專利名稱：在編碼信號(hào)中的簡化標(biāo)識(shí)插入的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及修改在編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的方法，至少包括-解碼步驟，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)，-再編碼步驟，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行此步驟。
本發(fā)明也涉及用于實(shí)現(xiàn)所述方法的視頻處理設(shè)備。例如，在廣播者想在一系列編碼圖象中引入附加數(shù)據(jù)時(shí)，使用本發(fā)明。本發(fā)明不僅在MPEG-2壓縮領(lǐng)域中找到應(yīng)用，而且一般在任何數(shù)字視頻數(shù)據(jù)壓縮系統(tǒng)中找到應(yīng)用。
-再編碼分支121，用于提供輸出信號(hào)129和生成編碼差錯(cuò)。對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)A’(n)起作用以提供所述輸出信號(hào)129的所述再編碼分支包括串聯(lián)的離散余弦變換(DCT)110、量化111，其后為緩沖器113的可變長度編碼112和保證輸出信號(hào)129的恒定圖象質(zhì)量的調(diào)節(jié)裝置114。在所述再編碼分支內(nèi)也執(zhí)行本地解碼，這包括串聯(lián)的逆量化115，其后為逆離散余弦變換116。執(zhí)行減法子步驟，以便從所述子步驟116的輸出信號(hào)與所述信號(hào)A’(n)之間的差值中得到所述編碼差錯(cuò)。
-中間分支120，包括利用輸入信號(hào)的運(yùn)動(dòng)矢量V(n)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償105、存儲(chǔ)以前信號(hào)的其相關(guān)存儲(chǔ)器106和第二減法器124。也稱為預(yù)測環(huán)路的此分支通過利用減法子步驟124從所述解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)中減去運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼差錯(cuò)來避免輸出信號(hào)129中的質(zhì)量漂移。
通過利用加法子步驟122將基于像素的殘留信號(hào)附加到解碼信號(hào)差錯(cuò)Error-I‘(n)來實(shí)施標(biāo)識(shí)附加分支102。此分支提供從標(biāo)記為130的附加數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)識(shí)Logo(n)與標(biāo)記為127的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償標(biāo)識(shí)預(yù)測信號(hào)PRED(Logo(n-1)，V(n))之間的減法中得到的基于像素的殘留信號(hào)，此殘留信號(hào)利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償子步驟103獲得并且基于使用與主輸入信號(hào)相同的矢量V(n)的包含以前存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中的標(biāo)識(shí)的參考圖像。
在
圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)圖形中，執(zhí)行表示為109與116的兩個(gè)逆離散余弦變換以及表示為110的一個(gè)離散余弦變換。將第一逆余弦離散變換109應(yīng)用于在逆量化108之后獲得的去量化頻率系數(shù)。所述子步驟109允許在像素域中進(jìn)行存取，以便存取相對(duì)輸入信號(hào)128的基于像素的差錯(cuò)殘留并因而利用加法子步驟122在像素域中執(zhí)行數(shù)據(jù)相加。在減去利用105生成的漂移校正信號(hào)之后，從此加法中得到的基于像素的信號(hào)隨后利用處理裝置進(jìn)行再編碼。為此，將該離散余弦變換110專用于將基于像素的數(shù)據(jù)變換為頻率數(shù)據(jù)，所述頻率數(shù)據(jù)之后進(jìn)行量化與熵編碼，以生成輸出信號(hào)129。第二逆離散余弦變換116也在此再編碼分支中完成，以便對(duì)基于像素的數(shù)據(jù)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償105。這樣的DCT/IDCT是對(duì)定義像素/頻率域中每個(gè)圖像的相應(yīng)數(shù)據(jù)內(nèi)容的8*8像素塊執(zhí)行的基于塊的處理。如果處理所謂的寬擴(kuò)展4∶2∶0-625或4∶2∶2-625視頻格式，每個(gè)圖像利用大量的8*8塊來定義，這些塊的DCT/IDCT處理導(dǎo)致極高的CPU負(fù)載。實(shí)際上，這樣的處理需要大量的高分辨率的加法-乘法步驟，只能利用大功率的數(shù)字信號(hào)處理器來完成這樣的處理，因而不包括比較低成本設(shè)備或產(chǎn)品的定義。此現(xiàn)有技術(shù)方案在CPU負(fù)載方面仍然昂貴，這也導(dǎo)致其硬件實(shí)施上缺乏靈活性。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供從現(xiàn)有技術(shù)中導(dǎo)出的修改編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的一種方法，此方法對(duì)中央處理器(CPU)施加較少的負(fù)擔(dān)。
在第一應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的修改數(shù)據(jù)的方法的特征在于，此方法包括-變換步驟，用于提供從所述基于像素的殘留信號(hào)的頻率變換中得到的頻率殘留信號(hào)，將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)上，-用于將所述頻率殘留信號(hào)加到所述解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)上以提供所述修改數(shù)據(jù)信號(hào)的子步驟。
在第二應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的修改數(shù)據(jù)的方法包括從所述編碼差錯(cuò)中提供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)的中間步驟，其特征在于，在所述再編碼步驟之前從所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)中減去所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。
在第三應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的修改數(shù)據(jù)的方法包括從附加數(shù)據(jù)信號(hào)與其預(yù)測版本之間的差值中得到殘留信號(hào)，其特征在于，此方法包括用于將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)插入所述中間步驟中的子步驟。
在第四應(yīng)用中，根據(jù)本發(fā)明的修改數(shù)據(jù)的方法的特征在于，此方法包括用于在所述再編碼步驟之前將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)上的子步驟。
圖2至圖7所述的相應(yīng)圖形分別是基于利用所述加法或減法步驟相對(duì)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)將附加數(shù)據(jù)信號(hào)130附加到解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)上或附加到位于代碼轉(zhuǎn)換器漂移校正環(huán)路中的信號(hào)上。
根據(jù)本發(fā)明，與現(xiàn)有技術(shù)的解決方案相比，CPU消耗DCT/IDCT子步驟被利用牽涉CPU上有限負(fù)載的DCT/IDCT子步驟來代替，反過來修改其數(shù)據(jù)插入的結(jié)構(gòu)，這樣的簡化有可能利用不同的子步驟之間的組合和使用其各自特性，諸如運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木€性或與附加相比的DCT的分配。本發(fā)明因而包括最少量的功能子步驟，從而得到經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
本發(fā)明的另一目的是提供用于實(shí)施上述方法的設(shè)備。
為此，在第一種實(shí)施中，本發(fā)明涉及一種代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，其特征在于，此設(shè)備包括-變換裝置，用于提供從所述基于像素的殘留信號(hào)的頻率變換中得到的頻率殘留信號(hào)，將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)上，-用于將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼的數(shù)據(jù)信號(hào)上以提供所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置。
在第二種實(shí)施中，本發(fā)明涉及一種代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，其特征在于，此設(shè)備包括數(shù)據(jù)插入裝置，用于將修改的數(shù)據(jù)信號(hào)插入在所述中間分支中。
在第三種實(shí)施中，本發(fā)明涉及一種代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，其特征在于，此設(shè)備包括用于在所述再編碼之前將附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)上的裝置。
下面將給出本發(fā)明的具體解釋與其他方面。
圖1表示現(xiàn)有技術(shù)中公知的具有其標(biāo)識(shí)附加分支的代碼轉(zhuǎn)換器的輪廓。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案的第一實(shí)施例。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案的第二實(shí)施例。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案的第三實(shí)施例。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案的第四實(shí)施例。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案的第五實(shí)施例。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)解決方案的第六實(shí)施例。
發(fā)明的詳述如上所述，本發(fā)明的目的在于減少用于修改編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的現(xiàn)有技術(shù)方案的成本。這樣的發(fā)明良好地適用于MPEG-2編碼視頻信號(hào)為輸入信號(hào)的情況，但這樣的方法可應(yīng)用于已經(jīng)利用例如諸如MPEG-4、H.261或H.263標(biāo)準(zhǔn)中所述的基于塊的壓縮方法編碼的任何編碼信號(hào)，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說將是顯而易見的。在下面，將假定編碼視頻信號(hào)符合MPEG-2國際視頻標(biāo)準(zhǔn)(運(yùn)動(dòng)圖像專家組，ISO/IEC 13818-2)來具體解釋本發(fā)明。
圖2是編碼數(shù)據(jù)信號(hào)128中標(biāo)記為130的附加數(shù)據(jù)信號(hào)標(biāo)識(shí)Logo(n)的第一數(shù)據(jù)插入的圖表，這利用DCT與IDCT操作的特性從圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)圖表中導(dǎo)出。實(shí)際上，能變換圖1所示的像素域中的數(shù)據(jù)插入，以便將數(shù)據(jù)插入在頻域中，同時(shí)考慮到硬件實(shí)施而減少算法的成本。
以下符號(hào)將用于示意-V(n)圖像號(hào)n的矢量，-Error-I(n)頻域中輸入圖像號(hào)n的差錯(cuò)殘留，-Error-I’(n)像素域中輸入圖像號(hào)n的差錯(cuò)殘留，-MEM1(n)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器106中的圖像號(hào)n，-PRED(X(n)，V(n+1))使用矢量V(n+1)的信號(hào)X(n)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，這對(duì)應(yīng)于信號(hào)X(n+1)的預(yù)測版本，-DCT(X(n))信號(hào)X(n)的離散余弦變換，-IDCT(X(n))信號(hào)X(n)的逆離散余弦變換。如果從現(xiàn)有技術(shù)開始，這能寫成1)A(n)＝DCT(A’(n))2)A(n)＝DCT(Error-I’(n)+Logo(n)-PRED(Logo(n-1)，V(n)-PRED(MEM(n-1)，V(n)))與附加相比，利用DCT的分布特性能寫成3)A(n)＝DCT(Error-I’(n)+DCT(Logo(n)-PRED(Logo(n-1)，V(n)))-DCT(PRED(MEM(n-1)，V(n)))考慮DCT和IDCT操作的線性和對(duì)已通過IDCT的信號(hào)應(yīng)用DCT等于單位變換的事實(shí)4)DCT(IDCT(X(n)))＝X(n)，而X(n)定義數(shù)字視頻信號(hào)，和5)Error-I’(n)＝IDCT(Error-I(n))利用關(guān)系0與0，A(n)變成6)A(N)＝Error-I(n)+DCT(Logo(n)-PRED(Logo(n-1)，V(n)))-DCT(PRED(MEM1(n-1)，V(n)))因而能根據(jù)圖2的安排來實(shí)施此關(guān)系6)。這樣的安排在它也包括部分解碼分支219、再編碼分支221、中間分支220、數(shù)據(jù)附加分支202方面具有與現(xiàn)有技術(shù)相同的結(jié)構(gòu)，這些分支都以同一方式進(jìn)行鏈接但由不同的子步驟構(gòu)成，以致在頻域中執(zhí)行新數(shù)據(jù)插入。提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)的部分解碼分支219包括可變長度編碼子步驟107，這之后為逆量化子步驟108。對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用的再編碼分支221包括串聯(lián)的量化子步驟211、可變長度編碼子步驟212和緩沖調(diào)節(jié)裝置213-214，它也包括接收子步驟211的輸出信號(hào)的逆量化子步驟215、傳送頻域中的兩個(gè)信號(hào)(第一信號(hào)對(duì)應(yīng)于子步驟215的輸出，而第二信號(hào)對(duì)應(yīng)于子步驟214的輸出)之間的差值的減法子步驟123和接收所述子步驟123的輸出信號(hào)并傳送編碼差錯(cuò)的逆離散余弦變換216。此中間分支220包括串聯(lián)的利用子步驟206定義并存儲(chǔ)前一圖像號(hào)MEM2(n-1)的存儲(chǔ)器、對(duì)206的內(nèi)容執(zhí)行并傳送也稱為預(yù)測信號(hào)的基于像素的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)PRED(MEM2(n-1)，V(n))的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償子步驟205、保證所述基于像素的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)的頻率變換的離散余弦變換217和從所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)與子步驟217的輸出信號(hào)之間的差值中導(dǎo)出所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)的減法子步驟124。中間分支220通過從所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)中減去從所述編碼差錯(cuò)中獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)來在時(shí)間上避免質(zhì)量漂移。提供將利用子步驟122附加到部分解碼分支的輸出信號(hào)上的頻率殘留信號(hào)的數(shù)據(jù)附加分支202包括通過從附加的數(shù)據(jù)信號(hào)130中減去運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償標(biāo)識(shí)預(yù)測值形成的殘留信號(hào)的生成，離散余弦變換218保證利用Logo(n)-PRED(Logo(n-1)，V(n))定義的所述殘留信號(hào)的頻率變換。此子步驟218相對(duì)所述殘留信號(hào)處理少量的塊，這是因?yàn)闃?biāo)識(shí)通常將幾乎不占用空間，則其CPU占用是有限的?？紤]離散余弦變換與逆離散余弦變換之間在CPU消耗方面復(fù)雜性的差異非常小，子步驟217具有近似與子步驟216相同的復(fù)雜性并可應(yīng)用于定義編碼差錯(cuò)圖像的所有塊。至于部分解碼分支219，因?yàn)楝F(xiàn)在在頻域中完成數(shù)據(jù)插入，所以不再執(zhí)行IDCT，這對(duì)于再編碼分支也是如此，其中因?yàn)樾薷牡臄?shù)據(jù)都在頻域中而不再執(zhí)行DCT?？傊?，這些DCT/IDCT子步驟的抑制/插入表示CPU容量的顯著增益，這是因?yàn)橐岩种茖?duì)整個(gè)圖像執(zhí)行的子步驟109與110，并且增加對(duì)整個(gè)圖像執(zhí)行的子步驟217和只對(duì)每個(gè)圖像減少數(shù)量的塊執(zhí)行的子步驟218。所提議的解決方案與現(xiàn)有技術(shù)相比則表示一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
從圖2中衍變的圖3描述本發(fā)明的另一實(shí)施例，此實(shí)施例也基于包括用于提供輸出信號(hào)的部分解碼分支、對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用以提供輸出信號(hào)的再編碼分支和用于將附加數(shù)據(jù)引入解碼數(shù)據(jù)信號(hào)Error-I(n)中的數(shù)據(jù)附加分支202的代碼轉(zhuǎn)換器安排。包括可變長度編碼子步驟107和逆量化子步驟108的部分解碼分支用于解碼輸入數(shù)據(jù)信號(hào)128，以便在頻域中存取相對(duì)輸入數(shù)據(jù)流也稱為差錯(cuò)殘留的解碼數(shù)據(jù)信號(hào)Error-I(n)。此差錯(cuò)殘留根據(jù)利用附加子步驟122從附加分支202中發(fā)出的頻率殘留數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。從利用離散余弦變換218的頻率變換中得到所述頻率殘留數(shù)據(jù)，其中對(duì)利用所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)130和使用與包含在輸入數(shù)據(jù)流中的運(yùn)動(dòng)矢量相同的運(yùn)動(dòng)矢量V(n)的標(biāo)記為127的其運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償版本之間的差形成的殘留信號(hào)施加此離散余弦變換218。此子步驟218處理少量的塊，這是因?yàn)闃?biāo)識(shí)通常幾乎不占用空間，則其CPU消耗是有限的。從所述頻率殘留數(shù)據(jù)與Error-I(n)之間定義所述修改數(shù)據(jù)信號(hào)的此加法中得到的信號(hào)利用包括串聯(lián)的量化211、可變長度編碼212和緩沖調(diào)節(jié)裝置213-214的再編碼步驟進(jìn)行編碼。漂移校正的缺少并不在很大程度上降低輸出數(shù)據(jù)流質(zhì)量，這是因?yàn)檩斎霐?shù)據(jù)流與數(shù)據(jù)相對(duì)標(biāo)識(shí)具有與將固定標(biāo)識(shí)插入在諸如靜止背景的靜止輸入視頻流中的情況中相同的運(yùn)動(dòng)矢量特性。在此提議的安排中，由于不再執(zhí)行漂移校正，所以實(shí)現(xiàn)CPU容量方面顯著的增益，同時(shí)保證相對(duì)好的視頻質(zhì)量。
從圖2衍變的圖4描述本發(fā)明的另一實(shí)施例。從算法的觀點(diǎn)出發(fā)，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)從關(guān)系0開始并利用與加法/減法相比的DCT的分布，能寫成7)A(n)＝Error_I(n)-DCT(PRED(MEM3(n-1)，V(n))+PRED(Logo(n-1)，V(n))-Logo(n)))其中-03(n)對(duì)應(yīng)于圖4的輸出信號(hào)的解碼圖像號(hào)n，-I(n)解碼的輸入圖像號(hào)n，-MEM3(n)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器206中的圖像號(hào)n，受關(guān)系7)控制的圖4的相應(yīng)圖表接近圖2的圖表，它也基于一種代碼轉(zhuǎn)換器安排，此代碼轉(zhuǎn)換器安排包括用于提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)的部分解碼分支219、對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用以提供輸出信號(hào)的再編碼分支221、用于在時(shí)間上避免質(zhì)量漂移的中間分支420和數(shù)據(jù)附加分支102，此數(shù)據(jù)附加分支102用于提供從所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)130與其運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償版本之間的差值中得到的殘留信號(hào)，這在利用減法子步驟425在所述中間分支中傳送所述殘留信號(hào)的所述數(shù)據(jù)附加分支級(jí)上不同。插入在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償205與離散余弦變換217之間的此減法子步驟將從子步驟216輸出的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼差錯(cuò)與所述殘留信號(hào)之間的差值傳送給子步驟217。關(guān)系7)表示只需要一個(gè)DCT子步驟來執(zhí)行此數(shù)據(jù)附加，這利用保證在同一操作中對(duì)所述殘留信號(hào)與所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼差錯(cuò)執(zhí)行頻率變換的子步驟217來完成，這得到CPU容量方面經(jīng)濟(jì)有效的解決方案。
此安排也在其硬件實(shí)施方面保留高度靈活性。實(shí)際上，對(duì)所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償103和對(duì)所述編碼差錯(cuò)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償205可以利用適于并且優(yōu)化為所述殘留信號(hào)與所述編碼差錯(cuò)的特性的兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)字信號(hào)處理器來執(zhí)行。首先，考慮包含在圖像存儲(chǔ)器206中的信號(hào)利用關(guān)系03(n)-I(n)-Logo(n)來定義并且所述信號(hào)由對(duì)應(yīng)于利用再編碼步驟生成的編碼差錯(cuò)的小幅度的值組成，因而能利用有限的分辨率完成運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償205，同時(shí)相對(duì)漂移校正保證好的質(zhì)量。一般地，4比特分辨率可以用于獲得可接受的質(zhì)量，這提供利用包括4比特宏指令并要求極少的CPU占用的專用處理器實(shí)施的機(jī)會(huì)。至于對(duì)較大幅度的信號(hào)130執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償103，較高的分辨率必須用于保證對(duì)應(yīng)于此標(biāo)識(shí)的區(qū)域的好質(zhì)量。為此，只對(duì)定義此標(biāo)識(shí)區(qū)域的塊使用一般具有8比特的較高分辨率的通用數(shù)字處理器。
從圖4衍變的圖5與圖6描述本發(fā)明的其他實(shí)施例，這些實(shí)施例也基于一種代碼轉(zhuǎn)換器安排，此代碼轉(zhuǎn)換器安排包括用于提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)的部分解碼分支、對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用以提供輸出信號(hào)的再編碼分支、用于在時(shí)間上避免質(zhì)量漂移的中間分支和數(shù)據(jù)附加分支，其在所述數(shù)據(jù)附加分支級(jí)上的區(qū)別在于，對(duì)附加數(shù)據(jù)信號(hào)130不再執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，因而在CPU方面提供顯著的增益。從算法的角度出發(fā)并且沒有任何質(zhì)量損失，實(shí)際上有可能使用中間分支的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償子步驟并且專用于通過在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償之前將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)的一部分插入在利用再編碼分支生成的編碼差錯(cuò)中來進(jìn)行所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)的漂移校正。
在圖5中，此數(shù)據(jù)附加分支只由應(yīng)用于信號(hào)130并傳送頻率附加數(shù)據(jù)信號(hào)的離散余弦變換218組成。此子步驟218只處理對(duì)應(yīng)于此標(biāo)識(shí)的少量的塊，因此其CPU占用是有限的。所述附加頻率數(shù)據(jù)信號(hào)同時(shí)利用第一加法子步驟122插入在解碼數(shù)據(jù)信號(hào)中并利用第二加法子步驟526插入在從子步驟123輸出的編碼差錯(cuò)中。子步驟122將從部分解碼分支輸出的解碼數(shù)據(jù)信號(hào)與所述頻率附加數(shù)據(jù)信號(hào)之和傳送到減法子步驟124的正輸入端。子步驟526對(duì)于大多數(shù)的信號(hào)處理器無成本地給子步驟216傳送代表利用子步驟123傳送的編碼差錯(cuò)與所述頻率附加數(shù)據(jù)信號(hào)之和的信號(hào)。
在圖6中，利用子步驟425與526通過直接將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)130插入在中間分支中來執(zhí)行此數(shù)據(jù)插入。對(duì)所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)不再執(zhí)行頻率變換，這表示CPU容量的增益。子步驟526對(duì)于大多數(shù)的信號(hào)處理器無成本地給圖像存儲(chǔ)器206傳送從子步驟216輸出的編碼差錯(cuò)與所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)之間的加法中得到的信號(hào)。子步驟425對(duì)于大多數(shù)的信號(hào)處理器無成本地給子步驟217傳送代表運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼差錯(cuò)與所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差值的信號(hào)。與允許和調(diào)整包括對(duì)編碼差錯(cuò)執(zhí)行的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)暮曛噶畹膶Ｓ锰幚砥鞯氖褂玫膱D4所示的安排相反，不可能利用圖5與圖6的安排來進(jìn)行，這是因?yàn)閷?duì)利用關(guān)系0(n)-I(n)定義的編碼差錯(cuò)執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償205，0(n)定義對(duì)應(yīng)于圖5或圖6中的輸出信號(hào)的任何一個(gè)解碼圖像號(hào)n。實(shí)際上，此信號(hào)的幅度近似于相對(duì)附加數(shù)據(jù)信號(hào)130的信號(hào)的幅度，要求高分辨率運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償來保證數(shù)據(jù)插入的高質(zhì)量，這不使用專用于低分辨率信號(hào)的特殊處理器。然而，圖5與圖6表示CPU容量增益方面超過現(xiàn)有技術(shù)的相當(dāng)改進(jìn)。
從圖5與6衍生的圖7描述本發(fā)明的另一實(shí)施例，此實(shí)施例也基于一種代碼轉(zhuǎn)換器安排，此代碼轉(zhuǎn)換器安排包括用于提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)的部分解碼分支、對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用以提供輸出信號(hào)的再編碼分支、用于在時(shí)間上避免質(zhì)量漂移的中間分支和數(shù)據(jù)附加分支，這在所述附加數(shù)據(jù)分支級(jí)上不同，所述數(shù)據(jù)附加分支級(jí)允許利用頻率附加數(shù)據(jù)的插入來修改輸入信號(hào)，因而這只有一個(gè)加法子步驟122。
從算法的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)本發(fā)明的圖7所示的安排等效于圖1的現(xiàn)有技術(shù)中所述的安排。實(shí)際上，驗(yàn)證關(guān)系式A(n)＝B(n)，也驗(yàn)證關(guān)系BUF(VLC(Q(A(n))))＝BUF(VLC(Q(B(n))))，這暗示將獲得同一輸出數(shù)據(jù)流，BUF-VLC-Q對(duì)應(yīng)于利用相應(yīng)子步驟111/211-112/212-113/213執(zhí)行的操作。
此提議的安排允許對(duì)信號(hào)130不再使用獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償及其相關(guān)的存儲(chǔ)器，這是因?yàn)樗鰯?shù)據(jù)能直接插入在中間分支中，此簡化利用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木€性來調(diào)整。如果排除對(duì)于大多數(shù)的數(shù)字信號(hào)處理器為無成本的此附加子步驟122的插入，則這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)暮喜⒈硎綜PU占用以及存儲(chǔ)器存儲(chǔ)量方面顯著的增益。此輸入信號(hào)隨后只利用兩個(gè)子步驟進(jìn)行修改。第一子步驟對(duì)應(yīng)于只對(duì)附加數(shù)據(jù)信號(hào)130應(yīng)用并提供頻率附加數(shù)據(jù)信號(hào)的離散余弦變換218，此操作只對(duì)定義此標(biāo)識(shí)區(qū)域的幾個(gè)塊執(zhí)行并因而是低的CPU負(fù)擔(dān)。第二子步驟對(duì)應(yīng)于傳送所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)給再編碼分支的附加子步驟122，從所述頻率附加數(shù)據(jù)信號(hào)與子步驟124的輸出信號(hào)的相加中得到所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)。此安排允許以經(jīng)濟(jì)有效的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)修改，這是因?yàn)檫@兩個(gè)子步驟涉及數(shù)據(jù)插入。
在根據(jù)本發(fā)明上述的圖2至圖7中，利用附加子步驟插入表示為附加數(shù)據(jù)信號(hào)130的基于像素的數(shù)據(jù)來修改輸入信號(hào)數(shù)據(jù)。這些插入的數(shù)據(jù)可以對(duì)應(yīng)于標(biāo)識(shí)(即，單個(gè)小圖像)或自動(dòng)收錄器(ticker)(即，連續(xù)小的不同圖像)。在這兩種情況中，例如，每個(gè)圖像必須以像素為基礎(chǔ)根據(jù)對(duì)應(yīng)于粗的數(shù)字圖像編碼的所謂的比特映射格式進(jìn)行編碼。當(dāng)然，在利用加法或減法子步驟插入之前，可以從標(biāo)記為731的修改數(shù)據(jù)信號(hào)Logo-ori(n)中導(dǎo)出所述信號(hào)130，以便例如通過改變亮度與色度電平來優(yōu)化輸出信號(hào)的質(zhì)量，這只在圖7中利用步驟732來表示，只要其格式仍然可兼容的話。顯然這樣的修改不限制本發(fā)明保護(hù)的范圍與程度。
修改編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的此方法能以幾種方式來實(shí)施，諸如利用有線電子電路或選擇地利用存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的一組指令來實(shí)施，所述指令至少代替所述電路的一部分并且在計(jì)算機(jī)或數(shù)字處理器的控制下是可執(zhí)行的，以實(shí)現(xiàn)與所述替換電路中執(zhí)行的相同功能。本發(fā)明則也涉及包括軟件模塊的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，此軟件模塊包括用于執(zhí)行上述方法的這些步驟或一些步驟的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。
權(quán)利要求
1.修改編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的一種方法，包括a)解碼步驟，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)，b)再編碼步驟，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行，c)用于提供基于像素的殘留信號(hào)的步驟，將此殘留信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，并且從附加數(shù)據(jù)信號(hào)的預(yù)測信號(hào)與所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差中得到此殘留信號(hào)，其特征在于，此方法包括d)轉(zhuǎn)換步驟，用于提供從所述基于像素的殘留信號(hào)的頻率變換中得到的頻率殘留信號(hào)，將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，e)用于將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上以提供所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)的子步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在所述解碼與再編碼步驟之間插入中間步驟，至少包括用于從利用所述再編碼步驟生成的編碼差錯(cuò)中提供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)的裝置，其特征在于，在所述再編碼步驟之前從所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)中減去所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)。
3.修改編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的一種方法，包括a)解碼步驟，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)，b)再編碼步驟，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行并生成編碼差錯(cuò)，c)中間步驟，插入在所述解碼與再編碼步驟之間，包括至少所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)與從所述編碼差錯(cuò)中獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)之間的減法操作，所述減法操作定義所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，此方法包括用于將附加數(shù)據(jù)信號(hào)插入在所述中間步驟中的子步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中完成殘留信號(hào)的定義步驟，從所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)與其預(yù)測版本之間的差值中得到所述殘留信號(hào)，其特征在于，利用減法子步驟從所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)中減去所述殘留信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于a)利用加法子步驟將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述編碼差錯(cuò)上，b)利用加法子步驟將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其特征在于a)利用加法子步驟將所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述編碼差錯(cuò)上，b)利用減法子步驟從所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)中減去所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)。
7.修改編碼數(shù)據(jù)信號(hào)中的數(shù)據(jù)的一種方法，包括a)解碼步驟，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)，b)再編碼步驟，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)執(zhí)行并生成編碼差錯(cuò)，c)中間步驟，用于從所述編碼差錯(cuò)中獲得運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)，并至少包括所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)與所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)之間的減法子步驟以提供所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，此方法在所述再編碼步驟之前包括用于將附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)上的子步驟。
8.一種代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，包括a)解碼裝置，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)，b)再編碼裝置，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用，c)用于提供基于像素的殘留信號(hào)的裝置，將此殘留信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上并從附加數(shù)據(jù)信號(hào)的預(yù)測版本與所述附加數(shù)據(jù)信號(hào)之間的差值中得到此殘留信號(hào)，其特征在于，此設(shè)備包括d)變換裝置，用于提供從所述基于像素的殘留信號(hào)的頻率變換中得到的頻率殘留信號(hào)，將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，e)用于將所述頻率殘留信號(hào)附加到所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)上以提供所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)的裝置。
9.一種代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，包括a)解碼步驟，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)，b)再編碼裝置，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用并生成編碼差錯(cuò)，c)中間分支，插入在所述解碼與再編碼步驟之間，至少包括所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)與從所述編碼差錯(cuò)中獲得的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)之間的減法操作，所述減法操作定義所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，此設(shè)備包括數(shù)據(jù)插入裝置，用于將修改數(shù)據(jù)信號(hào)插入在所述中間分支中。
10.一種代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，包括a)解碼裝置，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)信號(hào)并提供解碼數(shù)據(jù)信號(hào)，b)再編碼裝置，對(duì)修改的數(shù)據(jù)信號(hào)起作用并生成編碼差錯(cuò)，c)中間分支，用于從所述編碼差錯(cuò)中提供運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)，并至少包括所述解碼數(shù)據(jù)信號(hào)與所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償信號(hào)之間的減法子步驟，以生成所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)，其特征在于，此設(shè)備包括用于在再編碼之前將附加數(shù)據(jù)信號(hào)附加到所述修改的數(shù)據(jù)信號(hào)上的裝置。
11.用于代碼轉(zhuǎn)換設(shè)備的一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于將數(shù)據(jù)附加到編碼數(shù)據(jù)信號(hào)上，此產(chǎn)品包括一組指令，這組指令在裝載到所述設(shè)備中時(shí)使所述設(shè)備完成根據(jù)權(quán)利要求1或7的任何方法。
全文摘要
本發(fā)明涉及修改對(duì)應(yīng)于劃分為副圖像的連續(xù)圖像的編碼數(shù)據(jù)信號(hào)(128)中的數(shù)據(jù)以提供輸出修改數(shù)據(jù)信號(hào)(129)的方法。特別地,本發(fā)明能用于將附加數(shù)據(jù)信號(hào)(130)插入在壓縮的視頻數(shù)據(jù)信號(hào)(128)中。根據(jù)本發(fā)明建議的安排/圖表基于至少包括部分解碼裝置與部分再編碼裝置的代碼轉(zhuǎn)換器安排。利用不同的子步驟之間的簡化與組合,與包括最少數(shù)量的功能DCT/IDCT子步驟的現(xiàn)有技術(shù)相比,此方法得到經(jīng)濟(jì)有效的解決方案,使用編碼視頻信號(hào)中的數(shù)據(jù)插入。
文檔編號(hào)H04N7/32GK1364386SQ01800526
公開日2002年8月14日 申請(qǐng)日期2001年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月14日
發(fā)明者Y·萊馬格特 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司