专利名称：数字视频信号压缩方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对数字视频图象序列的存储和检索，这是在数字动画和帧动画计算机应用中所碰到的。具体地说，本发明描述了一种帧间或差分图象压缩方法和相关装置。
一般的个人计算机系统，特别是IBM个人计算机，为当今现代社会领域提供了计算能力，从而得到了广泛的应用。个人计算机系统通常可以定义为放在桌面上的地面上的，或便携式微型计算机，它由包括单个的系统处理器和连带的易失性存储器和非易失性存储器的一个系统单元、一个显示监视器、一个键盘、一个或多个软盘驱动器、一个固定磁盘存储器以及一个任选的打印机构成。这些系统的明显特征是使用了一块母板或系统平板将这些部件电连接在一起。这些系统的设计宗旨主要是为单个用户提供独立的计算能力，个人或小企业购买时价钱又不贵。这种个人计算机系统有IBM的PERSON-ALCOMPUTERAT及PERSONALSYSTEM/225、30、35、40、L40SX、50、55、57、65、70、80、90和95型。
这些系统可以划分为两大类。第一类通常称作系列Ⅰ，采用总线体系结构，如IBMPERSONALCOMPUTERAT和其它IBM兼容机。第二类称作系列Ⅱ，采用IBM的MICROCHANNEL(微通道)总线体系结构，如IBM的PERSONALSYSTEM/250至95型。系列Ⅰ型号一般采用流行的INTEL8088或8086微处理器作为系统处理器。这些处理器具有对一兆字节存储器进行寻址的能力。系列Ⅱ型号一般采用高速INTEL80286、80386和80486微处理器，它们能以实方式对较低速的INTEL8086微处理器实现仿真，或以受保护方式工作，对某些型号的计算机来说将寻址范围从1兆字节扩展至4千兆字节。本质上，80286、80386和80486微处理器的实方式的特征是向为8086和8088微处理器写的软件提供硬件兼容性。
除了其它目的以外，也已经使用了上述类型的系统，来对视频图象进行接收、存储、处理和显示。这种视频图象可以从下述渠道得到，例如专业式家用摄象机，作为模拟信号存在能被盒式录象机和放象机等读出的磁带上的录制的视频图象，以及数字化视频信号源。由上述类型的系统存储并可以加以利用的所熟悉的一些图象形式包括从录制的家庭电影到电视或电影片(动画片或由演员演的电影)到直接从广播接收的实况电视。一般来说，由于所包括的计算机系统是数字系统，所以由该系统存储或处理的电视数据是数字化的，或性质上使之数字地编码的，这与模拟性质不同(后者一般是调频的)。
数字编码视频数据相对于其它类型的计算机数据来说非常大，特别是在保持空间和彩色保真度的情况下更是如此。一幅640×480象素的图象，每个象素占24位，几乎要占用存储器的1兆字节以便进行存储。由于从容量和速度考虑，存储器都是很昂贵的，所以在数据压缩方法上人们已经进行了大量的工作。压缩减少了表示图象所需的数字数据量，降低了存储费用，并且缩短了存储和检索的时间。
考虑到上述情况，本发明构想出一种方法，用于压缩表示一系列图象的数字编码视频图象信号。在实现本发明的这一目的时，在表示图象系列中连续图象的数字数据之间进行比较，并且如果从图象系列中的一幅图象到紧接着的加一幅图象数字数据保持相同，就对该数字数据进行压缩。这种差分帧编码极大地减少了数字数据量，这些数字数据是在使用一台个人计算机系统对上述类型的电视图象信号进行工作时所必须处理、移动、存储与检索的。
本发明还构想出一种个人计算机系统，它特别适合于对上述类型的视频图象信号进行处理、移动、存储和检索。在实现本发明的这一目的时，达到了对电视的更经济的处理、存储与检索。
此外，本发明还构想出一种承载表示数字编码视频图象的数字信号以及如此编码的数字信号的，数字存储装置，它们表示一系列已经用一种特殊方法压缩了的图象，该方法便于对所表示的图象进行处理、存储和检索。
上面已经对本发明的一些目的做了说明，本发明的其它目的将通过结合附图所做的描述而变得一目了然。附图中
图1是实现本发明的个人计算机的透视图。
图2是图1所示个人计算机的某些部件的分解透视图，包括机座、外罩和平板，图中还表示出了这些部件间的一定关系;
图3是图1和2所示个人计算机的某些部件的示意图;
图4表示要被显示的一系列图象中的两幅图象或两帧;
图5表示一个差分位屏蔽，它指出就象素而论，从图4的第一幅图象或帧到第二幅图象或帧之间存在变化;以及图6表示根据本发明得到的图4的第二幅图象或帧的数字信号。
虽然以下将结合附图对本发明进行充分描述，在附图中展示了本发明的最佳实施例，但从描述的一开始就应懂得，本领域的技术人员可能对描述的发明做修改，但仍然会获得本发明的最佳结果。因此，以下描述应该被看作是对本领域的技术人员的一种启迪，而不是对本明的限制。
现在更具体地来参看附图。实现本发明的微型计算机如图1中的10所示。如上所述，计算机10可以有一台相连的显示设备或监视器11，键盘12，以及打印机或绘图机14。计算机10有一个外罩15，它与机座19一起，构成一个封闭的屏蔽空间，用来容纳处理和存储数字数据的电驱动的数据处理和存储部件，如图2所示。至少某些部件是安装在一块多层平板20或母板上的，平板或母板安装在机座19上，实现计算机10的部件间的电连接，这些部件包括上面提到的以及其它有关部件，如软盘驱动器，各种形式的直接存取存储装置，辅助卡式板，等等。
机座19有一个底板和一块后板(图2)，确定至少一个开口凹槽，用于容纳一个数据存储设备，如磁盘或光盘驱动器，磁带后备驱动器，等等。在图中所示的形式中，上凹槽22适用于容纳第一尺寸外围驱动器(如3.5英寸驱动器)。在上凹槽22中可以提供一个软盘驱动器，它是一种可拆卸的媒体直接存取存储设备，能在其中插入软磁盘，并用该磁盘接收、存储和发送数据，如通常所了解的那样。
在叙述本发明的上述结构之前，有必要概括地回顾一下个人计算机系统10的工作过程。参看图3，这是一张个人计算机系统的框图，表示如本发明的系统10那样的计算机系统的各种部件，包括安装在平板20上的部件，以及该平板与I/O槽和个人计算机系统的其它硬件之间的连接情况。与平板相连的是系统处理器32。尽管任何合适的微处理器都可用作CPU32，但是一种适用的微处理器是INTEL出售的80386。通过局部总线34，将CPU32与一个总线接口控制单元35相连，还与此处称为单列直接插入存储组件(SIMMS)的易失性随机存取存储器(RAM)36相连，并且还与BIOSROM38相连，在BIOSROM38中存储CPU32的基本输入输出操作指令。BIOSROM38包括BIOS，它用作I/O设备和微处理器32的操作系统之间的接口。存储在ROM38中的指令可以被复制到RAM36中，以便减少BIOS的执行时间。
虽然以下具体参照图3的系统框图来对本发明进行描述，但从描述的一开始就应懂得，根据本发明构想出来的装置和方法可以用于平板的其它硬件配置。例如，系统处理器可以是Intel80286或80486微处理器。
现在返回图3，CPU局部总线34(包括数据、地址和控制部件)还将微处理器32与数学协处理器39和小型计算机系统接口(SCSI)控制器40相连。如计算机设计和操作领域的技术人员所知，SCSI控制器40可以或能够与只读存储器(ROM)41、RAM42相连，还可以通过I/O与图中右边所示的各种类型的适用的外部设备相连。SCSI控制器40起一个存储控制器的作用，控制存储设备，如固定的或可拆卸的媒体电磁存储设备(也叫作硬盘和软盘驱动器)，光电存储设备，磁带存储设备，以及其它类型的存储设备。
总线接口控制器(BIC)35将CPU局部总线34与I/O总线44相连。通过总线44，BIC35与可选择特性的总线相连，例如MICROCHANNAL(微通道)总线，它具有多个I/O槽，用以容纳MI-CROCHANNEL适配器卡45，这些卡45可以进一步与一个I/O设备或存储器相连(图中未示出)。I/O总线44包括地址、数据和控制部件。
沿I/O总线44连接的是各种I/O部件，如视频信号处理器46，它和视频RAM(VRAM)相关联，用于存储图形信息(标号48)和图象信息(标号49)。与处理器46交换的视频信号可经数模转换器(DAC)50到监视器或其它显示设备。还采取了措施使VSP46直接与此处称作自然图象输入/输出的设备相连，这些设备可以是录象机/放象机、摄象机等。I/O总线44还和数字信号处理器(DSP)51相连，它具有相关联的指令RAM52和数据RAM54，用来存储DSP51处理信号用的软件指令和包括在这种处理中的数据。DSP51通过提供音频控制器55处理音频输入和输出信号，并且通过提供模拟接口控制器56处理其它信号。最后，I/O总线44与和电可擦可编程只读存储器(EEPROM)59关联的输入/输出控制器58相连，由此并借助于一个串行端口将输入和输出信号与常规的外部设备进行交换，这些外部设备包括软盘驱动器，打印机或绘图机14，键盘12，鼠标器或指点设备(图中未示出)。
根据本发明，为了便于应用该系统向用户显示一系列视频图象，所述系统具有某些特点。更准确地说，具有与设计在较低速度的系统处理器上执行的应用程序和操作系统软件兼容的高速系统处理器的系统10，通过将带有实的与受保护的操作模式并为处理数字信号而连接到一条高速数据总线34的高速中央处理器32同时连接到用于接收、存储与发送可包含数字编码的电视图象的数字信号的易失性与非易失性存储设备41、42，来方便地实现对多个电视图象序列的存储、检索和显示，其中每个图象要以安排于连续行内的象素的预定阵列显示。与高速数据总线相连的存储控制器40调整CPU32和上述类型的能够存储数字信号的存储设备之间的通信过程。这种存储设备可以是任何类型的，包括磁存储媒体，如可拆卸的磁盘或软磁盘或固定磁盘或硬存储器(hardfiles)，还包括光媒体，如称作CD-ROM的数字信号紧致软盘只读存储器。计算机应用领域的技术人员对上述实例范围内的其它存储设备将会很熟悉。
在此处所给出的具体实例中，该系统还有与高速数据总线34相连的总线接口控制器35，用于在高速数据总线和输入/输出数据总线44之间实现通信，该系统还有与其中一条总线相连的视觉信号处理器46，用于处理经总线传送并与将要在监视器11上显示的图象有关的数字信号，这些图象包括如本发明所构想的一系列图象中的视频图象。如指出的那样，监视器11作为一个与视觉信号处理器46相连的显示设备，用来可见地显示来自于经处理器32、46处理过的数字信号的图象。根据本发明，处理器和存储设备相互配合，提供代表多个视频图象序列的一系列数字信号，其中每个图象要以安排于连续行内的象素的预定阵列显示，系列中的每个数字信号代表将要显示的图象序列中的相应一幅视频图象。每个数字信号都分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值。代表序列中第二幅视频图象及接下来的视频图象的每个后续的数字信号被压缩，并且不同于前面紧挨着的那个数字信号，其差别在于它具有表示从前面紧挨着的视频图象列由压缩信号代表的视频图象的序列中哪些象素改变了位掩码数据部分和仅仅表示那些在位掩码数据部分变化了的象素的象素数据部分。如此被压缩的数字信号顺序展开，并且在监视器11上显示从展开的压缩数字信号得到的多个视频图象序列。
在本发明之前就已经知道视频图象数字信号压缩技术了。现有的方法在其压缩速度以及所能达到的压缩量上是不同的。脱压缩速度也是不同的。大多数方法处理某些类型的数据要比处理其它数据好，某些方法在压缩阶段会丢失信息，而其它方法则不会。
直到最近，数字视频压缩方法一直集中在利用单幅图象的垂直和水平轴之内的空间冗余部分上。最佳通用视频压缩方法之一即JPEG，最近已成为国际标准。它能从以每幅图象15，000至30，000字节的编码产生非常好的视频图象重现效果。然而，JPEG方法没有致力于有效地存储图象序列的问题。在需要视频序列的应用中，比如数字影片或其它形式的帧动画(本发明特别涉及了这些类型)，采用JPEG压缩方法，如果每秒30帧的话，一分钟的序列就可能需要多达27至54兆字节。
本发明差分图象压缩法能通过上述现有的个人计算机，利用低价的存储设备重放数字影片，差分图象压缩法通过存储有关图象在时间上的差别信息，利用序列中图象间的相似性。已经知道有几种方法(其中包括MPEG，DVI，以及Apple公司的“RoadPizza”)，但没有一种方法能像此处所叙述的方法一样有效地存储视频序列，既考虑到每幅图象的字节数，又考虑到脱压缩一幅图象所需要的计算量，同时又保持空间和色彩的保真度。
简单地说，本发明的方法包括以下步骤提供多个视频图象的一个序列，其中每个图象以安排于连续行内的象素的预定矩阵显示;导出代表将要显示的图象序列中的第一视频图象的第一数字信号，第一数字信号分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值;导出代表将要显示的图象序列中的第二视频图象的第二数字信号，第二视频图象紧接第一视频图象，第二数字信号分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值;比较第一和第二数字信号，判别在从第一视频图象到第二视频图象的延续中没有变化的象素数据;通过导出表示从第一视频图象到第二视频图象的延续中哪些象素改变了的第二数字信号的位掩码数据部分，以及导出仅仅表示那些在位掩码数据部分变化了的象素的第二数字信号的象素数据部分，压缩第二数字信号;以及存储数字信号系列。
如上所述，本发明的差分图象压缩法以一个位掩码和一个象素数据阵列表示一个序列中的每幅图象。原图象中每个象素在位掩码中至少多占一位。如果一幅图象中一个象素的数值与序列中前一幅图象的相同位置的象素的数值一样，那么对应于该象素的位掩码中的位的值等于0。另一方面，如果一个象素的值不同于前一幅图象中的象素值，那么位掩码中的位的值等于1。
由于一个图象序列中的图象是一幅接一幅地显示的，所以没有必要存储和显示图象之间出现的具有相同值的象素。因此，只是在位掩码中相应的位为1时，才存储象素的象素数据。当一个序列中的图象之间的象素值相同(这是由位掩码中的0表示的)，则通过取消代表后续图象的象素数据阵列中的象素值进行压缩。
用这种方法压缩的一幅图象的规模可以计算如下图象中每个象素在位掩码中占一位，加上与先前的图象相比只发生了变化的象素的每一象素所要求的无论多少色彩分辨率位。很显然，两幅图象的象素越相似，压缩也就越大，下限是一个全部为0的位掩码，上限是一个全部为1的位掩码，外加一个象素数据阵列，每个象素占一项。
本发明的差分图象压缩法如图4至图6的一系列视图所示。图4表示要显示的一幅图象的第一帧，并且是一系列根据本发明压缩的代表图象的数字信号的图象中的起始点。为了简单起见，下面的描述将仅仅涉及到一个序列中的第一幅和第二幅图象。应该懂得，图象是逐一地提交处理的，一个两幅图象序列中的第二轴图象会变成下一个两幅图象序列中的第一幅图象，以后要显示的任何序列也都如此，因此，图4也表示一个两幅图象的序列中的第二帧或第二图象。
图5表示比较两幅图象的数字信号后得到的位掩码。可以看到，图5的差分位掩码仅在图4中的第一帧图象和第二帧图象之间发生了变化的方块位置(代表象素)上有一个指示信号(一个“1”)。差分位掩码数据然后和表示象素值数据结合，产生图6所示的数据记录或数据信号，它有一个指示哪些象素将会变化的位掩码，部分和指示变化的象素的新值的象素数据部分。
通过压缩位掩码本身，可以进一步改进压缩。在一个图象之间几乎没有什么变化的区域中，比如一台稳定的摄象机所观看到的一个静止的背景，位掩码将几乎全部是0。出现许多活动景象的区域(其原因或是由于目标运动，或是由于摄象机运动)将几乎全部是1。如果不经过专门的滤波，大多数压缩图象将包含1和0交替变化的位掩码，并具有不多的任何长度的延伸。然而，在位掩码中出现延伸的地方，它们能被压缩。
现在描述上述方法的一个具体实施例。这不是该方法的唯一可行的实施过程，而仅仅是一个例子。利用所述方法对进行比较的两幅图象从上到下地比较，对两幅图象中的每一行从左到右地比较。
首先，对每一幅图象来，存储一个INTEL格式的16位字，它以字节为单位表示位掩码的大少。由于一个字的最大值是65535，每个象素占一位，且8位构成一字节，所以在本实施例中一幅图象的最大区域为65535×8＝524，280象素。这对表示高达800×600象素的图象来说是足够了。位掩码的大小可以加到位掩码的起始位置上，以便确定象素数据阵列的起始位置。
接下来，在本实施例中存储图象的每条水平行的位掩码的一个被压缩的形式。位掩码以如下方式逐行进行压缩。每行的位掩码数据以一个双字节代码开始。第一字节表示对当前行来说有多少字节的位掩码数据跟在双字节代码之后。当某一行没有位掩码字节，即一行中的所有象素值与前一幅图象的同一行中的对应象素值相等，则双字节代码的第一字节的值为0。在这种情况下，第二字节将表示有多少行没有位掩码字节，即有多少行是相同的。由于一个INTEL字节的最大值是255，所以当一幅图象到下一幅图象的行中不发生变化时，我们可以将高达255行的象素数据压缩成两字节。如果比这更多的行是相同的，那么另一双字节代码指示有多少更多的行可以跳过，并以此类推。例如，如果序列中的两幅640×480图象是相同的，那么就需要一个16位字来存储位掩码，并且要两个双字节代码来指示将跳过480行，总共六字节。
当双字节代码的第一字节不为零，则它等于当前行的跟在双字节代码之后的位掩码字节数。在这种情况下，第二字节指示在当前行的左边有多少象素与前一幅图象相同。这样，位掩码中开关和结尾的0的延伸部分就可以取消。当图象序列的中央运动较频繁，而在边沿运动较少，如拍摄一位电视新闻广播员，就可能出现这种延伸。采用双字节代码将行宽限制到255×8＝2040象素。
当某行有位掩码字节时，这些字节就紧跟在双字节代码之后。一个位掩码字节中的位作如下解释。采用INTEL排序法，位掩码字节中的最高有效位被认为对应八个象素的最左边的象素，而最低有效位对应八个象素的最右边的象素。如果在象素数据阵列中象素有数据，那么这一位为1，否则为0。
例如，假定位掩码字节的值为十进制数167，用二进制表示是10100111。这表明象素数据阵列中最左边的象素有数据，第二个象素没有数据，第三个象素有数据，跳过两个象素，最右边的三个象素有数据。
每个位掩码字节代表八个象素。按次序的几个位掩码字节将覆盖大于八个象素的行段。在这种情况下，按如下次序进行解释从一个位掩码字节的最低位到下一个位掩码字节的最高位。当一行所需的位掩码位数不是8的整倍数时，每行的位掩码的最后字节在其低位用0填入。这样，一个位掩码字节中的位就绝不会对应我于一行的象素。
象素数据阵列紧接位掩码字节。位掩码字节中为1的位数(不包括双字节代码)将等于象素数据阵列中的项目数。对所举的位掩码字节例子来说，10100111，即在象素数据阵列中有五项。
这一实现以调色板表索引表示象素数据。表中有256种颜色。象素数据的每一字节是进入该表的一个索引。
包括在上述比较、压缩和展开过程中的运算可以由系统CPU32完成。然而，本发明构想出这样一种可能性，即所有的运算或指定的运算部分可以由另一处理器如VSP46来完成，这取决于系统设计者所做的选择。
本发明的实现的优点是在滤波的图象序列上获得了非常良好的压缩而在未滤波的图象序列上获得良好的压缩，并且脱压缩速度相当快，脱压缩所需的运算量最小，还能保证良好的空间和色彩保真度。此外，由于所达到的压缩，很容易适合于已知的存储设备如CD-ROM和已知的网络及其它通信协议的所能达到的数据传输率，有可能开辟数字电视的进一步应用。除非进行特殊的处理，采用这种方法压缩的图象不能在序列之外被显示。
在附图和说明书中展示了本发明的最佳实施例，虽然在描述过程中采用了特定的术语，但这只是一般性的和说明性的，不应视为对本发明的限制。
权利要求
1.一种数字视频图象压缩方法，其特征在于以下步骤提供多个视频图象的一个序列，其中每个图象以安排于连续行内的象素的预定阵列显示；导出代表将要显示的图象序列中的第一视频图象的第一数字信号，第一数字信号分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值；导出代表将要显示的图象序列中的第二视频图象的第二数字信号，第二视频图象紧接第一视频图象，第二数字信号分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值；比较第一和第二数字信号，判别在从第一视频图象到第二视频图象的延续中没有变化的象素数据；通过导出表示从第一视频图象到第二视频图象的延续中哪些象素改变了的第二数字信号的位掩码数据部分，以及通过导出仅仅表示那些在位掩码数据部分变化了的象素的第二数字信号的象素数据部分，压缩第二数字信号，并且通过导出表示连续象素需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续象素数目的位掩码部分，压缩第二数字信号的位掩码部分；以及存储数字信号系列。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于对第一和第二视频图象之后的多个视频图象的一个序列重复以下步骤的步骤导出数字信号，比较数字信号，压缩数字信号，以及存储数字信号;随着图象序列继续向前，其中第二视频图象和数字信号变为第一视频图象和数字信号，并且一个新的视频图象和数字信号变为第二视频图象和数字信号。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于压缩第二数字信号的步骤还包括通过导出表示连续行需要的象素数据的不存在和存在及任何象素数据不存在的连续行数目的位掩码部分，压缩第二数字信号的位掩码部分的步骤。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于以下步骤检索所存储的数字信号系列;展开被压缩的数字信号;以及显示通过展开被压缩的数字信号得到的多个视频图象序列。
5.根据权利要求4的方法，其特征在于对第一和第二视频图象之后的多个视频图象的一个序列重复以下步骤的步骤导出数字信号，比较数字信号，压缩数字信号，以及存储数字信号;随着图象序列继续向前，其中第二视频图象和数字信号变为第一视频图象和数字信号，并且一个新的视频图象和数字信号变为第二视频图象和数字信号。
6.根据权利要求4的方法，其特征在于压缩第二数字信号的步骤还包括通过导出表示连续行需要的象素数据的不存在和存在及任何象素数据不存在的连续行数目的位掩码部分，压缩第二数字信号的位掩码部分的步骤。
7.一种显示作为压缩数字信号存储的视频图象的方法，其特征在于以下步骤提供代表多个视频图象的一个序列的一系列数字信号，其中每个图象以安排于连续行内的象素的预定阵列显示，系列中的每个数字信号代表将要显示的图象序列中的一幅对应的视频图象，每个数字信号都分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，位掩码部分被压缩并表示连续象素需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续象素数目，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值，并且在该序列中的第二幅及随后的视频图象的序列中的各连贯的数字信号是通过包含一个信掩码数据部分与一个象素数据部分来进行压缩并与信号中紧接着的前一个信号进行区别的，该位掩码部分表示在从紧接着的前一个视频图象到被压缩的信号所表示的视频图象的延续中哪些象素改变了，该象素数据部分只表示在位掩码部分表示改变了的那些象素。顺序展开被压缩的数字信号;以及显示通过展开被压缩的数字信号得到的多个视频图象序列。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于压缩经压缩的数字信号的位掩码部分，并使之表示连续行需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续行数目。
9.一种个人计算机系统，具有与设计在较低速度的系统处理器上执行的应用程序和操作系统软件兼容的高速系统处理器，所说的个人计算机系统很方便地实现了对多个视频图象的一个序列的存储、检索和显示，其中每个图象以安排于连续行内的象素的预定阵列显示，其特征在于以实的和受保护的方式运行，并且与高速数据总线相连，以便处理数字信号的高速中央处理器;与高速数据总线相连，以便接收、存储和发送数字信号的易失性存储设备;与高速数据总线相连，以便接收、存储和发送数字信号的非易失性存储设备;与高速数据总线相连，用于调整所说高速微处理器和存储设备之间的通信的存储控制器;与所说的存储控制器相连，以便接收、存储和发送数字信号的存储设备;与高速数据总线相连，用于在高速数据总线和输入/输出数据总线之间实现通信的总线接口控制器;与其中一条总线相连，用于处理径总线传送的数字信号的视觉信号处理器;以及与所说视觉信号处理器相连，用于显示从所说处理器处理得出的数字信号的可见图象的显示设备;所说处理器和存储设备相互配合，提供代表多个视频图象的一个序列的一系列数字信号，其中每个图象以安排于连续行内的象素的预定阵列显示，系列中的每个数字信号代表将要显示的图象序列中的一幅对应的视频图象，每个数字信号都分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，位掩码部分被压缩并表示连续象素需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续象素数目，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示的象素的象素值。并且在该序列中的第二幅及随后的视频图象的序列中的各连贯的数字信号是通过包含一个位掩码数据部分与一个象素数据部分来进行压缩并与信号中紧接着的前一个信号进行区别的，该位掩码部分表示在从紧接着的前一个视频图象到被压缩的信号所表示的视频图象的延续中哪些象素改变了，该象素数据部分只表示在位掩码部分表示改变了那些象素;以及显示通过展开被压缩的数字信号得到的多个视频图象的序列。
10.根据权利要求9的一种个人计算机系统，其特征在于压缩经压缩的数字信号的位掩码部分，并使之表示连续行需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续行数目。
11.承载有代表能向用户显示的视频图象的一个序列的被存储的数字信号的数字存储设备，其特征在于一个数字信号存储设备;以及由所说的存储设备存储并代表由一个数字信息处理系统检索和显示的视频图象的一系列数字信号，每个数字信号都分为两部分，第一部分是位掩码数据，确定象素的一个阵列，位掩码部分被压缩并表示连续象素需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续象素数目，第二部分是象素数据，确定在位掩码阵列中将要显示象素的象素值，所述数字信号序列中的第二个与后随的那些信号通过包含一个位掩码数据部分与一个象素数据部分与视频图象序列中表示前面的一个视频图象的一个前面的信号相比较得到了压缩并且不同于所述序列中的表示紧接着的前一个视频图象的信号，该位掩码数据部分表示在从紧接着的前一个视频图象到由被压缩的信号所表示的视频图象的延续中哪些象素改变了，该象素数据部分只表示在位掩码部分中表示为改变了的那些象素。
12.根据权利要求11的数字存储设备，其特征在于压缩经压缩的数字信号的位掩码部分，并使之表示连续行需要的象素数据的不存在和存在及任何不存在象素数据的连续行数目。
全文摘要
本发明涉及对数字视频图象的存储和检索，诸如在数字电视和帧动画计算机应用中所碰到的。本发明的方法是一种差分帧压缩法，用这种方法提供多个视频图象的一个序列，其中每个图象以安排于连续行内的象素的预定阵列显示。
文档编号H04N7/36GK1074574SQ9211493
公开日1993年7月21日 申请日期1992年12月24日 优先权日1992年1月14日
发明者约汉·布里奇, 查尔斯·托马斯·鲁泽福德 申请人:国际商业机器公司