[发明专利]立体视频信号的编码方法和装置

说明书

本发明涉及用于重现立体图象的经压缩的视频信号的产生，发射和接收。

集成电路技术和视频信号压缩方法的发展使得立体视频信号的发射和接收在经济上趋于实用。名义上，为了重现真正的立体图象需要一对左和右的图象。右和左图象由    相隔一个小水平距离，例如为人眼间隔的平均距离的两个分隔的摄象机产生的。由于右和左图象是相对互不相同的，故为发射立体图象所需要的频带宽度似乎是为发射正常的平面场图象所需频带宽度的二倍。为发射立体信号需要正常频带宽度的二个频道或二倍带宽的频道，这在经济上和一定程度在技术上是无法接受的。

本发明是这样一种方法和装置即用于产生和传输立体视频信号，而不明显增加发射的带宽，只有相对于单频道的平面场视频系统标称的额外编码和解码装置。正如此处用到的“平面场视频”一词意思就是指标准的非立体的视频信号。

左和右立体视频图象信号由例如一对同步的摄象机产生的。左视频图象信号加在压缩装置上，该装置按照例如MPEG（国际标准化组织移动图象专家小组）的移动图象压缩协议的平面场信号压缩协议压缩左视频信号。右视频图象信号也加在压缩装置上，该装置按照至少部分地相对于左视频图象信号的图象作出预测的预测处理来压缩右视频图象。经压缩的左和右图象信号经调整供发射。压缩后的左图象信号可以由标准接收机接收，以重现左（平面场）图象，而压缩后的左和右图象信号可由增强型接收机接收，以重现立体图象。

图1是在说明本发明中使用的视频信号预先压缩处理的图解示意图;

图2、图3和4是实施本发明的可供选择的视频信号压缩处理的图解示意图;

图5和7是实施本发明的立体视频信号压缩装置的示意图;

图6是实施本发明的立体视频信号去压（decompression）装置的示意图。

假如，利用运动补偿预压缩，立体视频图象可运用对一对立体视频信号进行编码所需要的最少附加代码字，加以压缩。人们认识到立体图象信号由位置相互紧靠的两个独立的摄象机摄取的右和左图象信号组成。与各个摄象机相距较远的所有成象物体在两个摄象机（假定使用配套的摄象机）中在尺寸，颜色和位置等方面显得基本一致的。较近的物体在两个摄象机中显得具有不同水平位置和由于各种较近的成象物体的相对距离，在两个摄象机中可能实现不同的遮盖。然而，一般地说由两个摄象机同时扫描的图象将包含基本相似的信息。

在MPEG协议中所介绍的这种类型的运动补偿预测编码将各个图象分为若干小区域，在相邻图象中进行搜索，以确定相邻图象中完全相同或几乎相同的区域位置。在相邻图象中这些区域的位置和现行图象中区域和相邻图象中对应的相同或几乎相同区域之间的差异被编码以供发射。注意假如对应区域实际上是完全相同的，所有差别为零，那末一个区域可以仅仅用识别对应区域位置的矢量和指示所有差别为零的代码加以编码。这样，经压缩的相同或几乎相同的图象可以用较少的代码字加以认识。由于立体图象对属于这类相同或几乎相同的图象，左和右图象信号中的一个信号可以用较少的代码字加以压缩。

参阅图1，该图示出对应于立体视频信号的左和右图象信号分量的两组图象（视频帧）序列。假定图象“对”被同时摄取，使在垂直方向上相邻图象帧之间居中的图象物体运动为不可能。左或上帧序列的压缩与右或下帧序列无关。相反，下或右帧序列与左序列有依赖关系地被预先压缩。如图所示，各个右帧面按照正好上面的左帧和左边一个左帧加以预测编码。

也就是说，例如右场RF2的压缩模型可以从左帧LF1或左帧LF2或两帧按MPEG协议被预测。类似地右帧RF3的压缩模型可以从左帧LF2或左帧LF3或两帧被预测。

参阅图2，图示若干个垂直长方形，每个表示一个视频帧。上面一行帧表示立体视频信号的左图象序列，下面序列表示立体视频信号的右图象。左信号在各帧的上方有I，P，B的符号，这些符号表示在按照MPEG协议压缩那帧时所使用的压缩处理方法。符号为I的帧编码为内帧。在MPEG系统中内帧编码包括将该帧从空间上分为许多小区域，然后对表示这些区域的信号进行离散余弦变换，数字化，运行长度（run-length）和统计编码。符号为P的帧或者从I帧或者从P帧预测编码。例如P帧L4是从I帧L1预测编码，和P帧L7从P帧L4预测编码。注意，具有从其发出箭头的帧是现行正被预测编码的帧，而具有箭头在其上终止的帧可能是从该帧进行预测的帧。符号为B的帧从B帧被夹在其中的I和/或P帧双向预测的。注意在左序列中没有任何帧从B帧预测。图2所示的左图象的帧内/帧间编码序列是其中一个可能的MPEG压缩序列。