專利名稱：用于隔行形狀編碼器的模式編碼方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及對于編碼二進制形狀信號的模式信號的改進方法和裝置；更具體地，涉及在一隔行形狀編碼器中通過使用兩場之間的相關性對模式信號編碼的方法和裝置。
在數字式電視系統，例如可視電話、電視會議及高清晰度電視系統中，對于確定每個視頻幀信號需要大量的數字數據，因為視頻幀信號中的視頻行信號包括被稱為象素值的一系列數字數據。但是，由于傳統傳輸通道中可獲得的頻帶寬度是有限的，為了通過它們傳輸大量的數字數據，必須通過使用各種數據壓縮技術來壓縮或減少數據量，尤其是在如可視電話及電視會議系統這樣的低位速視頻信號編碼器的情況下部更是如此。
一種用于低位速編碼器系統編碼視頻信號的這類技術是所謂面向目標的分析-綜合編碼技術，其中輸入視頻圖象被分為各目標，并通過不同的編碼通道來處理定義每個物體的移動、輪廓及象素數據的三組參數。
這種面向目標的編碼方案的一個例子是所謂MPEG(活動圖象專家組)階段4(MPEG-4)，它被設計用來提供一種音頻-圖象編碼標準，用于在如低位速通信、交互多媒體(例如游戲、交互電視等)和區域監視的應用中能作到基于內容的交互性、改善的編碼效率和/或通用的可存取性。
根據MPEG-4，一個輸入的視頻圖象被分成多個視頻目標平面(VOP)，它們相應于用戶可以使用及操作的位流中的實物。一個VOP可稱為一個目標并由其寬度及高度為16個象素(一個宏塊尺寸)的最小倍數的圍繞每個目標的有界矩形來表示，以便使編碼器可在逐個VOP的基礎上部處理輸入視頻圖象。
在MPEG-4中所描述的VOP包括形狀信息和由亮度及色度數據組成的彩色信息，其中以二進制形狀信號表示的形狀信息被稱為一個α平面，該α平面被劃分成多個二進制α塊，其中每個二進制α塊(BAB)具有16×16個二進制象素。每個二進制象素被分類為背景象素或目標象素，其中在α平面中位于目標外側的背景象素用來被分配一個二進制象素值，例如0，而目標內部的目標象素用來被分配另一個二進制象素值，例如255。
在BAB中的每個二進制象素可使用傳統的基于位圖的形狀編碼方法、例如基于前后關系的算術編碼(CAE)規則來編碼。例如，在幀內模式時，BAB的所有二進制象素使用幀內CAE規則來編碼，由此產生一個幀內編碼的BAB，其中在幀內CAE規則中BAB的每個二進制象素的前、后關系值通過使用圍繞所述BAB中每個二進制象素的預定數目的、例如10個二進制象素的二進制象素值來計算。而在幀間模式中，當前BAB的所有二進制象素使用幀間CAE規則來編碼，由此產生一個幀間編碼的BAB，其中在幀間CAE規則中當前BAB的每個二進制象素的前、后關系值使用圍繞當前BAB中每個二進制象素的預定數目的、如4個二進制象素的二進制象素值及帶邊移動補償BAB內預定數目的、如5個二進制象素的二進制值來計算(見“MPEG-4視頻檢驗模型版本7.0”，國際標準化組織，活動圖象及相關音頻信息的編碼，ISO/IECJTC1/SC29/WG11 MPEG97/N1642，布里斯托爾(英國)，1997年4月，第28-30頁)。
同時，在傳統二進制形狀編碼規則中，代表或表征BAB相應編碼狀態的模式信號被編碼，以改進編碼效率，由此產生及然后發送相應的編碼模式信號。
例如，如果BAB內的所有二進制象素為目標象素，則不是對目標象素的二進制象素值進行編碼來產生待傳輸的編碼二進制象素值，而最好是編碼模式信號以通告BAB中的所有二進制象素為目標象素。通過使用上部述方法，可以通過發送相應的編碼模式信號作為BAB二進制形狀信息來提高編碼效率。
參照表1，根據傳統模式編碼規則，有七種用于BAB的二進制α信息的模式，其中BAB的形狀移動矢量差(MDV)是形狀移動矢量(MV)與形狀移動矢量預測值(MVP)之間的差值；及MVP是通過使用傳統移動估計規則來確定的(見“MPEG-4視頻檢驗模型版本7.0”，國際標準化組織，活動圖象及相關音頻信息的編碼，ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 MPEG97/N1642，布里斯托爾，1997年4月，第20-23頁)。
表1
在表1中，模式1代表BAB的形狀移動矢量差(MVD)被確定為零及在BAB中的所有二進制象素不需被編碼；模式2表示MVD不被確定為零及BAB內所有二進制象素不需被編碼；模式3表示MVD被確定為零及BAB內所有二進制象素已被幀間CAE規則編碼；模式4表示MVD不被確定為零及BAB中所有二進制象素已被幀間CAE規則編碼；模式5表示BAB中的所有二進制象素已被幀內CAE規則編碼；模式6表示BAB中所有二進制象素被確定為背景象素；及模式7表示BAB中的所有二進制象素被確定為目標象素。
使用上部述傳統模式編碼方法的傳統的二進制形狀編碼方法基本上部是逐行編碼的技術。即，在傳統的二進制形狀編碼方法中，未使用通過采用逐場為基礎的移動估計方法來進行的隔行編碼技術。因此，即使當幀之間的空間和/或時間相關性低于場的空間和/或時間相關性時，也未采用隔行編碼技術，由此限制了增大其編碼效率的能力。
因此，本發明的一個主要目的在于提供一種通過考慮在隔行形狀編碼器中兩場之間相關性來有效地編碼模式信號的方法和裝置。
本發明的另一主要目的是提供一種通過基于上部場的上部模式修改下部場的下部模式來有效地編碼模式信號的方法和裝置。
根據本發明，提供了一種對二進制形狀信號的目標塊的模式信號進行編碼的方法，其中二進制形狀信號包括多個圖象，及每個圖象被分成多個M×N象素的塊，所述象素具有第一及第二個二進制值中之一，該目標塊代表一個待編碼的目前圖象塊，及M和N分別是正的偶整數，該方法包括以下步驟(a)如果目標塊相對于第一參考塊的的誤差不大于預定閾值，則產生第一指示信號，及如果目標塊相對于第二參考塊的的誤差不大于預定閥值，則產生第二指示信號，各個參考塊具有M×N個象素及第一和第二參考塊的所有象素分別具有第一及第二個二進制值；(b)如果在步驟(a)中沒有產生出第一及第二指示信號，則將目標塊劃分為上部場及下部場，其中上部場包括目標塊的每個奇數行，具有M/2×N個象素，以及下部場包括目標塊的每個偶數行，具有M/2×N個象素；(c)編碼上部場以產生上部模式及上部場編碼數據，其中上部場模式代表上部場編碼數據的編碼狀態；(d)基于上部場編碼數據編碼下部場以產生下部模式及下部場編碼數據，其中下部模式代表下部場編碼數據的編碼狀態；(e)基于上部模式修改下部模式以產生修改的下部模式，及(f)將上部模式連接到修改的下部模式上以產生一個模式。
從以下結合附圖給出的優選實施例的說明將會使本發明的上部述和另外的目的和特征變得更加明白，其附圖為
圖1表示根據本發明優選實施例的基于二進制α塊(BAB)對形狀信息進行模式編碼的裝置；
圖2表示圖1中所示的上部場編碼電路的詳細電路框圖；圖3表示圖1中所示的下部場編碼電路的詳細的電路框圖；圖4表示I/P圖象中上部場及下部場之間的相關性；圖5A至5C分別表示用于計算幀內、幀間及上部前后關系值的多個候選象素。
參照圖1，它表示根據本發明的優選實施例、在隔行形狀編碼器中基于二進制α塊(BAB)對形狀信息進行模式編碼的裝置。其中以二進制形狀信號表示的形狀信息被稱為圖象(picture)，即α平面。該α平面被劃分成多個二進制α塊，這些二進制塊作為形狀信息被施加給幀檢測電路10，其中二進制α塊(BAB)具有M×N個二進制象素，M及N為正偶數及通常在4至16之間。
為了簡化說明，假定所施加的BAB是預測圖象(P圖象)，這里P圖象是指由其在先參照圖象預測的圖象。
幀檢測電路10檢驗每個BAB的編碼模式是“all-0”還是“all-255”。具體地，一個BAB最好被劃分成4×4象素的16個子塊。如果BAB的所有子塊與all-0子塊之間的所有誤差小于或等于預定閾值，則BAB的所有二進制象素被轉換成具有象素值‘0’的背景象素，并將指示BAB被確定為“all-0”的一個指示信號So=“all-0”提供給一個多路器(MUX)90，其中“all-0”子塊是二進制象素值全部為‘0’的子塊。如果BAB的所有子塊與“all-255”子塊之間的誤差小于或等于預定閾值，則BAB的所有二進制象素被轉換成具有象素值‘255’的目標象素并將指示BAB被確定為“all-255”的一個指示信號So=“all-255”提供給MUX90，其中“all-255”子塊是二進制象素值全部為‘255’的子塊。如果BAB的編碼模式既不是“all-0”也不是“all-255”，則將該alpla平面的BAB提供給幀劃分器20。
幀劃分器20將具有M×N個二進制象素的所述每個BAB劃分成上部及下部場BAB，其中具有M/2×N個二進制象素的上部場BAB包含所述每個BAB的各奇數行，而具有M/2×N個二進制象素的下部場BAB包含所述每個BAB的各偶數行；并將上部及下部場BAB分別提供給上部及下部場編碼電路30和50。如果一個BAB具有16×16個象素，則上部和下部場BAB各具有8×16個象素。
參照圖2，它表示圖1所示上部場編碼電路30的詳細電路框圖，其中上部場BAB被作為當前場提供給場檢測電路31。
場檢測電路31在逐場的基礎上部檢查當前場的編碼模式是“all-0”還是“all-255”。首先，最好將具有8×16個象素的當前場劃分為8個4×4象素的子塊。如果需要的話，當前場可被劃分為16個2×4象素的子塊。
如果當前場所有子塊與“all-0”子塊之間的誤差小于或等于預定閾值，則當前場的所有二進制象素被轉換成具有象素值‘0’的背景象素，并將指示當前場被確定為“all-0”的指示信號S1=“all-0”提供給模式確定電路43，其中“all-0”子塊是二進制象素值全部為‘0’的子塊。如果當前場所有子塊與“all-255”子塊之間的誤差小于或等于預定閾值，則當前場的所有二進制象素被轉換成具有象素值‘255’的目標象素，并將指示當前場被確定為“all-255”的指示信號S1=“al1-255”提供給模式MUX90，其中“al1-255”子塊是二進制象素值全部為‘255’的子塊。如果當前場的編碼模式或為“all-0”、或為“all-255”，則將指示當前場被確定為“all-0”或被確定為“all-255”的指示信號S1提供給模式確定電路43。如果當前場的編碼模式既不是“all-0”又不是“all-255”，則將該當前場提供給場未更新電路32、ME＆MC電路33及場再建單元44中的上部MUX35。
ME＆MC電路33基于從場再建單元44中的存儲器34中檢索的候選MVP確定當前場的移動矢量預測值(MVP)；計算當前場的移動矢量(MV)及移動矢量差(MVD)；根據MV進行移動補償以產生帶邊移動補償(帶邊MC)場；并分別將MVD及帶邊MC場提供給MVD編碼電路36及場未更新電路32，其中MVD代表MV與MVP之間的位移；及帶邊MC場代表將對應于MVP的先前上部/下部場的每個二進制象素移動MV獲得的移動補償場(MC場)及圍繞MC場的1象素寬的邊界。
MVD編碼電路36產生MVD信號S2，它指示MVD是否等于‘0’，并將該MVD信號S2提供給模式確定電路43。如果MVD不等于‘0’,MVD編碼電路編碼當前場的MVD，并將編碼的MVD數據本身通過導線L36提供給基于前、后關系的算術編碼單元(CAE單元)45中的幀間位計算電路40及MUX90。
與此同時，場未更新電路32確定當前場是否與MC場相同，并將一個指示當前場是否必須被編碼的未更新信號S3提供給模式確定電路43。首先，場非更新電路32將當前場劃分成子塊并將MC場劃分成MC子塊，其中每個MC子塊具有2×4或4×4個象素，及通過去除圍繞帶邊MC場的1象素寬的邊界獲得MC場。場未更新電路32確定每個子塊與其相應的MC子塊之間的各誤差是否小于或等于預定閾值。如果所有誤差小于或等于預定閾值，則當前場不需要被編碼，從而信號S3將表示未更新(no-update)，即不編碼。
相反地，如果一個或多個誤差大于預定閾值，即如果需要當前場如下述地被編碼，則場未更新電路32將當前場提供給CAE單元45中的一個基于幀內前后關系的算術編碼(幀內CAE)電路37與幀間CAE電路39；并將帶邊MC場提供給幀間CAE電路39。
幀內CAE電路37基于通過導線L35從重建單元44中的上部MUX35中檢索出的三個相鄰重建場并使用傳統的幀內CAE規則來編碼當前場中所有的二進制象素，其中分別在左上、上或左方向上與當前場相鄰的每個相鄰重建場包括8×16個重建象素。在傳統的幀內CAE規則中，當前場的每個二進制象素的幀內前后關系值使用圍繞所述每個二進制象素的預定數目的，如10個候選象素的二進制象素值來計算，其中在3個相鄰重建場的所有重建象素和一個或多個(如果有的話)已經被幀內編碼的象素中選擇出候選象素，及基于幀內前后關系值對所述每個二進制象素編碼，以便作為所述每個二進制象素的幀內編碼象素提供出來。參考圖5A，它表示對于由陰影塊表示的二進制象素的10個候選象素C0至C9，其中候選象素C1是早于C0、C2是早于C1并余此類推地被用傳統模式編碼的。這些幀內編碼象素作為幀內CAE數據被提供給幀內位計算電路38及選擇器42。
幀內位計算塊38計算表示幀內CAE數據所需的位數并將該幀內CAE數據的位數提供給比較器41。
與此同時，幀間CAE電路39基于經過導線L35檢索出的相鄰重建場及帶邊MC場使用幀間CAE規則來編碼當前場的所有二進制象素。在幀間CAE規則中，在當前場中的每個二進制象素的幀間前后關系值通過使用圍繞當前場中所述每個二進制象素的預定數目例如4個重建或幀間編碼象素的二進制象素值及帶邊MC場中預定數目、如5個帶邊MC象素的二進制象素值來計算。參照圖5B，它表示在幀間CAE規則中對于以陰影塊表示的二進制象素的9個候選象素C0至C8，其中每個虛線塊C4至C8代表帶邊MC場中的帶邊MC象素及每個候選實線塊C0至C3表示重建場中的重建象素或當前場中的幀間編碼象素。帶邊MC象素C6對于帶邊MC場的關系相當于以陰影塊表示的二進制象素對于當前場的關系。基于幀間前后關系值對所述每個二進制象素編碼以產生對于所述每個二進制象素的幀間編碼象素。所有這些幀間編碼象素作為幀間CAE數據被提供給幀間位計算電路40及選擇器42。
幀間位計算電路40計算表示幀間CAE數據及編碼MVD數據兩者所需的位數，并將該位數提供給比較器41。
比較器41將幀內CAE數據的位數與幀間CAE數據及編碼MVD數據的位數相比較。在比較器41中，如果幀內CAE數據的位數小于幀間CAE數據及編碼MVD數據的位數，則將代表幀內CAE數據的幀內/幀間信號S4提供給選擇器42及模式確定電路43；否則的話，則提供代表幀間CAE數據及編碼MVD數據的幀內/幀間信號S4。
響應于幀內/幀間信號S4，選擇器42選擇幀內CAE數據或幀間CAE數據及編碼MVD數據并由此將選擇結果經過導線L42提供給MUX95。
與此同時，模式確定電路43基于信號S1、S2、S3和S4產生當前場即上部場的上部模式，并將該上部模式提供給場重建單元44中的上部MUX35及圖1中所示的上部模式編碼電路70。
響應于來自模式確定電路43的上部模式，上部MUX35重建當前場并產生重建場。換句話說，上部MUX35基于上部模式用重建的BAB來取代“all-0”、“all-255”、當前場本身或由MC&ME電路33提供的帶邊MC BAB中的MC場。該重建場從上部MUX35提供給存儲器34及經過導線L35提供給幀內CAE電路37及幀間CAE電路39，以便處理下一場。該重建場也通過導線L35提供給上部CAE電路66及下部MUX55，如圖3所示，以便處理下部場。
再參照圖1，上部模式編碼電路70基于傳統的統計編碼技術產生對于當前BAB的上部模式信號并將該上部模式信號提供給下部模式編碼電路80中的下部模式調制器85及MUX90。參照表2，它示范地表示基于信號S1、S2、S3和S4的P圖象中上部場BAB的7個上部模式信號T1至T7，其中T1代表第一種上部模式，指示BAB的形狀移動矢量差(MVD)被確定為零及BAB中的所有二進制象素無需被編碼，等等。表2
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與此同時，參照圖3，它表示圖1中所示下部場編碼電路的詳細電路框圖，其中下部場BAB作為另一當前場被提供給場檢測電路51。下部場編碼電路50類似于上部場編碼電路30，但CAE編碼單元65及模式確定電路63不同，因此對該下部場編碼電路簡要地描述如下部。
在場檢測電路中51中，指示當前場被確定為“all-0”與“all-255”中任一個的指示信號S5被提供給模式確定電路60。如果當前場的編碼模式既不是“all-0”也不是“all-255”，則將當前場提供給場未更新電路52、ME&MC電路53及場重建單元64中的下部MUX55。
ME&MC電路53根據傳統的MPEG-4規則基于從場重建單元64中的存儲器34中檢索的候選MVP產生出當前場的移動矢量預測值(MVP)，其中最好每個候選MVP從存儲器34中的重建下部場中選擇。存儲器34為上部場編碼電路30及下部場編碼電路50所共用。在計算了當前場的MV及MVD以后，ME&MC電路53將MVD及帶邊MC場分別提供給MVD編碼電路56及場未更新電路52。
實質上部與MVD編碼電路36相同的MVD編碼電路56對模式確定電路63提供一個指示MVD是否等于‘0’的MVD信號S6并編碼當前場的MVD，如果有的話，就將編碼的MVD數據本身通過導線L56提供給幀間位計算電路60及MUX90。
與此同時，場未更新電路52將未更新信號S7提供給模式確定電路63，其中未更新信號S7指示當前場是否與MC場相同從而當前場是否必須被編碼。如果當前場必須被如下所述地編碼，場未更新路52將當前場及帶邊MC場提供給CAE編碼單元，其模式類似于上面對于上部場編碼電路30所述的模式，所不同的是還將當前場提供給上部CAE電路66。
該CAE編碼單元65類似于圖2中所示的CAE單元45，所不同的是它還包括上部CAE電路66、上部模式選擇電路67及上部位計算電路68。換句話說，幀內CAE電路57根據幀內CAE規則通過使用圍繞如圖5A中所示的所述每個二進制象素的預定數目、如10個候選象素C0至C9的二進制象素值來計算當前場的每個二進制象素的幀內前后關系值；及基于幀內前后關系值來編碼所述每個二進制象素以產生幀內編碼數據。一個幀間CAE電路59也通過使用圍繞當前場中所述每個二進制象素的預定數目、如圖5B中所示4個的重建或幀間編碼象素C0至C3的二進制象素值及帶邊MC場中預定數目、如5個交界MC象素C4至C8的二進制象素值來計算當前場中的每個二進制象素的幀間前后關系值；并基于幀間前后關系值編碼每個二進制象素以產生幀間編碼數據。
與此同時，根據本發明，上部CAE電路66通過使用上部CAE規則基于經過導線L35檢索的重建上部場對當前場的所有二進制象素編碼。首先，對于所述每個二進制象素即下部象素，基于在分成上部/下部場前原始BAB中每個所述二進制象素的位置檢測出對于所述每個二進制象素的預定數目、如6個重建上部象素作為上部場前后關系的象素。參照圖5C，它表示在幀間CAE規則中對于以陰影塊表示的二進制象素的七個候選象素C0至C6，其中每個虛線塊C1至C6代表在重建上部場中的上部場前后關系象素，而實線塊C0表示當前場即下場BAB中的上部編碼象素。上部場前后關系象素C5對于上部場的關系相當于所述每個以陰影塊表示的二進制象素對于下部場的關系。在使用如上檢測出的7個候選象素的二進制象素值計算當前場中的每個二進制象素的上部前后關系值以后，上部CAE電路66基于上部前后關系值編碼所述每個二進制象素以產生所述每個二進制象素的上部編碼象素。所有幀間編碼象素將作為上部CAE數據被提供給上部模式選擇電路67及選擇器62。
上部模式選擇電路67將未更新上部信號S8提供給模式確定電路63。其中未更新信號指示基于當前場即下部場BAB中的上部場關系象素所預測的上部CAE數據是否實質上與上部場BAB相同。如果下部場BAB與上部場BAB相同，指示信號S8代表“不用預測值編碼”，而否則，指示信號S8代表“用上部場前后關系編碼”即用上部CAE數據編碼。如果上部CEA數據不同于上部場BAB，則上部模式選擇電路67將上部CAE數據提供給上部位計算電路68。
幀內位計算電路58、幀間位計算電路60及上部位計算電路68分別計算幀內CAE數據的位數、幀間CAE數據和編碼MVD數據的位數以及上部CAE數據的位數，并將這些位數提供給比較器61，以便相互進行比較。
由比較器61將一個指示幀內CAE數據、幀間CAE數據及上部CAE數據中哪一個具有最小位數的幀內/幀間/上部信號S9提供給選擇器62及模式確定電路63。響應于幀內/幀間/上部信號S9，選擇器62選擇幀內CAE數據、幀間CAE數據及上部CAE數據中的一個，由此將選擇結果通過導線L62提供給MUX90。
與此同時，模式確定電路63基于S5、S6、S7、S8和S9產生當前場的場編碼模式，其中場編碼模式是在9個場編碼模式中選擇出的除了傳統的MPEG-4中的7個模式外還包括2個專門模式，即“用上部場前后關系編碼”和“不用預測值編碼”，及將場編碼模式提供給重建單元64中的下部MUX55和圖1中所示的下部模式編碼電路80中的下部模式發生器83。
響應于來自模式確定電路63的場編碼模式，下部MUX55重建當前場，即下部場BAB。換句話說，響應于場編碼模式，在下部MUX55中用當前場的重建場來取代以下部之一“all-0”場、“all-255”場，由場檢測電路51提供的當前場本身，由ME&MC電路53提供的MC場及由上部MUX35提供的上部場。將重建場從下部MUX55提供給存儲器34，及經過導線L55提供給幀內CAE電路57和幀間CAE電路59，用于處理下一個下部場數據。
再參照圖1，在下部模式編碼電路80中的下部模式發生器83基于傳統的統計編碼技術產生當前下部場的下部模式信號。該下部模式信號被施加給模式調制器85，以便由上部模式信號來調制。下部模式調制器85根據上部模式信號產生修改的下部模式信號。
表3
參照表5，它示范地表示由7個上部模式信號修改的59個修改的下部場模式信號，其中Bi對于下部場的關系相當于Ti對于上部場的關系；i為1至7，及B8和B9分別代表“用上部場前后關系編碼”及“不用預測值編碼”。對于第六上部模式T6，沒有第六下部模式B6，即下部模式中的“all-0”，因為對于幀BAB的“all-0”已經在幀檢測電路10中被檢驗了。
再參照圖1,MUX90用下部編碼數據乘以指示信號S0，上部模式信號、下部模式信號及下部編碼數據，以提供給一發送機(未示出)以便發送。
參考圖4，它表示根據本發明的I/P圖象中上部場及下部場之間的相關性，其中I圖象是未考慮任何另外參考圖象被編碼的，及P圖象是由其在先參考圖象預測出的。在I圖象中，上部場僅通過幀內編碼規則編碼，而下部場可通過幀內編碼規則或由點劃線所指示的上部編碼規則來編碼。相反，在P圖象中，上部場可用幀內編碼規則或以實線指示的幀間編碼規則來編碼，而下部場可用幀內編碼規則、以虛線指示的幀間編碼規則及以點劃線指示的上部編碼規則之一來編碼。
雖然本發明是僅相對某些優選實施例描述的，但在不偏離由以下權利要求書所提出的本發明的精神的范圍的前提下部，可以作出各種改型和變化。
權利要求
1．一種對二進制形狀信號的目標塊的模式信號編碼的方法，其中二進制形狀信號包括多個圖象，及每個圖象被分成多個M×N象素的塊，所述象素具有第一及第二個二進制值中之一，該目標塊代表一個待編碼的當前圖象的塊，及M和N分別是正的偶整數，該方法包括以下步驟(a)如果目標塊相對于第一個參考塊的誤差不大于預定閾值，則產生第一指示信號，及如果目標塊相對于第二參考的誤差不大于預定閾值，則產生第二指示信號，各個參考塊具有M×N個象素，及第一和第二參考塊的所有象素分別為具有第一及第二個二進制值的象素；(b)如果在步驟(a)中沒有產生出第一及第二指示信號，則將目標塊劃分為上部場及下部場，其中上部場包括目標塊的每個奇數行，具有M/2×N個象素，下部場包括目標塊的每個偶數行，具有M/2×N個象素；(c)編碼上部場產生上部模式及上部場編碼數據，其中上部場模式代表上部場編碼數據的編碼狀態；(d)基于上部場編碼數據編碼下部場以產生下部模式及下部場編碼數據，其中下部模式代表下部場編碼數據的編碼狀態；(e)基于上部模式修改下部模式以產生修改的下部模式；及(f)將上部模式連接到修改的下部模式上以產生一個模式。
2．根據權利要求1的方法，其中步驟(c)包括以下步驟(c1)如果上部場相對第一參考場的誤差不大于預定閾值，產生第一上部指示信號，及如果上部場相對第二參考場的誤差不大于預定閾值則產生第二上部指示信號，各個參考場具有M/2×N個象素，及第一和第二參考場的所有象素分別具有第一和第二個二進制值；(c2)如果在步驟(c1)中未產生出第一和第二上部指示信號，則參考當前圖象的一個或多個在先圖象對上部場進行移動估計和補償，由此產生包括移動矢量及移動補償場的移動矢量信息，其中移動補償場包括最相似于上部場的場；(c3)計算上部場與最相似場之間的移動補償誤差(MCE)和移動矢量與其預測值之間的移動矢量差(MVD)；(c4)產生上部MVD信號，其中該上部MVD信號指示MVD是否為零；(c5)如果MVD不為零，編碼MVD以產生MVD數據。(c6)設置一個上部非更新信號，其中該上部非更新信號指示MCE是否小于預定閾值；(c7)如果MCE不小于預定閾值，產生幀內編碼數據及幀間編碼數據，其中幀內編碼數據是基于上部場預定象素對上部場象素編碼產生的，而幀間編碼數據是基于包括在上部場及移動補償場中的預設象素對上部場象素編碼產生的；(c8)產生幀內/幀間信號，其中該幀內/幀間信號是當幀內編碼數據或幀間編碼數據被選擇時產生的；及(c9)基于第一/第二上部指示信號、上部MVD信號、上部非更新信號和/或幀內/幀間信號確定上部模式。
3．根據權利要2的方法，步驟(c8)具有以下步驟(c81)計算幀內編碼數據的位數及幀間編碼數據的位數；(c82)將幀內編碼數據的位數與幀間編碼數據的位數相比較，以選擇一個最小位數；(c83)響應于最小位數，產生幀內/幀間信號，其中幀內/幀間信號指示幀內編碼數據的位數是否小于幀間編碼數據的位數；及(c84)響應于幀內/幀間信號，提供幀內編碼數據或幀間編碼數據來作為上部場編碼數據。
4．根據權利要求2的方法，其中幀內編碼數據是通過基于幀內前后關系的算術編碼(CAE)方法來提供的而幀間編碼數據是通過幀間CAE方法來提供的。
5．根據權利要求2的方法，其中步驟(d)包括以下步驟(d1)如果下部場相對第一參考場的誤差不大于預定閾值，產生第一下部指示信號，而如果下部場相對第二參考場的誤差不大于預定閾值則產生第二下部指示信號，各個參考場具有M/2×N個象素，及第一和第二參考場的所有象素分別具有第一和第二個二進制值；(d2)如果在步驟(d1)中未產生出第一和第二下部指示信號，則參考當前圖象的一個或多個在先圖象對下部場而進行移動估計及補償，由此產生包括移動矢量及移動補償場的移動矢量信息，其中移動補償場包括最相似于下部場的場；(d3)計算下部場與最相似場之間的移動補償誤差(MCE)和移動矢量與其預測值之間的移動矢量差(MVD)；(d4)產生下部MVD信號，其中下部MVD信號指示MVD是否為零；(d5)如果MVD不為零，編碼MVD以產生MVD數據；(d6)設置一個下部非更新信號，其中該下部非更新信號指示MCE是否小于預定閾值；(d7)如果MCE不小于預定閾值，產生幀內編碼數據、幀間編碼數據及上部編碼數據，其中幀內編碼數據是基于下部場預定象素對下部場象素編碼產生的，幀間編碼數據是基于包括在下部場及移動補償場中的預設象素對下部場象素編碼產生的；而上部編碼數據是通過基于包括在上部場中的預定象素對下部場象素編碼產生的；(d8)產生幀內/幀間/上部信號，其中該幀內/幀間/上部信號是當幀內編碼數據、幀間編碼數據或上部編碼數據被選擇時產生的；及(d9)基于第一和第二下部指示信號、下部MVD信號、下部非更新信號和/或幀內/幀間/上部信號確定下部模式。
6．根據權利要求5的方法，其中步驟(d8)具有以下步驟(d81)計算幀內編碼數據的位數、幀間編碼數據的位數及上部編碼數據的位數；(d82)將幀內編碼數據的位數、幀間編碼數據的位數及上部編碼數據的位數相比較，以選擇一個最小位數；(d83)響應于最小位數，產生幀內/幀間/上部信號，其中幀內/幀間/上部信號指示哪個位數是幀內編碼數據、幀間編碼數據及上部編碼數據的位數中最小的位數，及(d84)響應于幀內/幀間/上部信號，提供幀內編碼數據、幀間編碼數據或上部編碼數據來作為下部場編碼數據。
7．根據權利要求5的方法，其中步驟(d)還包括以下步驟(d10)將下部場的上部編碼數據與上部場相比較以產生上部關系信號，其中該上部關系信號代表上部編碼數據是否實質上與上部場相同；及(d11)基于“不用預測值編碼”來修改下部模式以產生修改的下部模式。
8．根據權利要求5的方法，其中通過基于幀內前后關系的算術編碼(CAE)方法來提供幀內編碼數據，而通過幀間CAE方法來提供幀間編碼數據。
9．一種對二進制形狀信號的目標塊的模式信號編碼的裝置，其中二進制形狀信號包括多個圖象，及每個圖象被分成多個M×N個象素的塊，所述象素具有第一及第二個二進制值中之一，該目標塊代表一個待編碼的當前圖象的塊，及M和N分別是正的偶整數，該裝置包括幀檢測裝置，用于當目標塊相對第一參考塊的誤差不大于預定閾值時，產生第一指示信號，及當目標塊相對第二參考塊的誤差不大于預定閾值時，產生第二指示信號，各個參考塊具有M×N個象素，及第一和第二參考塊的所有象素分別具有第一及第二個二進制值；幀劃分器，用于將目標塊分成上部場及下部場，其中上部場包括目標塊的每個奇數行，具有M/2×N個象素，而下部場包括目標塊的每個偶數行，具有M/2×N個象素；上部場編碼器，用于編碼上部場以產生上部模式及上部場編碼數據，其中上部模式代表上部場編碼數據的編碼狀態；下部場編碼器，用于基于上部場編碼數據編碼下部場以產生下部模式及下部場編碼數據，其中下部模式代表下部場編碼數據的編碼狀態；下部模式調制器，用于基于上部模式修改下部模式以產生修改的下部模式；及多路器，用于將上部模式連接到修改的下部模式以產生一個模式；
10．根據權利要求9的裝置，其中上部場編碼器包括當上部場相對第一參考場的誤差不大于預定閾值時產生第一上部指示信號，而當上部場相對第二參考場的誤差不大于預定閾值時產生第二上部指示信號的裝置，其中各參考場具有M/2×N個象素，及第一和第二參考場的所有象素分別具有第一和第二個二進制值；參考當前圖象的一個或多個在先圖象對上部場進行移動估計和補償以由此產生包括移動矢量及移動補償場的移動矢量信息的裝置，其中移動補償場包括最相似于上部場的場；計算上部場與最相似場之間的移動補償誤差(MCE)和移動矢量與其預測值之間的移動矢量差(MVD)的裝置；用于產生上部MVD信號的裝置，其中該上部MVD信號指示MVD是否為零；當MVD不為零時編碼MVD以產生MVD數據的裝置；設置上部非更新信號的裝置，其中該上部非更新信號指示MCE是否小于預定閾值；幀內/幀間編碼器，用以產生幀內編碼數據及幀間編碼數據，其中幀內編碼數據是基于上部場預定象素對上部場象素編碼產生的，而幀間編碼數據是基于包括在上部場及移動補償場中的預設象素對上部場象素編碼產生的；幀內/幀間信號發生器，用于產生幀內/幀間信號，其中，幀內/幀間信號是當幀內編碼數據或幀間編碼數據被選擇時產生的；及基于第一/第二上部指示信號、上部MVD信號、上部非更新信號和/或幀內/幀間信號確定上部模式的裝置。
11．根據權利要求10的裝置，其中幀內/幀間信號發生器具有用于計算幀內編碼數據的位數及幀間編碼數據的位數的裝置；用于將幀內編碼數據的位數與幀間編碼數據的位數相比較，以選擇一個最小位數的裝置；響應于最小位數，產生幀內/幀間信號的裝置，其中，幀內/幀間信號指示幀內編碼數據的位數是否小于幀間編碼數據的位數；及響應于幀內/幀間信號，提供幀內編碼數據或幀間編碼數據來作為上部場編碼數據的裝置。
12．根據權利要求10的裝置，其中通過基于幀內前后關系的算術編碼(CAE)方法來提供幀內編碼數據，而通過幀間CAE方法來提供幀間編碼數據。
13．根據權利要求10的裝置，其中下部場編碼器包括當下部場相對第一參考場的誤差不大于預定閾值時產生第一下部指示信號，而當下部場相對第二參考場的誤差不大于預定閾值時產生第二下部指示信號的裝置，其中各參考場具有M/2×N個象素，及第一和第二參考場的所有象素分別具有第一和第二個二進制值；參考當前圖象的一個或多個在先圖象對下部場進行移動估計及補償以由此產生包括移動矢量及移動補償場的移動矢量信息的裝置，其中移動補償場包括最相似于下部場的場；計算下部場與最相似場之間的移動補償誤差(MCE)和移動矢量與其預測值之間的移動矢量差(MVD)的裝置；產生下部MVD信號的裝置，其中下部MVD信號指示MVD是否為零；如果MVD不為零，編碼MVD以產生MVD數據的裝置；設置下部非更新信號的裝置，其中下部非更新信號指示MCE是否小于預定閾值；幀內/幀間/上部編碼器，用于產生幀內編碼數據、幀間編碼數據及上部編碼數據，其中幀內編碼數據是基于下部場預定象素對下部場象素編碼產生的；幀間編碼數據是基于包括在下部場及移動補償場中的預設象素對下部場象素編碼產生的；及上部編碼數據是通過基于包括在上部場中的預定象素對下部場象素編碼產生的；幀內/幀間/上部信號發生器，用于產生幀內/幀間/上部信號，其中幀內/幀間/上部信號是當幀內編碼數據、幀間編碼數據或上部編碼數據被選擇時產生的；及基于第一和第二下部指示信號、下部MVD信號、下部非更新信號和/或幀內/幀間/上部信號確定下部模式的裝置。
14．根據權利要求13的裝置，其中幀內/幀間/上部信號發生器具有計算幀內編碼數據的位數、幀間編碼數據的位數和上部編碼數據的位數的裝置；將幀內編碼數據的位數、幀間編碼數據的位數及上部編碼數據的位數相比較以選擇一下部最小位數的裝置；響應于最小位數，產生幀內/幀間/上部信號的裝置，其中幀內/幀間/上部信號指示哪個位數是這些幀內編碼數據、幀間編碼數據及上部編碼數據中最小的位數；及響應于幀內/幀間/上部信號，產生幀內編碼數據、幀間編碼數據或上部編碼數據來作為下部場編碼數據的裝置。
15．根據權利要求13的裝置，其中下部場編碼器還包括將下部場的上部編碼數據與上部場相比較以產生上部關系信號的裝置，其中上部關系信號代表上部編碼數據是否實際上部與上部場相同；及基于“不用預測值編碼”來修改下部模式以產生修改的下部模式的裝置。
16．根據權利要求13的裝置，其中通過基于幀內前后關系的算術編碼(CAE)方法來提供幀內編碼數據，而通過幀間CAE方法來提供幀間編碼數據。
全文摘要
一種對具有二進制值‘0’或‘255’的M×N象素的目標塊的模式信號編碼的方法。如果目標塊被確定為既不是“a11－0”也不是“a11－255”,則將該目標塊劃分為上部場及下部場,其中上部場包括目標塊的每個奇數行,具有M/2×N個象素,及下部場包括目標塊的每個偶數行,具有M/2×N個象素。在編碼了上部場后,該方法將基于上部場來編碼下部場,以產生修改的下部場編碼數據及修改的下部模式。
文檔編號H04N7/32GK1220550SQ9712175
公開日1999年6月23日 申請日期1997年12月19日 優先權日1997年12月2日
發明者韓錫源 申請人:大宇電子株式會社