[发明专利]离散余弦逆变换器

说明书

本发明涉及一种离散余弦逆变换(IDCT)装置，该装置用于数字图象处理系统；更具体地讲，本发明涉及这样一种离散余弦逆变换IDCT装置，这种装置能够处理包含多组图象数据和在图象数据之间的各种时间间隙的变换的视频信号。

众所周知，数字视频信号的传输比模拟信号传输的质量要高得多。当以一种数字方式来表示一种包括一个图象“帧”序列的图象信号时，特别是对高清晰度电视系统的情况，会产生大量的数据要进行传输。但是，由于一般的传输信道的可用频带宽度有限，为了通过有限的信道宽度来传输大量数据，就必然要压缩或减少传输数据的数量。

由于在一个图象帧的像素之间以及在相邻帧的像素之间通常存在着一定的相关关系或冗余度，所以，图象信号通常是可以压缩的而不会严重影响图象信号的完整性。因此，已有的大多数图象信号编码方法采用了各种压缩技术(或编码方法)，这些技术都是建立在截断或利用冗余度的构思的基础上。

这样的编码方法中有一类涉及的是利用单独一幅帧中的冗余度的变换技术。这样的变换方法之一是两维离散余弦变换(DCT)，该方法记载在Chen和Pratt的论文中，“Scene Adaptive Coder”，IEEE Transactionson Communication，COM-32，No.3(1984年3月)。

在这些ISO/IEC MPEG标准的设计方案中，用其它编码方法来使用DCT，例如差分脉码调制(DPCM)和运动补偿预测编码方法。在运动补偿预测编码方法中采用了运动估计和预测(见MPEG Video Simulation ModelThree，International Organization forStandardization，1990，ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8MPEG 90/041)。

在采用DCT的图象编码/译码系统中，经常采用商用DCT/离散余弦逆变换IDCT处理器实现DCT/离散余弦逆变换IDCT处理。本发明主要涉及一种在一个采用商用离散余弦逆变换IDCT处理器的图象译码系统中进行离散余弦逆变换IDCT处理的装置。

在一般的图象编码系统中，首先把图象信号的每一帧分为多个码组，每一个码组都含有预定数量，例如64个像素数据，并进行处理，例如逐组进行离散余弦变换。由多个码组一起产生一个宏码组，并对图象信号作进一步处理，例如以宏码组为基础进行运动估计和预测。在两个连续的宏码组之间可以插入一个附加信号，这个附加信号包含有关于编码处理的信息。因此，对编过码的图象信号还要进行象信道编码这样的处理，以便传输图象信号。

另一方面，在一般的图象译码系统中，在进行离散余弦逆变换IDCT处理以前，要对从传输信道接收的图象信号进行一系列译码处理，其中包括例如信道译码，可变长度译码，行程译码和反量化(inversequantization)。换句话说，输入到离散余弦逆变换IDCT装置中的信号是一个由包括在图象译码系统中的反量化器提供的变换视频信号，这个信号可以包括数据信号和信息信号。数据信号可以含有多个变换系数的宏码组和时间间隙，每个时间间隙都是在两个连续宏码组之间的时间间隙，每个宏码组都包含有多个码组，而每个码组都有预定数量的变换系数，这些变换系数以恒速输入到离散余弦逆变换IDCT装置中。每个时间间隙和每个插入到编码器的附加信号都是相对应的，而且时间间隙的长度可以随系统发生变化。包含在输入信号中的信息信号可以包含各种信号，这些信号都与数据信号的输入时间有关。这些信号的一些共同的例子是宏码组特征位和数据码组开始信号，其中宏码组特征位在包含在宏码组中的变换系数的输入周期中被触发而进入有效的高/低状态，而在两个连续的宏码组之间的时间间隙中被停用，数据码组开始信号在每个码组的第一输入周期中被触发。

众所周知，离散余弦逆变换IDCT处理器是逐组对输入信号进行离散余弦逆变换IDCT处理的。离散余弦逆变换IDCT处理器一般都要具有控制信号的输入导线，控制信号控制数据流输入到离散余弦逆变换IDCT处理器中和从离散余弦逆变换IDCT处理器中输出，由此能够逐组处理输入信号。这些控制信号的一些例子是输出启动信号和码组开始信号，当然，这些控制信号的名称和功能可以随离散余弦逆变换IDCT处理器的类型的不同而发生变化。码组开始信号在每一个码组的第一输入周期中，通过例如启用相应的输入导线而通知离散余弦逆变换IDCT处理器一个码组的开始。输出启动信号控制输出三态，即启动处理器的输出，或通过转入高阻抗状态而阻止处理器的输出。