[发明专利]数字信号转换方法和数字信号转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用正交变换诸如离散余弦变换(DCT)对压缩编码的数字信号的转换处理，尤其涉及数字信号转换方法和数字信号转换装置，用于转换不同格式的压缩视频信号之间的分辨率。

背景技术

传统上，离散余弦变换(DCT)(一种正交变换编码)已经被用作编码系统，用于有效地压缩编码静止画面数据和动态画面数据。在处置这类已经进行了正交变换的数字信号时，有时必须改变分辨率或变换基。

例如，若具有家用数字视频格式例如720×480像素的分辨率的第一正交变换的数字信号要被转换为具有所谓MPEG1格式的360×240像素的分辨率的第二正交变换的数字信号，则对第一信号进行逆正交变换，以便恢复空间域的信号，然后进行诸如插值和稀化(thinning)的变换处理，以便再次执行正交变换，这样将第一信号转换为第二信号。

以该方式，通常的情况是正交变换的数字信号被逆变换一次，以便恢复原始信号，然后由需要的变换运算处理，然后再次执行正交变换。

图28示出了用于对已经进行了DCT的数字信号进行上述分辨率转换的传统数字信号处理装置的示例结构。

在该传统数字信号转换装置中，所谓“DV格式”(一种家用数字视频信号的格式)的视频信号(以下称为DV视频信号)，被作为第一格式的数字信号输入，符合所谓MPEG(运动图像专家组)标准的格式的视频信号(以下称为MPEG视频信号)，被作为第二格式的数字信号输出。

解成帧(de-framing)部分51用于消除DV视频信号的成帧。在该解成帧部分51中，按照所谓DV格式成帧的DV视频信号被恢复为可变长度代码。

可变长度解码(VLD)部分52对由解成帧部分51恢复为可变长度代码的视频信号进行可变长度解码。以DV格式压缩的数据被以固定速率压缩，这样其数据量被减少到大约原始信号的1/5，并由可变长度编码来编码，以便提高数据压缩效率。可变长度解码部分52进行对应于该可变长度编码的解码。

逆量化(IQ)部分53对由可变长度解码部分52解码的视频信号进行逆量化。

逆加权(IW)部分54进行逆加权，该逆加权是对由逆量化部分53逆量化的视频信号进行的加权的逆运算。

通过利用人的视觉对高频侧的失真不很敏感的特性，加权运算是为了减少视频信号的较高频率分量的DCT系数的值。这样，具有0值的高频系数的数目增加，可变长度编码效率可以被提高。结果是，在某些情况下，可以减少DCT变换的算术运算量。

逆离散余弦变换(IDCT)部分55对由逆加权部分54逆加权的视频信号进行逆DCT(逆离散余弦变换)，这样将DCT系数恢复为空间域的数据，即像素数据。

然后，分辨率转换部分56对由逆离散余弦变换部分55恢复为像素数据的视频信号进行需要的分辨率转换。

离散余弦变换(DCT)部分57对由分辨率转换部分56分辨率转换的视频信号进行离散余弦变换(DCT)，这样再次将视频信号转换为正交变换系数(DCT系数)。

加权(W)部分58对分辨率转换并转换为DCT系数的视频信号进行加权。该加权和上述的一样。

量化(Q)部分59量化由加权部分58加权的视频信号。

然后，可变长度编码(VLC)部分60对由量化部分59量化的视频信号进行可变长度编码，输出结果信号作为MPEG视频信号。

上述的“MPEG”是ISO/IEC JTC1/SC29(国际标准化组织/国际电工委员会，联合技术委员会1/分委员会29)的运动图像专家组的缩写。ISO11172标准作为MPEG1标准，ISO13818标准作为MPEG2标准。在这些国际标准中，在多媒体多路复用部分ISO11172-1和ISO13818-1被标准化，在视频部分ISO11172-2和ISO13818-2被标准化，在音频部分ISO11172-3和ISO13818-3被标准化。

按照作为图像压缩编码标准的ISO11172-2或ISO13818-2，在画面(帧或场)基础上通过使用画面在时间或空间方向的相关，图像信号被压缩编码，在空间方向上相关的使用是通过使用DCT编码来实现的。

另外，该正交变换，诸如DCT被各种类型的画面信息压缩编码诸如JPEG(联合图像编码专家组)所广泛采用。

通常，正交变换通过将时域或空间域的原始信号转换到正交变换域，诸如频域，使得压缩编码具有高的压缩效率和出色的可再现性。