专利名称：Mpeg起始码兼容交叠图形编码的制作方法
技术领域：
本发明涉及诸如按照MPEG-2编码标准编码的视频信号的编码视频信号和诸如封闭标题、单据、键入文本、滚屏文本之类的图形交叠数据。本发明特别涉及编码交叠在解压缩视频数据上图形数据的方法和系统。
已经公布有几个编码视频(例如按照精确定义的语法和语义压缩视频信号并格式化压缩的视频信号以生成包含压缩视频的格式化编码位流)的标准。使用最广泛的可能要数MPEG-2标准。参见ISO/IEC 13818-1，2，3运动图像和相关音频的通用编码系统、视频和音频，Nov,13,1994。按照MPEG-2标准的视频压缩包括空间和时间压缩。
按照MPEG-2语法，包含编码数字视频信号的位流组织如下。编码的图像数据被组织为视频序列。视频序列可以包括选择的序列扩展，它可以包含一定范围可调的解码和识别参数；和/或用户数据(称为用户数据(0))。视频序列还包括可以选择组织为一组或多组图像的编码图像。每组图像包括编码的图像并且可以包含可选的用户数据(称为用户数据(1))。每幅图像可以包括可选的图像编码扩展和/或可选的用户数据(称为用户数据(2))。每幅图像可以选择地划分为片，片是单个宏块行上邻接的宏块序列。每幅画面进一步划分为宏块。每个宏块是2×2阵列的亮度块和交叠其上的色度块，其中每个块为8×8阵列像素数据。
上述分层组织结构中的每一结构，即视频序列、序列扩展、用户数据(0)、图像组、图像编码扩展、用户数据(1)、图像、用户数据(2)、片和宏块，都开始于唯一的起始码。按照MPEG-2，每个起始码为4字节值，由三字节起始码前缀和随后对应分层的唯一字节组成，例如0x00用于图像，0xA1-0xAF用于片，0xB2用于用户数据，0xB3用于序列，0xB5用于扩展，以及0xB8用于图像组。起始码前缀为位串，它由23个0位跟随一个1位组成。因此，例如视频序列开始于四字节值0 000 0000 0000 0000 0000 0001 1011 0111。
元流是用于MPEG-2中的普通术语，指的是一个编码视频、一个编码音频或者一种其它类型的位流。术语视频节目指的是和同时表现相关的元流的汇集。除了一个或多个视频元流以及一个或多个音频元流以外，单个视频节目可以包括交叠在解压缩视频流上面的图形交叠数据元流。例如，图形交叠数据可以包括用作由图形发生器封闭标题信息、子标题、信用或其它信息的文本或计算机生成视觉信息。
MPEG-2对于编码图形交叠数据没有特殊的规定。利用MPEG-2视频标准和MPEG-2系统标准节目流的DVD标准，利用编码图形交叠数据(按照DVD标准称为“子图像数据”)的下列语法。像素数据表示为2位数据字序列，其中每个数据字表示图像交叠窗口线各像素的一种颜色。数据字值“00”表示各个像素的背景色(例如图形数据交叠其上的解码重建的视频)。数据字值“01”表示各个像素的图案像素或者主要颜色。数据字值“10”表示各个像素的第一强调色。数据字值“11”表示各个像素的第二强调色。图形交叠窗口每条线的像素数据从左向右扫描。如果检测到任何像素颜色，例如特定数据值重复的邻接序列，则用下列压缩值代替邻接序列(1)如果运行的像素数量为1-3，则运行代之以像素数量的二进制表示(即01、10或11)后接指示像素颜色的数据字；(2)如果运行的像素数量为4-15，则运行代之以模式00，后接运行中像素数量4位的二进制表示，再后接指示像素颜色的数据字；(3)如果运行的像素数量为16-63，则运行代之以模式0000，后接运行中像素数6位的二进制表示，再跟接指示像素颜色的数据字；(4)如果运行的像素数量为64-255，则运行代之以模式0000 00，后接运行中像素数量8位的二进制表示，再后接指示像素颜色的数据字；以及(5)如果像素运行结束于图形交叠窗口当前行的结束处，则运行代之以模式0000 0000 0000 00，后接像素颜色。
虽然DVD利用了节目流，但是DVD严格要求子图像数据放置在没有诸如编码的视频或音频数据的MPEG-2数据的子图像包内。在DVD中进一步提供了特殊的文件结构和导航数据以使DVD播放机能够将子图像包识别为子图像包并且防止DVD播放机将子图像数据错误地解码为编码视频数据。
在其它应用中没有这样的规定，例如广播应用中。在广播应用场合，图像交叠数据可以位于包含视频节目的位流中任意一个位置上(诸如编码视频位流的一个用户数据部分)或者个人数据元流内。在这种情况下，解码器偶尔必须在位流开始之后使其自身与位流同步。例如在下列情况下可能需要同步解码器可能在位流开始之后接通；解码器可能从另一位流调谐至有问题的位流；和/或解码器由于错误接收位流数据(例如通道内有噪声)而无法同步。现在考虑的情形是，按照编码子图像数据的DVD标准编码的图像交叠数据多路复用于带位流的广播视频节目。假定图像交叠窗口的整条行是后接模式像素颜色整条行的背景色。这样的数据被编码为序列0000 0000 0000 0000 0000 00000 0000 0001。由上可见，编码图形数据序列的最后三个字节类似于MPEG-2起始码前缀。根据这种模式后面所跟随的数据字，将模仿MPEG-2起始码的特定一个。这样解码器就可能会错误地试图与图形交叠数据中如此雷同的起始码模式同步而无法正确地与位流同步。
本发明的目标是克服已有技术的缺点。
本发明实现各种目标。按照一个实施例，提供的方法和装置对n位数据字图形数据序列进行编码。图形数据序列的每个数据字表示每个像素最多2n种颜色中的一种，这里n＞1。提供了分析程序用来识别图形数据序列中特定数据字值i次重复的邻接序列、指示单个特定颜色的特定数据值，这里1＜i＜2n。编码器与分析程序相连，用n位数据字的连续代替被识别的邻接序列对。该对的第一数据字是特定的数据字值而第二数据字是I-1的二进制表示。
按照另一实施例，编码图形数据序列提供有复数个n位数据字，每个字对各像素指示除特定颜色以外的一种颜色。编码图形数据序列还包含至少一对n位数据字，它被插在复数n位数据字之间。该对的第一个n位数据字是指示特定颜色的数据字值。第二个n位数据字是数字i-1的二进制表示，这里i表示在编码前图形数据序列的邻接子序列中具有特定颜色的像素个数。
按照另一实施例，存储介质提供有多个存储指示除了特定颜色以外颜色的n位数据字的第一存储区域。存储介质还包含至少一对第二存储区域，用来存储指示特定颜色和代表i-1的一对n位数据字。
按照进一步的实施例，本发明的方法和装置将编码的图形数据序列解码为n位数据字的图形数据序列。图形数据序列的每个数据字指示各个像素最多2n种颜色中的一种，这里n＞1。装置包括分析程序，用来识别编码图形数据序列中邻接连续对的n位数据字，它包括特定的数据字值，后接数i-1的二进制表示。解码器与分析程序相连以用i次重复的特定数据值代替连续对。
图1示出了按照本发明一个实施例的运行长度编码方案。
图2示出了按照本发明一个实施例的第二种运行长度编码方案。
图3示出了按照本发明实施例的端-端编码和解码系统。
本发明通过应用来描述，其中想对插入MPEG-2编码视频节目的图形和/或字符数据(统称为图形数据)编码。但是对于本领域内普通技术人员来说，将任何编码信号插入另一位流以确保插入编码信号与插入编码信号的位流同步信号不相似是显而易见的。
在描述编码和解码图形数据序列系统之前，先描述编码技术。图1示出了交叠数据窗口一行像素100的一部分。假定每个像素可以取4种颜色中的一种。为了在图形数据序列105中表示不同的颜色像素，图形数据序列必须包含n位长度的数据字，这里n＝10g2(像素颜色种数)。此时n＝2，如图所示，具有背景色的像素100-1、100-2、100-6、100-7、100-8、100-9、100-10、100-12、100-17、100-18、100-19和100-20都可用数据字值00代表。具有第一非背景像素颜色的像素100-3、100-13和100-14可以用数据字值01表示。具有第二非背景像素颜色的像素100-4、100-5和100-20可以用数据字值10表示。具有第三非背景像素颜色的像素100-11、100-15和100-16可以用数据字值11表示。
数据字00、01、10和11本身是查询包含交叠在图像上各种颜色的调色板查询表条目的索引。RGBA数据表示调色板查询表条目的颜色，通过将调色板查询表数据插入包含编码图形数据序列的位流，它可以是固定、预定和/或下载。RGBA数据表示红、绿和蓝三基色的幅度(三基色可混合构成正确的交叠颜色)和阿尔法数据。阿尔法数据表示各像素颜色与其上交叠有各像素的背景图像像素颜色之间的调和比例。“背景色”表示半透明的交叠像素或者没有像素交叠或者在背景中排除图像像素。相反，非背景颜色像素表示选定的不透明彩色像素，它代替(或者调和或平均化)背景内相应的图像像素。在示意图中，背景的图像由运动图像序列解码重建的图像构成。由上可见，大多数交叠图像数据由邻接的子序列构成，即背景色像素的运行。这是因为图像交叠数据通常是人工产生的数据，用于显示“人工”视觉信息，例如可读文本、字符或者简单的图形(例如直线、条等)。
未压缩图形数据序列105包括20个数据字，每个字包含2个位，总共40位。
按照本发明实施例的编码技术包括运行长度压缩形式，但是只对特定数值的数据字压缩，即只代表单种特定的颜色。如上所述，图形交叠数据一般包括比其它彩色像素路程更长的背景颜色像素运行。因此当对应背景颜色的颜色被选定用于运行长度编码时，压缩最大。另外，交叠窗口的交叠图形数据可以在编码前检查，以确定最经常出现或者包含最多和/或最长运行的特定颜色，即编码时将产生最大的压缩。例如，考虑显示“反场”文本的图形交叠窗口，即在均匀不透明颜色的图形交叠窗口矩形区域上，文本以背景色出现。图形交叠窗口矩形部分的特定均匀颜色可以通过将合适的数据字值分配给未编码图形数据序列的各个像素和调色板查询表各调色板颜色选定为运行长度编码颜色。在这种情况下，比较好的是下载调色板查询表，例如通过提供包含与编码图形数据序列多路复用的调色板查询表的数据流。
而且，选择合适的数据值以确保编码图形序列与任何位流的起始码(或其它同步码)不类似，编码的图形数据序列被插入位流。如上所述，MPEG-2采用前面有起始码前缀的起始码，前缀由23个零位后接一个1位组成。值得指出的是，MPEG-2通常允许在起始码前缀之前根据需要插入任意数量的零以对齐数据或用于填充。因此，按照本发明的编码技术的目的是减少编码图形数据序列中连续的零位从而始终小于23个零位。当然，如果需要避免不同的同步模式，则可以选择不同的数据值用于运行长度编码。
按照本发明的技术，对未压缩图形数据序列进行扫描以识别特定数据值的运行。特定数据值的1-n次重复运行用一对n位数据字代替。该对的第一数据字是简单的换码。为方便起见，把特定的数据字值用作换码。第二数据字是被编码运行中数据字数量i减1的二进制表示。由于只有最多i＝n个数据字的运行可以一次替代，并且典型的数据字运行比n个数据字长得多，所以可能需要几个连续的数据字对来编码特定值数据字的单次运行。
现在考虑图1所示的实例。假定被编码的特定数据字值为对应背景色的00。如图所示，像素100-1和100-2的子序列产生i＝2的数据字值00的邻接子序列。该子序列被数据字对00 01代替，这里的第一数据字00是换码而第二数据字01代表I-1＝1。
由于代表像素100-3到100-5的三个数据字不是特定的数据字值00，所以不进行运行长度编码。
i＝4的数据字子序列表示像素100-6到100-9的颜色，被识别出包含预定数据值00。该子序列编码为对0011，这里第一数据字00是换码而第二数据字是i-1或3的二进制表示。
表示像素100-10颜色的单个数据值的运行被编码为对00 00。虽然表示像素100-6到100-10颜色的数据字运行形成长度5的运行，但是可以利用n＝2位数据字代替的最长运行为i＝4。因此该运行必须编码为一对以上的数据字。
表示像素100-11彩色的数据值不是运行长度编码。
表示像素100-12彩色的数据值被编码为对00 00。
表示像素100-13到100-16彩色的数据值不是运行长度编码。
表示像素100-17到100-19彩色的数据值构成长度I＝3的运行。因此该运行用序列00 10代替。
表示像素100-20彩色的数据值不是运行长度编码。
最终的编码序列106为00 01 01 10 10 00 11 00 00 11 00 00 01 01 11 11 00 1010，即38位长。典型的情况是压缩水平远远高于图1所示的例子，这是因为背景颜色像素的较长运行包含在图形交叠窗口内，从而要用数据字对代替长度i＝4的许多次运行。
该数据序列可以在调色板查询表之前或者之后。另外，调色板查询表数据也可以放置在图形数据序列多路复用的位流的不同位置上。调色板查询表数据可以简单地是数据字序列(例如每个数值R、G、B和A为8位长数据字，这里数值A被处理为表示调和比例的二进制小数)。
注意，上述编码技术假定了分析发生于顺序扫描图形数据序列的数据字时。但是这仅仅是为了解释方便。考虑到图形数据序列一般总是由图形发生器人工生成的，故可以不需要这种全部数据字的扫描。在这种情况下，图形发生器比较好的是插入合适的运行水平编码数据字代替预定数据值。例如，当生成特定字符或者图形的位图(位图一般存储在芯片存储器中)时，图形发生器可以简单地插入合适的运行长度压缩的数据。
本发明也可以用于较长的数据字。例如，如图2所示，假定每个像素可以取8个颜色值中的一个。在这种情况下，n＝10g28，即用3位长的数据字来表示每个像素的颜色值。选择数据字值000用于运行长度编码，并且该数据值比较好的是代表背景色。在这种情况下，在编码之前，需要22个长度n＝3位的数据字即共66位表示未编码的图形数据序列115。但是只需要45位表示编码的图形数据序列116。对以下的预定数据值000运行进行识别和编码
(a)表示像素110-1颜色的数据值的长度i＝1的运行编码为对000 000；(b)表示像素110-3到110-7颜色的数据值的长度i＝5的运行编码为对000100；(c)表示像素110-10到110-11颜色的数据值的长度i＝2的运行编码为对000001；(d)表示像素110-13到110-20颜色的数据值的长度i＝8的运行编码为对000111；以及(e)表示像素110-21颜色的数据值的长度i＝1的运行编码为对000 000；为了防止产生相似的起始码前缀，可以对n的大小作一定的限制。比较好的是在MPEG-2应用中n不超过8。
编码图形数据序列的解码过程如下。识别上述编码过程中插入的每个替代对。这可以通过识别序列中的换码完成。通过向每对的第二数据字加一确定被省略运行的运行长度。随后预定数据字值的数据字序列代替各对。每个替代序列中的数据字数量等于从各识别对的第二数据字确定的运行长度I。
因此在编码数据字序列106中，第一对00 01被识别并替代为序列00 00。第二对00 11被识别并替代为序列00 00 00 00。第三对00 00被识别并替代为序列00，依此类推。以这种方式解码图形数据序列产生了原始的图形数据序列，它们可以用来生成交叠在解码的重建视频图像上的图形交叠。
参见图3，现在描述按照本发明的端-端系统200的结构和操作。如图所示，系统200包括编码器部分210和解码器部分220。编码器部分210包括视频源232、视频编码器234、音频源236、音频编码器238、图形发生器241、分析程序243、图形运行长度编码器245、存储装置247、多路复用器250、存储装置252和发射机254。将它们分开表示是为了方便起见。利用一个或多个相似装置可以代替上述二个或多个此类装置，例如C-Cube微系统公司一块或多块合适编程的DV ExpertTM视频编码器集成电路。解码器部分220包括接收机262、多路分离64、视频解码器272、交叠发生器274、显示器监视器276、音频解码器266、扬声器系统268、分析程序281和图形运行长度解码器283。与解码器部分210一样，利用单个或多个类似装置可以代替两个或多个解码器部分220的装置，例如C-Cube微系统公司提供的一块或多块合适编程的ZiVATM解码器集成电路。
视频源232可以是摄像机、视频编辑器、特殊效果发生器、光盘、磁盘、录像机等。视频源232输出的视频信号由视频编码器234编码。比较好的是视频信号按照MPEG-2标准编码。
音频源236可以是话筒、音频编辑器、光盘、磁盘、录像机或录音机等。音频源236输出的音频信号在音频编码器238中压缩。比较好的是，音频信号按照MPEG音频标准编码并且按照MPEG-2标准放置在系统级数据流中。
图形发生器241产生未压缩的图形数据序列。未压缩的图形数据序列输送至分析程序243。分析程序243或者图形发生器241可以包含调色板发生器(未画出)用于完成未压缩数据的初始扫描以选择最长运行中出现频率最高的特定颜色或者产生最优的压缩(最少的编码数据量)。调色板发生器随后根据需要分配或者再分配数据值，从而将替换/压缩的数据字值(这种情况下为00)分配给选定压缩的颜色。此外，调色板发生器产生调色板查询表数据流作为图形数据序列或者分离流的一部分。
分析程序243识别特定数据字值的运行，例如代表背景色像素的数据字值00。图形运行长度编码器245随后通过用一对或多对数据字代替该运行来以运行长度方式编码每个识别的特定数据字值的运行。如上所述，该对的第一数据字为换码，诸如特定的数据字值。第二数据字是运行长度减一。如上所述，图形发生器241、分析程序243和图形运行长度编码器245的功能可以组合在单个装置中，同时完成上述图形数据生成、识别和替代步骤。图形运行长度编码器245产生的编码图形数据序列可以直接输出到多路复用器250，同时输出到多路复用器250和存储装置247，或者首先输出到存储装置247然后从存储装置247输出到多路复用器250。
多路复用器250接收编码的视频信号、编码的音频信号以及编码的图形数据序列(和选择的调色板查询表数据流)，并且对它们一起多路复用以生成多路复用的位流(例如MPEG-2兼容传输流或者MPEG-2兼容程序流)。图形数据序列由此插入位流。如上所述，位流包含各种同步码，例如各种起始码。但是编码的图形数据序列是以某种方式形成的，因而没有起始码前缀，与任何起始码不相似。
编码的图形数据序列(和选用的调色板查询表数据流)可以直接插入编码的视频信号，例如插入其中一个用户数据部分。在这种情况下，编码图形数据序列(和选用的调色板查询表数据流)的多路复用可以用视频编码器234内部的多路复用器/插入器完成。
多路复用器250产生的位流记录在存储装置252(例如磁盘、光盘、录像带等)中。位流也可以提供给发射机254。位流也可以先提供给存储装置252，随后从存储装置252中再现和提供给发射机254。发射机254可以是广播调制器或者存储介质复制器(例如磁带机、磁盘驱动器、光盘母盘制作装置等)。
在存储装置247或者252中，对于整个编码视频数据序列提供了存储区域(例如块、存储道等)。第一组存储区域存储非运行长度压缩数据字，即包含对应非背景色数据字值的数据字。为了存储每对换码(预定的数据字)，提供了一对存储区域并代替运行长度减一(i-1)。如果提供可选的调色板查询表数据流，则存储装置比较好的是包含一个或多个存储调色板查询表数据流的存储区域。
位流可以被广播解调器、媒体播放装置的回放头等接收机262接收。接收的位流被多路分离，即由多路分离器264分离为成份编码视频信号、编码音频信号和编码图形数据序列(以及可选的调色板查询表数据流)。
编码图形数据序列(和可选的调色板查询表数据流)可以插入编码视频信号(例如在用户数据部分)。在这种情况下，分离编码图形数据序列(和可选的调色板查询表数据流)的操作比较好的是由位于视频解码器272内部的多路分离器/分析程序完成。
为了正确地多路分离位流，多路分离器264包括识别和同步位流中起始码的同步器(未画出)。由于起始码的唯一性，多路分离器264可以识别选择的视频信号部分并且将它们作为相对位流锁定内部同步/对齐的基础。
编码的音频信号在解码和重建音频信号的音频解码器266处接收。解码、重建的音频信号被输出至扬声器系统268在适当时候再现。
编码的视频信号在解码和重建视频信号的视频解码器272处接收。解码、重建的视频信号被输出至图形交叠发生器274。如果提供了可选的调色板查询表数据流，则可以从多路分离器264或者视频解码器272向图形交叠发生器274输出。
视频解码器272也可以对各位流部分同步/对齐内部的跟踪/分析程序机构。利用识别和同步位流起始码同步器也可以实现。
编码的图形数据在分析程序器281处接收。分析程序281识别每对后面跟随替换的运行长度减一(i-1)的构成换码(预定数据字)的数据字。图形路程长度解码器283利用识别的运行长度(减一)i-1代替由特定数据字总计I次重复的序列识别的对。解码的图形数据随后输出至图形交叠发生器274。
图形交叠发生器274利用解码的图形数据字序列和可选的调色板查询表数据流产生合适的图形交叠。特别是图形交叠发生器274将(从位流去多路分离的调色板查询表数据流)的调色板查询表装入本机存储装置。随后图形交叠发生器274利用数据字序列的数据字定义的像素颜色重建图形交叠窗口以指明调色板查询表内相应的颜色数据。重建的图形交叠窗口在适当时间以适当的间隔(即合适的解码重建视频图像数)交叠在解码、重建的视频图像上。所形成的视频图像(即其上有图像交叠或调和)随后在适当时候输出至监视器276显示。
本发明的精神和范围由下面所附权利要求限定。
权利要求
1.一种编码n位数据字的图形数据序列的方法，每个数据字指示每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含以下步骤(a)在所述图形数据序列中识别特定数据字值i次重复的邻接子序列，特定的数据字值指示特定的颜色，这里1≤i≤2n；以及(b)所述识别的邻接子序列由一对n位数据字代替，所述对的第一数据字为所述特定的数据字值而所述对的第二数据字为i-1的二进制表示。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于对所述图形数据序列中重复所述特定数据字值的每个其它邻接的子序列重复所述识别和替代步骤。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤(c)将编码图形数据序列插入包含其它分层编码数据的位流中，分层编码数据包含多个分布于所述位流中便于识别的唯一起始码，从而可以在所述位流开始处与起始位以外的所述位流的位同步，其中所述代替步骤去除了与所述唯一起始码类似的每个位子序列。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述特定数据字指示背景色。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤(c)在执行步骤(a)和(b)之前，选择图像交叠的一个特定颜色作为所述特定颜色；以及(d)将所述特定数据值分配给特定的颜色。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于选择步骤进一步包括确定哪一个所述图形交叠像素的颜色产生最优压缩。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤(e)使将每个所述数据字值映射到特定颜色的调色板查询表与所述编码图形数据序列多路复用。
8.一种通过编码n位数据字的图形数据序列构成的编码图形数据序列，每个数据字指示每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含以下步骤(a)在所述图形数据序列中识别特定数据字值i次重复的邻接子序列，特定的数据字值指示特定的颜色，这里1≤i≤2n；以及(b)所述识别的邻接子序列用一对n位数据字代替，所述对的第一数据字为所述特定的数据字值而所述对的第二数据字为i-1的二进制表示。
9.如权利要求8所述的编码图形数据序列，其特征在于对所述图形数据序列中所述特定数据字值重复的每个其它邻接子序列重复所述识别和替代步骤。
10.如权利要求9所述的编码图形数据序列，其特征在于进一步包括以下步骤(c)将编码图形数据序列插入包含其它分层编码数据的位流中，分层编码数据包含多个分布在所述位流中便于识别的唯一起始码，从而可以在所述位流开始处与起始位以外的所述位流的位同步，其中所述代替步骤去除了与所述唯一起始码类似的每个位子序列。
11.一种表示n位数据字的图形数据序列的编码图形数据序列，每个数据字指示每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含(a)多个n位数据字，每个n位数据字有一个值指示除特定颜色以外的各个像素的颜色，以及(b)至少一个散布在所述多个数据字内部的n位数据字的连续顺序对，所述对的第一数据字为指示特定颜色的数据字值而所述对的第二数据字为i-1的二进制表示，这里整数i满足1≤i≤2n，表示所述图形数据序列中特定颜色的像素数量。
12.一种存储表示n位数据字的图形数据序列的编码图形数据序列的存储介质，每个数据字指示每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含(a)多个第一存储区域，用来存储多个n位数据字，每个n位数据字有一个值指示除特定颜色以外的各个像素的颜色，以及(b)至少一对存储区域，插入在所述多个存储区域内部，并且存储n位数据字的连续顺序对，所述对的第一数据字为指示特定颜色的数据字值而所述对的第二数据字为i-1的二进制表示，这里整数i满足1≤i≤2n，表示所述图形数据序列中特定颜色的像素数量。
13.一种用于编码n位数据字的图形数据序列的方法，每个数据字指示每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含(a)分析程序，用来在所述图形数据序列中识别特定数据字值i次重复的邻接子序列，特定的数据字值表示特定的颜色，这里1≤i≤2n；以及(b)与所述分析程序相连的编码器，使所述识别的邻接子序列由一对n位数据字代替，所述对的第一数据字为所述特定的数据字值而所述对的第二数据字为i-1的二进制表示。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述分析程序和编码器不断识别所述图形数据序列中所述特定数据字值重复的每个其它邻接子序列并使所述识别的其它邻接子序列由一对n位数据字代替。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于进一步包括以下步骤(c)多路复用器，用来将编码图形数据序列插入包含其它分层编码数据的位流中，分层编码数据包含多个分布在所述位流中的便于识别的唯一起始码，从而可以在所述位流开始处与起始位以外的所述位流的位同步，其中所述代替步骤去除了与所述唯一起始码类似的每个位子序列。
16.如权利要求13所述的装置，其特征在于所述特定数据字指示背景色。
17.如权利要求13所述的装置，其特征在于进一步包括(c)调色板发生器，用来在所述分析程序识别所述i次重复之前，选择一个图像交叠的特定颜色作为所述特定颜色，并将所述特定数据值分配给特定的颜色。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于所述调色板发生器进一步确定哪一个所述图形交叠像素的颜色产生最优压缩。
19.如权利要求17所述的装置，其特征在于进一步包括(e)多路复用器，用来使将每个所述数据字值映射到特定颜色的调色板查询表与所述编码图形数据序列多路复用。
20.一种将编码图形数据序列解码为n位数据字的图形数据序列的方法，每个数据字代表每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含以下步骤(a)在所述编码图形数据序列中识别包括特定数据字数值的n位数据字的相邻连续对，特定的数据字值表示特定的颜色后接i-1的二进制表示，这里1≤i≤2n；以及(b)所述连续对由i次重复的特定数据值代替。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于对所述图形数据序列中所述特定数据字数值的重复连续子序列重复所述识别和替代步骤，所述编码图形数据序列包括所述特定数据字数值，后面跟随多个响应替代的连续子序列的特定数据数值重复次数减一的二进制表示。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤(c)从所述编码图形数据序列分离包含其它分层编码数据的位流，编码数据包含多个分散在所述位流中的唯一便于识别的起始码，所述分离步骤包括在所述位流开始处与起始位以外的所述位流的位同步的步骤。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于所述特定数据字指示背景色。
24.如权利要求20所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤(c)去多路复用来自所述编码图形数据序列的调色板查询表；以及(d)利用所述图形数据序列的解码数据字索引所述调色板查询表以确定分配给每个图形交叠窗口的像素的颜色。
25.一种n位数据字的图形数据序列，每个数据字代表每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，它按照下列步骤产生于编码图形数据序列，其特征在于包含以下步骤(a)在所述图形数据序列中识别包含特定数据字数值的连续n位数据字顺序对，特定的的数据字数值表示特定的颜色，后面跟随数i-1的二进制表示，这里1≤i≤2n；以及(b)用所述特定数据值的i次重复代替所述顺序对。
26.如权利要求25所述的图形数据序列，其特征在于进一步包括的步骤是，对于所述编码图形数据序列中所述特定数据字数值的每个n位数据字连续顺序对重复连续子序列重复所述识别和替代步骤，所述编码图形数据序列包括所述特定的数据字数值，后面跟随相应被替代连续子序列的所述特定数据字数值重复次数减一的二进制表示。
27.如权利要求26所述的图形数据序列，其特征在于进一步包括以下步骤(c)从所述编码图形数据序列分离包含其它分层编码数据的位流，编码数据包含多个分散在所述位流中的唯一便于识别的起始码，所述分离步骤包括在所述位流开始处与起始位以外的所述位流的位同步的步骤。
28.如权利要求25所述的解码图形序列，其特征在于所述特定数据表示背景色。
29.一种将编码图形数据序列解码为n位数据字的图形数据序列的装置，每个数据字代表每个像素最多2n种颜色中的一种，n＞1，其特征在于包含(a)分析程序，用来在所述编码图形数据序列中识别特定数据字数值的i次重复连续子序列，特定的数据字数值表示特定的颜色，后面跟随数i-1的二进制表示，这里1≤i≤2n；以及(b)与所述分析程序相连的解码器，它用所述识别的连续子序列代替所述特定数据数值的i次重复。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于所述分析程序识别所述编码图形数据序列中所述特定数据字数值的n位数据字连续顺序对，编码图形数据序列包括所述特定数值字，后面跟随相应被替代连续子序列的所述特定数据字数值重复次数减一的二进制表示，所述解码器用所述识别的其它n位数据字顺序对替代所述特定数据数值的所述相应连续子序列。
31.如权利要求30所述的装置，其特征在于进一步包括(c)多路复用器，用来从所述编码图形数据序列分离包含其它分层编码数据的位流，编码数据包含多个分散在所述位流中的唯一便于识别的起始码，所述去多路复用器还用来在所述位流开始处与起始位以外的所述位流的位同步。
32.如权利要求29所述的装置，其特征在于所述特定数据表示背景色。
33.如权利要求29所述的装置，其特征在于进一步包括(c)去多路复用器，用来从编码图形数据序列中去多路复用调色板查询表；以及(d)图形交叠发生器，它利用所述图形数据序列的解码数据字索引所述调色板查询表以确定分配给每个图形交叠窗口的像素的颜色。
全文摘要
一种编码n位数据字的图形数据序列的方法,每个数据字代表每个像素最多文档编号H04N7/30GK1241871SQ9811683
公开日2000年1月19日 申请日期1998年7月30日 优先权日1998年7月7日
发明者K·麦汀·Uz 申请人:C-立方微系统股份有限公司