圖像信號處理系統和方法及其存儲器管理的製作方法

2023-05-10 11:53:16

專利名稱：圖像信號處理系統和方法及其存儲器管理的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種處理圖像表示數位訊號的系統。尤其涉及到一種MPEG兼容圖像信號解碼器的存儲器管理技術。
數位訊號處理技術的快速進步帶來各個領域中，包括例如直接廣播衛星和高清晰度電視(HDTV)、數字圖像信號處理的相應的進步。MPEG(運動圖像專家組)信號處理標準(ISO/IEC13818-2，1994年5月10日)是一個相關的發展。這個被廣泛接受的圖像處理標準對包括高清晰度電視系統(HDTV)在內的衛星、有線和地面廣播系統而言特別具有吸引力。
在MPEG視頻信號解碼器中，為了解碼MPEG編碼的數據流-已知其代表I，P和B圖像幀，通常需要一個以上的圖像幀存儲器。為了解碼MPEG編碼的數據流，通常需要三個幀存儲器，兩個幀存儲器用來存儲基準P或I幀數據，一個幀存儲器用來存儲B幀數據。例如，直接廣播衛星接收解碼器中的傳統的MPEG解碼器可能含有16兆位的隨機存取存儲器(RAM)，在諸如由美國Grand Alliance建議的HDTV系統中的MPEG解碼器將大約需要80兆位RAM。現在這樣數量的RAM的成本是很大的。特別是在諸如錄像和電視系統這樣的消費產品中，為了保持這樣的產品的價格在一個合理的水平，限制存儲器需求是非常重要的。
依據本發明的原理，在此已認識到有必要有效地管理數字圖像處理系統的存儲器需求，特別在廣泛用於消費類產品的MPEG兼容系統中。
本發明的目的是提供一種處理圖像表示信號的系統和處理MPEG編碼後的圖像表示數據的數字數據流的方法。在使用本發明的原理的圖像信號解碼器中，包括用於對包含MPEG編碼數據的輸入數據流解壓以便產生解壓數據的解壓器；用於壓縮所述解壓數據以產生重新壓縮的數據的壓縮器；存儲所述重新壓縮的數據的存儲器；和處理由所述存儲器存儲的數據的輸入網絡。在解碼過程中，先前被解壓的圖像數據在寫入存儲器前被壓縮。在所公開的MPEG兼容解碼器的實施例中，數據在寫入圖像幀存儲器前被壓縮，為進行顯示或當諸如運動補償處理的MPEG解碼功能需要時，存儲的數據被解壓。
依據本發明的特徵，壓縮是以塊為基礎進行的，使用來自兩條不同壓縮路徑之一的壓縮數據。


圖1是使用本發明原理的MPEG解碼器的一部分的方框圖；圖2描述了完整的和減小的存儲器情況下的內存映像；圖3是圖1中的MPEG解碼器用到的壓縮網絡方框圖；圖4和圖5表示了圖3中網絡額外的細節；圖6和圖7描述了像素排列，它有助於理解圖4和圖5中所示網絡的操作；圖8描述了一種可選的雙重路徑壓縮網絡。
圖1描述了諸如可以在一個電視接收器或者一個衛星接收器中找到的視頻信號處理器的一個部分。視頻處理器包括由方框10、12、14、16、18、20和22構成的常規MPEG解碼器。例如，由Ang等發表於1991年10月IEEESpectrum上的「視頻壓縮帶來巨大好處」一文描述了一種MPEG編碼器和解碼器。根據本發明的原理，MPEG解碼器另外還包括在數據被寫入幀存儲器之前壓縮數據的塊壓縮單元30。
圖1中的系統接收MPEG編碼壓縮數據的控制數據流，該數據來自前面的輸入處理器，即傳輸解碼器，它在輸入信號解調後使數據包分離。接收到的數據形式為表示8×8像素(圖像元素)的數據塊。這個數據代表已經被編碼的幀內信息和表示相鄰圖像幀之間的圖像差值的幀間預測運動編碼剩餘圖像信息。幀間運動編碼包括產生運動矢量，該矢量表示了當前被處理的塊和先前重構的圖像中的塊的偏差。表示當前塊和先前塊之間的最佳匹配的運動矢量被編碼和發送。同樣，每一個運動補償的8×8的塊和預先重建的塊間的差值(餘數)在傳送前進行了DCT變換、量化和可變長度編碼。這個運動補償編碼過程在上面提到的Ang等的文章中有更詳細的描述。
輸入的壓縮過的像素數據塊在被單元12進行可變長度解碼前由單元10緩存。在一種主要等級、主要形式(main level，main profile)的MPEG數據流的情況下，緩存器10有1.75兆位的存儲容量。來自單元12的解碼壓縮數據在施加到加法器18的一個輸入端之前由逆量化單元14和逆離散餘弦變換(DCT)單元16解壓縮。逆量化器14提供的步長由一個來自緩衝器10的信號控制以確保平滑的數據流。由解碼器12提供的到運動補償單元22的解碼後的運行矢量將在下面論述。解碼器12也產生已知的幀內和幀間方式選擇控制信號，為了簡化圖形在圖中沒有示出。由單元12、14和16所完成的操作是在例如發送器的編碼器完成的對應操作的相反過程。圖1中的MPEG解碼器使用已知的MPEG處理技術重建收到的圖像，這將簡要地在下面描述。
重建的像素塊由加法器18的輸出提供，這是通過將來自單元16的剩餘圖像數據與根據幀存儲器20的內容在運動補償單元22的輸出端提供的預測圖像數據相加得到的。當像素塊的整個幀都被處理後，產生的重建的圖像存儲在幀存儲器20中。在幀間模式中，從解碼器12獲得的運動矢量用來提供來自單元22的預測塊的位置。
依據本發明的原理的圖像重建過程涉及加法器18，存儲器20和運動補償單元22，它的好處在於由於使用了以塊為基礎的壓縮器30而極大地減少了存儲器需求。特別是幀存儲器20需要的存儲量減少了預定的量例如50％(或更多)，這是由單元30的壓縮功能完成的。壓縮器30的附加細節將在圖3的有關內容中討論。
存儲器件20的已減少存儲器需要量的圖形表示如圖2所示。在圖2中，左邊的存儲器圖表示了全尺寸存儲器之中像素塊的映像圖。右邊的圖說明如何用減小了50％的存儲器來存儲由單元30壓縮的塊。如將在下述對圖3中所示的壓縮網絡的論述中所描述的一樣，每一個塊(如塊C)保證適合於存儲在全尺寸存儲器通常所需空間的50％或更小的存儲器中。即由單元30提供的壓縮是50％或者更多。在這個例子中，在壓縮後剩下的任何未用存儲器空間仍然是被保留下來，以便任何塊的數據的開始位置是已知的位置或起始地址。
在全尺寸存儲器中，由於在視頻幀像素與存儲器像素地址之間存在固定的映像，任何特定的像素可以被定位和訪問。減小尺寸後的存儲器不呈現逐像素的映像。在存儲器中代之以像素塊的映像。如果需要一個的特定塊中的特定像素，也許需要訪問整個數據塊。
一個常規MPEG 2的主要等級、主要形式的系統(720×480像素)為存儲三個視頻幀需要12,441,600位的幀存儲容量。在存儲前按照本發明如上所述壓縮這些幀50％，為MPEG解碼僅僅需要7,970,800位存儲器。即，單元20的6,220,800位幀存儲器和單元10的1,750,000位緩衝存儲器。所以，如果系統使用一個典型的16兆位外部存儲器裝置，僅僅需要8兆位存儲器空間進行MPEG解碼，留下其餘的外部存儲器容量可以用於其他目的，例如屏幕顯示、微處理器RAM、傳輸緩衝器或者其他特定緩衝器。當發展了更小的集成電路時，把解碼器存儲器與其它解碼器網絡結合在同一個集成電路上也許是可能的。減少HDTV解碼器系統中的存儲器需要量將帶來很大的節約。例如在美國Grand Alliance提出的HDTV系統中幀存儲器需要量是1920×1080×1×3＝75,202,560位。由於壓縮了50％，存儲器需要量減少成37,601,280位。
在運動補償處理環路中，在將數據存儲到存儲器20之前因通過壓縮器30作了壓縮處理，則要求將數據在單元22前進行解壓。這是由以塊為基礎的解壓器32完成的，其呈現與壓縮器30的操作相反的操作過程。以塊為基礎的解壓器34與單元32類似，它在存儲的像素塊被送到顯示處理器26以前對其解壓。例如，處理器26可包括用來調節顯示像素數據的電路、顯示驅動網絡和圖像再現設備。
已描述的存儲器減少技術可以與MPEG 2主要等級、主要形式的解碼器一起使用，該解碼器能夠解碼圖像解析度高達CCIR 601(720×480像素)的MPEG 2數據流。這個技術同樣適用於MPEG 1數據流，和包括高清晰度格式，比如可能與廣播、有線和衛星電視信號及其他類型的信息載體信號等有關的其他圖像解析度。
來自存儲的亮點(anchor)幀比如I幀的數據通常是根據從輸入的已壓縮數據流中收到的運動矢量以隨機方式訪問。以塊為基礎的壓縮方案保持來自於幀存儲器的像素數據的合理的可訪問性。已經發現8×8的像素塊可以與已公開的壓縮方案配合的很好。較大的像素塊允許使用更完善的壓縮技術，代價是降低像素的可訪問性。較小的塊以更少壓縮選擇的代價換來訪問像素時更好的顆粒度。根據特定系統的需要，可選用各種類型，包括量化和變換在內的壓縮方法完成壓縮器30的功能。
所用的壓縮類型最好應(但不是必須)展示某種特性。每一塊都應該壓縮預定的量或更多，以使得每一個壓縮塊的位置容易確定，如結合圖2的存儲器映像所說明的那樣。每一塊都應該獨立於其他塊壓縮/解壓。這樣任何塊都可以在不讀取任何其他塊的情況下被訪問。理想情況下壓縮/解壓過程應該沒有損失，但是不能保證這對任何尺寸的塊都能實現。因此壓縮/解壓過程不應在再現的圖像中產生令人討厭的人造痕跡。
圖3表示了壓縮器30使用一個特別有利的壓縮技術。這一壓縮技術利用與固定的壓縮網絡並行的可變壓縮網絡。這些壓縮網絡同時對相同像素塊操作。可變壓縮網絡優點在於壓縮是沒有損失或者幾乎沒有損失的，是優選的壓縮網絡。如果可變壓縮網絡不能成功地完成預定地完成預定的要求的數據壓縮量，就代之以固定壓縮網絡的輸出。當固定壓縮網絡能獲得所要求的壓縮量時，這個網絡具有有損耗的缺點。
在圖3中，來自源18的數據施加到包括並行獨立的數據壓縮的路徑314和320的數據壓縮網絡的輸入端312。路徑314是幾乎沒有損失的路徑，它包括提供壓縮數據到多路復用器(MUX)325的信號輸入端之一的可變壓縮處理器316和位計數器318。位計數器318監視單元316壓縮的每一個數據塊的位數，並且提供一個開關控制信號到MUX 325的控制輸入端。壓縮路徑314的其它細節在圖4中示出並將結合該圖討論。路徑320是有損耗路徑，它包括固定壓縮處理器322，在圖5中有更詳細的顯示。單元322的壓縮輸出數據提供到MUX 325的另一信號輸入端。MUX 325或者將來自路徑314的壓縮數據或者將來自路徑320的壓縮數據提供到壓縮網絡的輸出端328，下面將對此進行更詳細的解釋。輸出的壓縮數據被送到圖1所示的幀存儲器20。
以塊為基礎的壓縮網絡314、320獨立地壓縮每一個像素塊，從根本上保證了每一塊可以壓縮預定的壓縮係數或者更多。或者是壓縮路徑314或者是路徑320的輸出被選擇作為存儲器20的輸入，以便提供令人滿意的圖像質量和所要求的壓縮係數(在本例中為50％)，也可利用大於50％的壓縮係數。然而，已確定不超過50％的壓縮係數產生好的結果。與不用這種壓縮的常規解碼處理相比25％壓縮係數是基本上透明的。與沒有減少存儲器需求的常規解碼處理相比，壓縮50％的結果更不透明，但是該結果是可接受的並且不認為有很大差別。
壓縮網絡的多路徑性質取得了高的圖像質量，且確保至少取得固定的壓縮係數。可變壓縮路徑314展示了無損的或者幾乎無損的壓縮，但是由路徑314提供的輸出位數是可變的。路徑314的壓縮塊輸出位數由計數器18監視。如果314的壓縮塊位數等於或者小於與預定的壓縮係數相關的預定目標位計數，MUX 325選擇路徑314的壓縮數據輸出並傳輸到存儲器20。否則使用固定壓縮器322的壓縮塊輸出。固定壓縮器322使用帶量化的有損壓縮例程以便產生固定的目標位輸出。為了便於解壓，對每一個壓縮塊，每一個壓縮網絡插入信令信息到數據流中表明在這個塊上完成的壓縮的類型。插入在每一個壓縮數據塊的開始，例如首標中的信令信息可以是一位或多位。這些信令位被解壓網絡32和34(圖1中)檢測，他們完成用於壓縮與給定信令位相關的塊的壓縮過程的相反過程。首標可以含有其它控制信息，比如量化控制信息。
在圖像的平滑區域中最好使用可變壓縮，以避免煩人的邊緣人造痕跡。在這種區域上圖像質量基本上可以保證很高，因為可變壓縮器316極少使用或不使用量化，這是幾乎沒有損失的過程。另一方面，固定壓縮器322可以用在含有許多細節信息的圖像區域中。因為這種區域中的量化噪聲不會引入許多感覺得到的誤差，在路徑320中受到固定壓縮的圖像區域的可感知的質量將很可能不錯。然而，不必一定用這種方式選擇使用可變和固定壓縮，雖然在許多系統中這樣做將帶來好處。這兩個壓縮的塊使用的選擇是簡單地根據來自可變壓縮器316的壓縮塊的位計數進行的。如果位計數表明壓縮器16取得了所要求的壓縮，就使用它。否則使用壓縮器22。
由壓縮網絡314、320完成的基於塊的壓縮和每一塊的獨立壓縮允許解碼器不需要涉及任何其他塊的信息就可以對每一塊解碼。因為每一塊都是用預定的壓縮係數壓縮的，所以每一塊的第一個像素的存儲器地址提前就已經知道了。因此從存儲器可訪問每一塊而不需任何其它塊的信息。在這個意義上，注意到在存儲器中為每一塊保留有區域。在50％壓縮情況下，每一個保留區域都是原始塊大小的一半。由於塊的位數是被數過的，必要情況下使用壓縮器322的輸出，這樣每一個壓縮塊將能保留在為它留下的存儲區域中。如果優選壓縮器316成功地取得了大於目標壓縮量的壓縮，則使用壓縮器316的輸出，並且一些保留的存儲器空間沒有被壓縮數據塊使用。即，每一個壓縮塊從預定的起始地址開始填充為它預留的存儲器空間，持續到一個小於為它預留的結束地址的地址。這個過程結合圖2說明。
以塊為基礎的壓縮最好能夠取得高的壓縮效率和容易訪問一個像素塊中的每一個像素，即使這兩個結果在性質上是相互矛盾的。即，高壓縮效率要求大的塊尺寸，而容易訪問像素需要小的塊尺寸。已經發現用8×8和16×4像素的像素塊尺寸可以基本獲得這兩個特徵。如前所述這些塊在單元10中形成所要求的N×N的像素尺寸。
在這個例子中，每一個基於像素塊的場都被以圖6中所示的光柵方式掃描，從左到右地向下掃描。這種掃描是在單元316和322中利用延時元件452-456和552-556實現的，這在圖5和圖6中分別表示了出來，即將進行論述。可變壓縮網絡如圖4所示。這個網絡應用帶自適應預測的DPCM環路，使用已知技術產生差值信號(餘數)。該差值被可變長度編碼，所得到的編碼差值位數被監視，以判斷對當前塊是否達到了所要求的壓縮係數。
在圖4中，差值網絡442產生表示分別施加到單元442的正相輸入端(+)的輸入像素值與施加到單元442的反相輸入端(-)的預測像素值之間的差值的輸出。預測值是通過DPCM處理環路獲得的，它包括差值器442、可變長度編碼器444和完成與單元444完成的編碼操作的相反過程的可變長度解碼器446。為了實現無損或幾乎無損的壓縮，可變長度編碼器可包括一個可選的高解析度量化器和一個熵編碼器(例如霍夫曼編碼器)。可變長度解碼器包括逆量化器和熵解碼器。來自單元446的逆向解碼輸出在448單元中與來自預測網絡的輸出相加，該預測網絡包括預測器450和相關的像素延時單元452，454和456。這些單元分別提供1、7和1個像素的延時。來自單元450的預測像素值施加到加法器448和差值器442的輸入端。
圖7示出了與DPCM網絡的預測處理和編碼操作相聯繫的一組4個像素A，B，C和X(待預測的像素)的示範分布。這組像素也在圖6所示的像素塊中標出。在該例中，像素B相對於像素C有一個像素間隔的延遲，像素A相對於像素B有七個像素間隔的延遲，像素X相對於像素A有一個像素間隔的延時。DPCM預測過程是公知的，將在下面論述。來自可變長度編碼器444的輸出端的壓縮像素數據在被送到圖3中的MUX 325前緩存在單元460中。緩衝器460存儲可變壓縮處理的輸出直到處理完整個塊，此時可以斷定是否實現了目標壓縮係數。
從編碼器444輸出每一個壓縮塊的位計數由位計數器418監視，這可以通過任何幾個已知技術實現。在每一個像素塊被可變壓縮後，計數器418提供一個控制輸出信號，如果壓縮的位計數位於或低於預定的門限，這表明可變壓縮器已到達或者超過了所要求的壓縮量。將這個控制信號提供到MUX325的切換控制輸入端以使MUX 325將可變長度壓縮器的輸出傳送到應用網絡。否則，來自固定長度壓縮器的壓縮後的塊輸出(同一像素塊的)被傳送到應用網絡。
固定壓縮網絡如圖5所示。與可變長度壓縮器一樣，這個固定壓縮網絡也使用帶自適應預測的DPCM環路。在圖5中，單元548、550、552、552、554和556完成圖4中對應單元的同樣功能。差值網絡542也完成圖4中單元442的同樣目的，即產生一個剩餘像素值，但存在略為不同的前後關係，將在下面進行論述。
固定壓縮網絡使用由於DPCM處理的結果在單元542輸出端提供的差值(餘數)像素值的非線性量化。單元542的正相輸入端(+)接收通過64像素延時單元555延時64像素間隔的輸入像素值。單元542的反相輸入端(-)接收來自預測器550的預測像素值。單元542的餘數像素值輸出分別由單元556和558量化和逆量化。由單元556提供的量化是固定的，保證所要求的固定數據壓縮量。例如，為了完成8位數據字的50％壓縮，單元556除去最後四個最低有效位。固定壓縮量不少於所要求的壓縮量。單元556和558在最小/最大比較網絡560控制下操作，這個網絡決定了每一個像素塊的最小和最大像素值。
也可安排量化器556使用固定量化器規則。然而，根據與所處理的塊相關的最小和最大像素值來採用量化器規則更有效。最小/最大比較單元560決定這些值。單元555提供了在給定塊的第一個像素被處理以前測試該塊的全部64個像素的最大值和最小值所需要的時間延遲。
倒回去參考圖3，壓縮器322沒有固有的延時，但是最小值/最大值比較和延時單元555的組合(圖5)使壓縮器322產生一個塊的延時，這與可變壓縮路徑顯示的一個塊的延時相匹配。固定長度壓縮網絡對每8×8像素塊的64個像素的每一個估算兩次以便決定該塊的最小和最大像素。由單元555提供的64個像素的(一個塊)延時有利於這個過程。最小和最大值被用來在正被處理的每一塊使用的非線性量化規則之間作出適合地選擇。需要對每一塊進行兩次估算的兩遍方法不會給系統帶來額外的等待時間，因為當判斷可變長度壓縮器是否達到了所要求的壓縮時已經由可變壓縮路徑的緩衝器460提供了一個塊的延時。
如上面所提到的，當壓縮器316和322並行設置，且固定壓縮器使用了最小/最大值比較時，壓縮器322中有一個塊的延時。可變壓縮器316沒有固有的一個決的延時，所以為了等待壓縮器322的輸出，位緩衝器460保持這些位一個塊的時間長度。如果固定壓縮器322不使用最小/最大值比較，那麼壓縮器322不會呈現一個塊的延時。可變壓縮器316由於緩衝器460而不會呈現出固有的一個塊的延時。在作出使用可變或固定壓縮輸出中的哪一個的決定以前，緩中器460存儲壓縮器316的位。當可變和固定壓縮網絡並行設置時，位計數器318決定使用哪一個輸出。
然而，壓縮器316和322不必並行設置，如圖8所示。在這種情況下，壓縮器316首先處理像素塊，同時最小/最大值比較單元560決定該塊的最小和最大值，像以前解釋的那樣。在一個塊延時以後，將會知道壓縮器316是否已達到了目標壓縮，因此知道固定壓縮器322是否需要處理這個塊。如果可變壓縮器316已獲得目標壓縮係數，它將輸出可變壓縮塊到幀存儲器。否則，單元322將壓縮這個塊。由於壓縮器316和322可含有類似的結構和功能單元，這種實施方式的一個好處是允許這些用在可變壓縮單元316中的類似單元在單元322中可被再次用於固定長度壓縮。
相應於圖5中的量化器556適當地改變量化規則並不是必須的。可以使用簡單的線性量化。根據最小/最大像素值修改量化器規則減少了損失量。對每一個塊都掃描一次以便找到最小/最大像素值。知道這些值就允許在第一個(餘數)值量化前選擇適當的量化規則。單元555延時第一個像素直到建立這條量化規則，逆量化器558也使用這條規則。這可能需要增加信令位到數據流中，以便通知正使用的量化規則的解壓功能。
可以把量化器看作一種查詢表的形式，以來自單元542的輸出位代表地址。在50％壓縮的情況下，量化器556輸出4位數據。量化器556的輸出是一個被單元558引用的索引，近似於單元542的輸出。這是損失可能發生的地方，因為若單元558的輸入只是4位數據，僅僅有16種可能的數據組合，而單元542能提供高達256種可能輸出。圖5中的固定壓縮網絡不需要輸出緩衝器。
在這個實例中，圖4和5的壓縮網絡使用相同的DPCM預測編碼處理。使用先前編碼的那些像素對當前正被編碼的像素進行預測，它們是解壓器32和34(圖1)所知道的。預測過程能夠參考圖7進行解釋，其中像素X是有待進行預測編碼的像素值。像素A、B和C事先已經被預測編碼，對解壓部分來講是已知的。X的預測值X預測依據下面的偽碼使用A、B和C的值，所述偽碼描述了要使用的算法如果(|A-C|＜e1|B-C|＞e2)，X預測＝B
否則如果(|B-C|＜e1|A-C|＞e2)， X預測＝A否則 X預測＝(A+B)/2其中值e1和e2是代表預定門限的常數。這個算法僅僅用於不位於被處理塊的第一行或者第一列的像素。一些例外的處理如下塊中的第一個像素在不參考任何其他像素的情況下非常精確地被編碼，第一行中的像素使用像素值A作為預測值，第一例中的像素使用像素值B作為預測值。基本上，這種算法試圖檢測邊緣。在第一種情況中，建議垂直邊緣在像素C與B之間和像素A與X之間。因此B是最佳預測值。在第二種情況下，在A與C和B與X之間存在一個水平邊緣，這樣A是最佳預測值。在第三情況中，找不到明顯的邊緣。在這種情況下，A和B是同樣好的預測值，所以使用他們的平均值。
所公開的以塊為基礎的數據壓縮網絡用來處理MPEG兼容的數據字是有利的。該網絡展示了用於減少存儲8×8亮度數據或者4×4U、V(色度)數據所需要的存儲量而幾乎沒有損失的壓縮。壓縮的量是可選擇的，例如可以是25％或者50％。低對比度、低細節圖像塊通常沒有損失地被壓縮，而高對比度，高細節數據塊可能經歷一些可接受損失，特別在50％數據壓縮的情況下。雖然在一些情況中解壓後的像素塊與原始像素塊相比也許呈現出差別，但是所公開的壓縮系統在用於減少存儲器需求的水平細節減少上是最佳的。在圖3中所示的壓縮系統能在MPEG規範的所有形式和所有各級中使用，也可用於其他數字數據處理方案。
雖然壓縮器30有利地使用了在圖3和圖8中所示的雙重壓縮網絡，但是能去除這些壓縮網絡之一以便簡化系統。例如，為簡化硬體設計，單獨使用固定長度壓縮網絡也許在一些系統中已經足夠。
權利要求
1.一種處理圖像表示信息的系統，其中一個MPEG兼容解碼器的特徵在於用於解壓包含MPEG編碼數據的輸入數據流以便產生解壓數據的解壓器(12，14)；用於壓縮所述解壓數據以產生重新壓縮的數據的壓縮器(30)；存儲所述重新壓縮的數據的存儲器(20)；和處理由所述存儲器存儲的數據的輸入網絡(34，26)。
2.如權利要求1所述的系統，其進一步的特徵在於在由所述存儲器存儲的數據被提供到所述輸出網絡之前，對其解壓的又一解壓器。
3.如權利要求1所述的系統，其進一步的特徵在於用於處理解壓後數據的運動信息處理網絡，其中在由所述存儲器存儲以前所述壓縮器壓縮所述運動處理網絡處理後的數據；以及所述輸出網絡是一個處理由所述存儲器存儲的數據的圖像處理器。
4.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述圖像代表數據包括預定尺寸的圖像像素數據塊。
5.如權利要求3所述的系統，其特徵在於所述運動處理網絡包括一個運動補償網絡，具有用於從所述存儲器接收存儲的數據的輸入端，以及用於提供運動補償後的數據的輸出端；用於組合所述運動補償後的數據和來自所述解壓器的所述解壓後的數據的組合器；和所述壓縮器將來自所述組合器的組合後的數據傳送到所述存儲單元的輸入端。
6.如權利要求5所述的系統，其進一步的特徵在於在來自所述存儲器單元的輸出數據被提供給所述運動補償網絡前將其進行解壓的第二解壓器。
7.如權利要求5所述的系統，其進一步的特徵在於在來自所述存儲器單元的輸出數據被傳送給所述輸出圖像處理器前將其進行解壓的第三個解壓器。
8.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述壓縮器是以塊為基礎的壓縮器。
9.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述壓縮器含有展示第一數據壓縮特性的第一壓縮器；展示不同的第二數據壓縮特性並與所述第一壓縮器同時接收待壓縮的數據的第二壓縮器；和用於傳輸呈現所需壓縮係數的壓縮數據的選擇網絡，該網絡將數據從所述第一和第二壓縮器中的一個或另外一個傳輸到所述存儲器單元。
10.如權利要求9所述的系統，其特徵在於所述第一壓縮器展示可變壓縮特性；和所述第二壓縮器展示固定壓縮特性。
11.如權利要求10所述的系統，其特徵在於所述可變壓縮優先於所述固定壓縮，因此所述選擇網絡作如下選擇(a)當所述可變壓縮數據展示預定的所要求的壓縮係數或者更大時選擇來自所述第一壓縮器的可變壓縮數據；和(b)當所述可變壓縮後的數據展示低於所述壓縮係數時選擇來自所述第二壓縮器的固定壓縮數據。
12.如權利要求11所述的系統，其特徵在於所述壓縮器包括展示可變數據壓縮特性的以塊為基礎第一壓縮器；展示固定數據壓縮特性的以塊為基礎第二壓縮器；所述第二處理器與所述第一壓縮器並行操作；將圖像數據塊同時施加到兩個所述第一和第二壓縮器的裝置；耦合到所述第一壓縮器用於判斷一個由所述第一壓縮器處理的數據塊是否展示所要求的壓縮係數的裝置；和一個有選擇地傳輸數據到所述應用網絡的選擇網絡，(a)當所述可變壓縮數據展示一個要求的預定的壓縮係數或者更大時，選擇傳送來自所述第一壓縮器的可變壓縮數據，和(b)當所述可變壓縮數據展示低於所述壓縮係數時，選擇傳送來自所述第二壓縮器的固定壓縮數據。
13.一種處理MPEG編碼後的圖像代表數據的數字數據流的方法，其特徵在於如下步驟(a)解壓所述MPEG編碼數據的輸入數據流以便產生解壓數據；(b)壓縮所述解壓後的數據以便產生重新壓縮數據；(c)存儲所述重新壓縮數據；和(d)提供所述存儲的重新壓縮數據到圖像信息處理網絡。
14.如權利要求13所述的方法，其進一步特徵在於步驟(e)在提供所述存儲數據到所述圖像處理網絡前解壓所述存儲數據。
15.如權利要求13所述的方法，其特徵在於所述壓縮步驟(b)執行基於塊的壓縮；以及所述解壓步驟(a)完成以塊為基礎的解壓。
16.如權利要求13所述的方法，其進一步特徵在於步驟(e)解壓存儲在所述存儲器中的信息以便產生供顯示的輸出圖像信息；和(f)傳輸所述供顯示的圖像信息到顯示處理器。
17.如權利要求13所述的方法，其進一步特徵在於步驟(e)解壓存儲在所述存儲器中的信息以產生解壓存儲信息；(f)運動處理所述解壓存儲信息以產生運動信息；和(g)結合所述運動信息與所述解壓數據以產生所述在所述壓縮步驟(b)中壓縮的信息。
全文摘要
一種MPEG兼容的解碼器接收編碼、壓縮後的圖像表示像素塊形式的數據。該解碼器包括用於存儲與解碼處理有關的重構的像素塊的幀存儲器(20)。先前解壓的數據在被寫入存儲器前被重新壓縮(30)。存儲的解壓數據被解壓供顯示(34，26)或在需要時用於諸如運動補償處理(32，22)的解碼功能。在寫入數據到存儲器前完成的壓縮是以塊為基礎的壓縮，使用來自兩條不同壓縮路徑之一的壓縮數據，這兩條路徑同時壓縮一個給定的像素塊。
文檔編號H04N7/26GK1160253SQ96123238
公開日1997年9月24日 申請日期1996年12月19日 優先權日1995年12月27日
發明者巴斯·A·坎菲爾德, 韋-曼·拉姆, 比利·W·小拜爾斯 申請人:湯姆森消費電子有限公司