[发明专利]立体3D视频图像的解码系统和方法

说明书

本申请是申请日为2004年2月27日、申请号为200480042753.3、发明名称为“用于数字解码3D立体视频图像的方法和系统”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及3DVisor^TM装置中的立体视频图像显示，特别涉及借助于数字数据压缩系统的视频图像解码方法，该数字数据压缩系统允许使用标准化压缩技术存储三维信息。

背景技术

目前，使用数据压缩技术以减小图像或图像序列的显示中的比特消耗。标准化工作由国际标准化组织的专家组执行。目前，这些方法通常称为JPEG(联合图像专家组)，和MPEG(运动图像专家组)。

这些技术的公共特性在于，图像块是借助于应用适用于块的变换来处理的，该变换通常称为离散余弦变换(DCT)。对形成的块进行量化处理，随后用变长码进行编码。

变长编码是可逆过程，其允许对已经用变长码进行编码的块进行精确重建。

数字视频信号显示包括以30至75Hz频率连续显示或表示的一定数量的图像帧(30至96fps)。每一个图像帧仍然是由像素阵列根据特定系统的显示分辨率形成的图像。例如，VHS系统的显示分辨率为320列480行，NTSC系统的显示分辨率为720列486行，并且，高清晰电视系统(HDTV)的显示分辨率为1360列1020行。关于低分辨率的数字化形式，320列乘480行的VHS格式，两小时长度的电影可等于100GB的数字视频信息。为了比较，传统压缩光盘的容量约为0.6GB，磁盘的容量为1-2GB，并且现有压缩光盘的容量为8GB或者更大。

我们在电影院和电视屏幕上看到的所有图像都是根据以很高速率显示完整图像(静态图像，如照片)的原理。当它们以每秒30帧的速率(30fps)快速并且连续的方式被显示出来时，由于人眼的视觉暂留(retention)，我们将它们看成动画图像。

为了将以连续方式显示的图像编码并形成视频信号，每一个图像都需要被分成行，其中，每行依次被分为图像元素或像素，每一个像素具有两个相关联的值，即，亮度和色度。亮度表示每一点上的光强，而色度作为定义的可用三个字节表示的颜色空间(RGB)的函数表示颜色。

图像被显示在屏幕上，在水平-垂直网格(raster)中，从上到下，从左到右循环地显示。显示的线数和频率可以由于格式不同而改变，例如，NTSC、PAL、或者SECAM。

视频信号在被传输、接收和解码以显示在例如常规电视机或的显示装置中之后，可被数字化，以数字格式存储，该处理被称为模拟-数字视频信号编码-解码。

由定义，MPEG有两种在系统流中交织视频和音频的不同方法。

传输流被用在错误概率较高的系统中，例如卫星系统，其易于受到干扰。每一个包的长度是188字节，以标识头开始，这使得可以识别间隙并修复可能的错误。不同的音频和视频程序能够在单一传输流上通过传输流同时传输；由于信息头，它们可为独立的并且被单独解码并集成到许多程序中。

程序流被用在错误概率较低的系统中，如被用在DVD播放中。在这种情况下，包具有可变长度和实际上比传输流中所使用的包大的尺寸。作为主要特性，程序流仅允许单一的程序内容。

即使当传输流和程序流处理不同的包时，也以相同的格式解码视频和音频格式。

按顺序，有三种应用到上面的包的压缩类型，例如，时间预测、压缩和空间压缩。

解码与冗长的数学处理相关，其目的是为了减小信息量。整帧的完整的图像被分为称为宏块的单元，每一个宏块由16像素×16像素的矩阵组成，并且从上到下从左到右排列和命名。尽管在屏幕上有矩阵阵列，在信息流上发送的信息遵循特定的顺序，即，宏块以升序排列，也就是，macroblock0，macroblock 1等。

一组连续宏块表示一片；如果宏块属于单一的行，一片中可以有任意数目的宏块。以与各宏块相同的方式，这些片从左到右从上到下命名。这些片必须覆盖整个图像，因为这是MPEG2压缩视频的格式，编码图像不需要对每一个像素采样。一些MPEG标准需要处理严格的片结构，它们应该覆盖整个图像。

1999年10月5日授予Katata等人的第5,963,257号USP保护一种平面视频图像解码装置，具有根据位置区域和图像格式、底层码、预测编码顶层码来分离解码数据的装置，由此获得编码数据的分层结构；解码器具有分离分层结构中的编码的数据以获得高质量图像的装置。