[发明专利]活动图像专家组4图像设备的物体信息编码设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于活动图象专家组4(Motion Picture ExpertGroup-4)(下文称作MPEG-4)图象设备的按物体信息编码的装置和方法，具体地说，涉及一种改进的用于MJPEG-4图象设备的按物体信息编码的设备和方法，它能够很好地压缩图象数据而不影响图象质量。该方法利用离散余弦变换(下文称为“DCT”)

把相应于MPEG-4形状的图象数据块的大小转换成不同等级的值，并且仅使用信号信息来恢复图象数据块，而不使用不可运动补偿物体的形状信息信号。

一般地说，使用图象的空间校正，MPEG-4被用于有效地压缩和再现运动图象。它利用离散余弦变换(下文称作“DCT”)，并使用运动补偿来消除时间冗余。

由图1A至1B可见，在MPEG-4中，编码类型被分为一帧图象的三种类型：I帧图象、P帧图象和B帧图象。

I帧图象类型使用离散余弦变换电路106以离散余弦变换的形式对图象本身进行编码，而不预测运动。P帧图象类型只预测向前的方向，B帧图象类型则预测向前和向后的方向。

因此，在B帧图象类型的情况下，从第一输入端101输出的图象应按译码操作顺序重新形成，这由第一帧重新形成电路102实现。

从第一帧重新形成电路102输出的输入图象由运动预测电路122预测。

此时，第一运动补偿电路121使用运动矢量123进行运动补偿。

中间/内部分析电路124判断当前的处理宏块是中间形式还是内部形式，其中中间形式为运动补偿形式，内部形式则转换离散余弦变换而没有运动补偿，并且控制第一转换电路125。

由第一输入端101补偿的图象以差分图象形式输出给减法器103，然后由帧/场分析电路104确定离散余弦变换的类型。帧/场形成电路105把数据转换成由帧/场分析电路104确定的余弦类型。

帧/场形成电路105的输出通过离散余弦转换电路106被转换成呈频率分量信号的离散余弦形式。此外，径离散余弦变换的频率分量信号被量化电路107量化，并输入给锯齿波扫描转换电路108。

从量化电路107输出的量化的系数值由锯齿波扫描转换电路108按顺序以锯齿波扫描的形式进行扫描，并以过零行程和一对值的形式被检测。

此时，量化电路107根据第一缓冲电路110的状态接收控制信号。

这就是说，如果有大量的位阵存储在第一缓冲电路110中，量化控制电路111就通过增加量化比例值来减小位量。与此相反，若在第一缓冲电路110中存储着小量的位阵，量化比例值就被减小，从而使位量增加。

由锯齿波扫描转换电路108得到的行程和一对值，和附加的其它信息例如运动矢量123一道，被转换成相应于MPEG-4主形状的位阵，然后以具有预定位速率的位的形式被输出到输出端126。

此时，锯齿波扫描转换电路108的输出通过第一反锯齿波扫描转换电路112、第一反量化电路113、第一反离散余弦变换电路114、第一反帧/场形成电路115进行译码，译码后的输出信号由第一加法器116加给被补偿的图象运动，从而被复现。

复现的图象如果通过第二输入端的编码类型为I帧型和P帧型，则被存储在第一向后参考图象存储器120中，供用作运动预测电路和第一运动补偿电路121的参考图象。此外，被存储的图象当I帧图象或P帧图象被编码时，被移到第一向前预测参考图象存储器119中。

此外，图2所示为常规的MPEG-4视频译码器的系统结构，用来复现位流从而在监视器上显示。对其操作说明如下。

开始时，从第三输入端201输出的位流存储在第二缓冲电路202中，并由行程与固定长度译码器203译成附加信息，例如离散余弦变换系数、运动矢量、中间/内部以及编码类型。

被译码的离散余弦转换系数信息由第二逆向扫描变换电路204恢复为锯齿波扫描转换的原值。在I帧图象的情况下(内部方式)，该信息通过第二量化电路205和第二反帧/场形成电路207恢复为图象。在P帧图象和B帧图象的情况下(中间方式)，信息则被恢复成差分图象。

被恢复成的差分图象与运动补偿图象一道被恢复成图象，并按显示次序由第二帧重新形成电路209重新形成，输出给输出端。

如果通过第六输入端127的图象编码类型为I帧图象和P帧图象，则把恢复的图象通过第四转换电路216存储在第二后向预测参考图象存储器215中，并且当I帧图象或P帧图象被译码时，从第二向后预测参考图象存储器215移到第二后向预测参考图象存储器214中。