之一接收的。
12.在数字图象处理系统中用于处理包含亮度和色度数据的MPEG编码图象象素块的设备，其中所述亮度数据是用比所述色度数据更多的象素表示的，该设备包括一个解压缩器(72)，用于解压缩所压缩的象素块；一个电路(20)，用于把来自解压缩的象素块的象素表示再压缩成再压缩的象素表示；和一个帧存储器(14)，用于储存所述再压缩象素表示；其中所述解压缩象素块包含亮度和色度数据，它们被再压缩到一个预定的平均比特数目，其中用于亮度象素表示的平均比特数比用于色度象素表示的至少多1比特。
13.权利要求12的系统，进一步包括一个预测网络，用于处理预测误差数值；一个解压缩器，用于把所述再压缩的象素表示解压缩成重建的象素；和一个显示处理器，用于接收从所述存储器到一个图象显示设备的象素信息，该显示设备的分辨率大于标准NTSC分辨率；其中所述再压缩的象素表示是所述预测误差数值。
14.权利要求13的系统，其特征在于所述预测误差数值是差分脉冲编码调制数值。
15.权利要求14的系统，其中通过一个参考象素处理器促进所述再压缩。
16.权利要求14的系统，其特征在于通过定标所述解压缩的象素块促进所述再压缩。
17.权利要求14的系统，其中通过对称量化表促进所述再压缩。
18.权利要求14的系统，其中通过把负的预测误差偏置成为正的预测误差促进所述再压缩。
19.权利要求17的系统，其中所述色度量化表是3比特、4比特和5比特量化表，所述亮度量化表是6比特量化表。
20.权利要求17的系统，其中所述色度量化表包括短码字。
21.一种在用于接收包含数据块的数据流的数字数据处理系统中的方法，该方法包含步骤接收一个所述数据块；计算所述数据块以确定块参数；作为至少一个所述块参数的函数压缩所述数据块；储存在压缩期间使用的所述压缩了的数据块和所述块参数；存取所述储存的压缩的数据块和块参数；和作为所述储存的块参数的函数重建所述压缩的数据块；其中所述储存和存取步骤按块储存和存取所述压缩数据。
22.权利要求21的方法，其中所述存取步骤随机地存取所述压缩数据。
23.权利要求21的方法，其中所述块参数之一是值域。
24.权利要求21的方法，其中所述块参数之一是最小数值。
25.权利要求21的方法，其中所述块参数之一是参考数值。
26.权利要求21的方法，其中所述压缩步骤使用量化。
27.权利要求26的方法，其中所述压缩步骤使用编码。
28.权利要求21的方法，其中所述压缩步骤不同地压缩独立的数据块。
29.权利要求28的方法，其中所述数据块具有不同大小。
全文摘要
一种存储器有效图象处理器(20)接收DPCM预测误差数值,这个数值来自以象素块形式的解压缩的MPEG编码数字视频信号,该象素块包含4∶2∶2或4∶2∶0格式的亮度和色度数据,还把象素块再压缩到一个预定的分辨率。在再压缩期间用不同的压缩定律处理亮度和色度数据。亮度数据被再压缩到每象素平均6比特,并且只有一个参考象素和一个其他象素被与一个块中所有其他亮度象素分开处理。色度数据被再压缩到每象素平均4比特。每一个象素块与促进有效和精确重建的开销信息一起储存。促进精确象素重建是通过以下步骤实现的:精确地处理一个参考象素(31);定标象素块(28);使用对称的和适合于象素块的范围的量化表(28);把负的预测误差值(27)偏置到正的数值;在最有可能统计出现的级别上,在量化表(28)中使用短码字;并以3、4或5比特量化(28)处理每个象素以对于该象素块保证最大分辨率和一个总体平均4比特。
文档编号H04N7/50GK1246246SQ97181818
公开日2000年3月1日 申请日期1997年12月9日 优先权日1996年12月17日
发明者H·P·于, B·A·坎菲尔德, 小B·W·贝耶尔斯, W·M·林 申请人:汤姆森消费电子有限公司