圖象的顯示方法及裝置的製作方法
2023-04-29 23:29:36
專利名稱:圖象的顯示方法及裝置的製作方法
本發明涉及圖象顯示，尤其是涉及圖象編碼的一種方法，此方法把一圖象的象素信息編碼成為數字數據，以便記錄在一合適的存貯介質上。本發明還涉及一種解碼方法，以便把這種數字數據解碼，恢復其原始的象素信息。本發明更進一步涉及實現這些編碼和解碼方法的裝置，以及使用這種解碼裝置的數據顯示設備。
在一典型的電子圖象顯示設備中，在顯象管(CRT)屏幕或其他顯示設備上顯示出來的圖象，是由離散象素組成的，每一個象素由一個對應的數字碼表示，此數字碼以色度和亮度象素的成分值來確定一象素。這些數字碼的每一個被存貯在一顯示存貯器中的一地址，對應於該碼表示的象素在顯示圖象中的位置。本顯示設備的工作同步、對顯示存貯器進行周期性的尋址，以便讀出數字碼，用以產生視頻信號驅動顯示設備。由上述類型的電子圖象顯示產生的顯示器稱為比特-映象顯示器，具有例如360×280象素解析度。該裝置可以包括一背景存貯器，其中存有大量的圖象象素信息。當一顯示圖象將為一新的圖象所代替時，此新圖象的象素信息必須能夠在顯示存貯器中作為相應的數字碼取得，以表示新圖象的離散象素值。象素信息可以存貯在背景存貯器中作為真實的各自的數字碼，以表示離散的象素數值，這樣，新圖象的數字碼可以由背景存貯器中讀出並直接寫入顯示存貯器中，以代替前一顯示圖象的數字碼。
關於新圖象數字碼這種讀/寫操作所需要的時間，除其他因素之外，尤其決定於背景存貯器的操作速度(即數據的存取速度)。當背景存貯器為大容量存貯器時，例如用作光學記錄載體(即小型光碟)作用的只讀存貯器(CDROM)在某些應用中其工作速度可能太慢。特別是，經驗已經得出，上述類型的圖象顯示裝置的使用者只能允許顯示器有約一秒鐘的延遲時間用來使一新圖象更換已顯示的圖象。如果延遲時間明顯地較長，那麼這種設備在審美學上是不可接受的，這樣一來，為了變換正在顯示的圖象，由背景存貯器到顯示存貯器所能夠轉換的象素信息的數量就受到了限制。
業已發現，關於解析度增強型顯示器需要大量的圖象信息，這種限制性已經成為一個難題。只讀存貯器(CDROM)能容易提供所需的存貯容量，但已經證明難於足夠快地存取這種象素信息。例如，一個使用360×280象素矩陣的正常解析度圖象顯示器，如前所述，用來由一隻讀存貯器把表示離散象素數值的數字碼輸入顯示存貯器所用的時間被認為是處在使用者可接受性的邊緣。然而，對於人們所期待的使用720×560象素矩陣(即具有四倍數目的象素)的解析度增強型圖象顯示器來說，載入表示離散象素值的數字碼要增加四倍時間，這是不可接受的。
本發明的一個目的是提供給解析度增強型圖象顯示一更有效的形式來對多元象素中至少是一個象素成分數值進行編碼，以減少需要存貯的數字數據的數量。
根據本發明的一個方面，組成一圖象的多元素中至少是一象素成分值的象素信息被一種圖象編碼方法編碼成數字數據，以便能夠記錄在一合適的存貯介質上，此方法包括下列步驟(a)取得所說的象素信息，作為m×n象素成分的第一矩陣，其中m和n為整數，(b)對第一矩陣的這些象素成分數值進行低通濾波以產生出m×n象素成分數值的第二矩陣，與第一象素的成分數值比較，這些象素成分數值是一降低了解析度的圖象，(c)逐象素地自第一矩陣減去第二矩陣，以產生m×n差數的第三矩陣，這些差數與第一矩陣的象素成分值比較，降低了象素與象素的相關應，(d)把上述差數值的第三矩陣編碼為第一套數字數據以便存貯在一存貯介質上，(e)對象素成分值的第二矩陣進行十中抽一的濾波，以產生一密度降低的m/a×n/b象素成分數值的第四矩陣，其中a與b分別為m與n的因子，(f)把帶有或不帶有連續編碼的所說的第四象素成分數值矩陣形成第2套數字數據以存貯在一個存貯介質上。
依據本發明的另一個方面，一個對上述編碼方法取得的數字數據進行解碼，以恢復其原始象素信息的方法由下列步驟組成(g)對表示差數值的第一套數字數據進行解碼以重新組成差數值的第三矩陣，(h)如果需要，對表示密度降低的象素成分數值的第二套數字數據進行解碼，以重新組成象素成分數值的第四矩陣，(i)對上述第四矩陣象素成分數值進行插入濾波以恢復所說的象素成分數值的第二矩陣，(j)一個象素一個象素地重建的第三矩陣和恢復的第二矩陣結合起來以恢復其象素數值表示原始象素信息的所述第一矩陣。
依據上述步驟(a)到(f)的編碼方法可包括進一步驟(k)在存貯介質上記錄由步驟(d)和(f)產生的數字數據。依據上述步驟(g)到(j)解碼方法可包括進一步驟(d)從存貯介質上讀出步驟(g)和(h)所需的數字數據。
實施本編碼方法時，對步驟(b)中第一矩陣象素成分數值做低通濾波和對步驟(e)中第二矩陣進行十中抽一濾波，都可以用一個2的因數水平地和垂直地進行，這樣做以使解碼方法中步驟(h)產生的重建第四矩陣象素成分數值可能被直接用於有關象素信息以得到正常的解析度。
對本發明首次考慮時，可能出現這樣的想法，即因為步驟(c)產生的差數數據與步驟(a)處理的原始未經處理的數據相比，密度並不降低因此所提出的編碼方法沒有數據壓縮的優點(因而不節省存貯容量和讀出時間)。然而，事實並不如此，這種解釋忽略了真實圖象的統計量和人眼的特性，這二者對予期性編碼是有益的，本發明的編碼方法是予測編碼的一種特殊情況。因為，作為象素信息來源的一個圖象的所有部分是缺乏細微內容的，由低通濾波器產生的象素成分數值的第二矩陣，其作用如一優良的予測器，因此，對於圖象的大面積，差數值可以小到足以接近零又不引起視覺誤差。在有細微內容的面積上，差數值可能大些，但在那些面積內可利用眼睛在邊角附近或細微內容中靈敏度很低這一事實，使大些的差數值粗糙些，可能地被數量化到3數值那麼小。
因此，依據本發明的編碼方法可以包括下面的一步驟(m)，如步驟(d)所處理的那樣，在此步驟中編入第一套數字數據內的差數值編碼，在於對這些差數值量化，並由各自的多比特編碼或者是作為零差數值的運轉長度碼統計地對量化值編碼。
實現數據的進一步壓縮，可利用另一壓縮步驟把第四矩陣的象素成分數值編碼進入第二套數字數據以便存貯，如步驟(f)。這進一步的壓縮步驟也是以自然圖象有高度空間相關性以及一般地適度的邊界過渡這一事實為依據的。這就是說，對於一定的帶寬，△編碼比絕對編碼更能顯著地改進壓縮，並保持圖象質量。
因此，依據本發明的編碼可以包括更進一步的步驟(n)，在此步驟中，把第四矩陣象素成分數據編進入第二套數字數據，包括這些象素成分數值的△編碼。
當然，很明顯，當編碼方法使用這些進一步的步驟(m)和/或(n)，解碼方法將包括互補解碼步驟以便於進行統計解碼和/或△解碼。
依據本發明的一種解碼方案包括-為取得形成圖象的多元象素中至少是一個象素成分數值象素信息的裝置，如第一矩陣中m×n象素成分數值，其中m和n是整數，-為對第一矩陣這些象素成分數值進行低通濾波以產生m×n象素成分數值的第二矩陣的裝置，這些象素成分數值與第一矩陣象素成分數值比較，其圖象解析度是降低的。
-為一個象素一個象素地從第一矩陣減去第二矩陣以產生m×n差數值的第三矩陣的裝置，這些差數值與第一矩陣象素成分數值比較，象素與象素的相關性是降低了。
-為把所說的差數值的第三矩陣編碼成為第一套數字數據以使存貯於一存貯介質上的裝置，-為對上述象素成分數值的第二矩陣進行十中抽一濾波以產生密度降低的m/a×n/b象素成分數值的第四矩陣的裝置，其中a和b分別為m和n的因子，
-為把上述象素成分數值的第四矩陣組成第二套帶有或不帶有連續編碼的數字數據以便存貯於存貯介質的裝置。
一個根據本發明的解碼方案包括-為對所述的編碼裝置產生的表示差數值的第一套數字數據進行解碼以便重建數差數值的第三矩陣的裝置，-為在必要時對由所述編碼裝置產生的表示密度降低的象素成分數值的第二套數字數據進行解碼以重建象素成分數值的第四矩陣的裝置，-為對所述象素成分數值的第四矩陣進行插入濾波以恢復所述象素成分數值的第二矩陣的裝置，-為一個象素一個象素地把已重建的第三矩陣和已恢復的第二矩陣聯合起來以便恢復所述其象素成分數值表示原始象素信息的第一矩陣的裝置。
這種編碼方案還可以進一步包括其他裝置，以便進一步把合成的數字數值記錄在一存貯介質上，解碼方案還可以進一步包括另外的裝置以便由存貯介質上讀出所述數字數據。
在編碼方案中，對第一矩陣象素成分數值進行低通濾波的裝置和對第二矩陣象素成分進行十中抽一濾波的裝置都可以用2的係數水平地和垂直地實現濾波。
該編碼方案可以包括另外的裝置，進一步由此裝置把差數值編碼為數字數據，在於把這些差數值進行量化以成為數目少些的量化值，包括零，以及相應的多比特編碼或者是作為零差數值的運轉長度碼對量化值進行統計編碼。
編碼方案還可以包括另外進一步的裝置，以便把第四矩陣象素成分數值編碼為數字數據，包括這些象素成分數值的△編碼。
解碼方案則將包括了互補解碼裝置以便進行統計解碼和/或△解碼。
為了對本發明更充分地理解，現在以附圖為例，以供參考。
圖1表示依據本發明的編碼方法，圖2表示依據本發明的解碼方法，圖3表示採用圖1編碼方法的編碼方案，圖4表示採用圖2解碼方法的解碼方案，圖5表示可以實施的圖4解碼方案中的圖象顯示設備。
參考這幾幅圖，圖1中依據於本發明編碼方法的示意圖，示出一低通濾波步驟1，一個十中抽一濾波步驟2，一個差數步驟3，一第一編碼步驟4，及可選擇的第二編碼步驟5。作為表示一幅圖象的多元象素中至少是一個象素成分數值的象素信息被加到步驟1的低通濾波器以及差數步驟3，此象素信息通過示例假設為包括720×560象素成分數值(HI)的第一矩陣M1。此象素信息是關於一個增強解析度的顯示，它比標準的625行攝象機解析度和播音室質量都好，並且要求高清晰度電視屏幕以求完好的解析度來顯示圖象。
步驟1的低通濾波器實現低通濾波以產生720×560象素成分數值(LO)的第二矩陣M2，與第一矩陣象素成分數值相比，這些象素成分數值從屬於解析度降低的圖象。差數步驟3，由第一矩陣M1一個象素一個象素地減去第二矩陣M2以產生720×560差數值(DI)的第三矩陣M3，這些差數值(DI)是由首次編碼的步驟4進行量化和統計編碼成為第一套合成數字數據RDD1，十中抽一濾波步驟2既水平又垂直地取第二矩陣M2的每第二個象素成分數值以產生象素密度降低的360×280象素成分數值(NO)的第四矩陣M4。此第四矩陣M4所表示的象素信息是屬於正常解析度顯示器的。二次編碼步驟5在用時是把第四矩陣M4象素成分數值編碼成為第二套合成數字數據RDD2，否則，第四矩陣M4的象素成分數值直接形成第二套合成數字數據RDD2。這些象素成分數值以及矩陣M1和M2那些象素成分數值以及矩陣M3的差數值，可以是轉換的脈衝編碼調製(PCM)數據。這兩套數字數據RDD1和RDD2都可以用來存貯於一合適的存貯介質SM上。
示意圖2中，給出了根據本發明的解碼方法，第一次解碼步驟6(其存在以圖1編碼方法中編碼步驟5的存在為前提)，步驟7第二次解碼，步驟8插入濾波和相加或合成的一個步驟9。
由存貯介質SM讀出的第一套數字數據RDD1被送到解碼步驟7產生一720×560差數值(DI)的恢復矩陣M3′，由存貯介質SM讀出的第二套數字數據RDD2(直接或經解碼步驟6)被送到步驟8插入濾波器，作為重建的360×280象素成分數值(NO)的第四矩陣M4′，插入濾波步驟8產生恢復720×560象素成分數值(LO)的第二矩陣M2′，這兩個恢復矩陣M2′和M3′被送到合成或加法步驟9，產生一個720×560象素成分數值(HI)恢復的第一矩陣M1′。此恢復的第一矩陣M1′構成合成象素信息，可用於關於原始圖象的高解析度顯示。重建的第四矩陣M4′可用於關於原始圖象的正常解析度顯示。
圖1表示的編碼方法中，首次編碼步驟4能夠根據前面討論過的準則實現量化和統計編碼。當只有少數(例如3)量化數值用作矩陣M3中的差數值時，圖2表示的解碼方法中的互補解碼步驟7在需要準確地複製出圖象時，應能從編碼數值中區別開來那些是用於陡變換的那些是用於緩和一些變換的。這種識別的近似作法可以在用於陡變換的一個差數值碼中選擇性地加入一常量權因子，與一由相同碼得到的解碼值比較，此因子將導致解碼值成分「伸展」，但是，由於沒有權因子，該相同的碼因為量化的近似作用，是用於稍小的數值的。
依據本發明的一個附屬特點是，二次編碼步驟5在編碼方法中出現和插入濾波步驟8在解碼方法中的出現被有利地用來提供差數值的更為準確的恢復。編碼步驟5產生△編碼並能由此按矩陣M4的象素成分數值的變化速度提供信息。如圖1中虛線RC/C所示，此信息變化速度在編碼步驟4中是可得到的，使有可能如信息變化速度所確定的那樣，把某一種值的權因子數值包括在差數值的編碼中。在解碼方法中，插入濾波步驟8在為插入過程而處理過的每一個象素成分的值附近有等效信息變化速率，而且，如圖2中虛線RC/D所示，此信號變化等效速率在解碼步驟7中考慮的可變權因子是可做到的。
在圖3中所示的編碼方案中，包括一視頻攝象機10用來產生場面11的圖象取樣，攝象機10產生如720×560離散象素值的矩陣M1中的象素信息供給的圖象取樣。每一個這樣象素數值有三個成分數值，用YUV編碼以3×8比特PCM碼表示，其中Y是象素的亮度成分，U和V是兩個色度成分。因此矩陣M1(以及圖3和圖4的方案中每一種別的矩陣)是由三個離散子矩陣組成，每一個從屬於象素成分數值Y、U和V的一種。這種編碼給出的是未經壓縮的自然圖象，深度為8比特256顏色，因此對於一完整屏幕無隔行掃描圖象，每個象素具有3×8比特，整個需要325K比特的存貯容量，(如果是隔行掃描圖象則需要650K比特)。編碼方案完成數據壓縮，導致此存貯容量的相當規模的節省而不使圖象質量有任何嚴重劣變。
YUV信號被送到低通濾波器12，對這些信號碼進行濾波，結果使720×560象素的矩陣M2中的象素信息解析度較低，這些離散象素數值採用YUV編碼，仍用3×8比特PCM碼表示。
由濾波器12來的Y′U′V′信號被送到一差分電路13。差分電路13也有由攝象機10送來的YUV信號碼，並可做減法操作，把由矩陣M1中的象素數值一個象素一個象素地減去矩陣M2中的象素數值，其結果是720×560象素差數值的矩陣M3，採用YUV編碼，仍由3×8比特PCM碼表示。由差分電路13來的Y″U″V″信號碼被送到量化作用和統計編碼器14。根據本說明書前面給出的理由，矩陣M3中的象素差數值為量化為一小數目的量化值，包括零，而且合成的量化值或者由一相應的多比特碼，或者作為零差數值的運轉長度碼進行統計編碼。合成的信號碼Yd Ud Vd構成第一套數字數據，貯存於存貯介質15。
由濾波器12來的Y′U′V′的信號碼也被送到十中抽一濾波器16，濾波器16既可以水平地也可以垂直地對矩陣M2每第2個象素數值進行濾波，以產生360×280象素數值的矩陣中的低解析度象素信息，這些象素數值採用YUV編碼，仍以3×8比特PCM碼表示。由濾波器16來的Y″U″V″信號被送到一△PCM(DPCM)編碼器17。
合成信號YrUrVr構成第二套數字數據，存貯於存貯介質15。存貯介質15是一個合適的光錄載體(即一小型光碟)，作為一隻讀存貯器以提供數字數據的永久存貯。在存貯前，數字數據將被重新安排(由未示出的合適的重新安排方法)，以便使其與小型光碟的存貯要求兼容。這種重新安排在工藝上是公知的，並可使用塊型和/或卷型編碼，採用如Reed/Solomon碼以實現誤差檢測和存貯數字數據的校正。GB 8507248號申請給出了這種編碼技術的一個例子。
在圖4所示的解碼方案中包括兩個解碼器18和19用來接受來自存貯介質15將被顯示的圖象的兩套數字數據分別的一套，(接著是對此數字數據的重新安排的解除)。解碼器18是一個DCPM解碼器，接收編碼方案的編碼器17產生的合成YrUrVr信號碼。解碼器18輸出的是用Y1″′，U1″′，V1″′信號表示的重建的360×280象素數據的矩陣M4′。這些信號碼被送到一插入濾波器20可以產生用Y1′、U1′、V1′信號表示的恢復的720×560象素數值矩陣M2′。Y1′、U1′、V1′信號被送到一加法電路21。
解碼器19是一個解量化作用和統計解碼器，並且接收編碼方案編碼器14產生的，表示合成差數編碼的那一套數字數據Yd，Ud，Vd。解碼器19輸出的是用Y1″、U1″、V1″信號碼表示的恢復的象素差數值矩陣M3′。這些信號碼也被送到加法電路21，其合成輸出是用Y1、U1、V1信號碼表示的720×560象素數值矩陣M1′。
圖4還給出一數據顯示設備的顯示存貯器22，在此數據顯示設備中解碼方案被認為包含在內的。此顯示存貯器22要求表示被顯示的圖象象素的數字碼應是DPCM形式的。因此，就要求加法電路21輸出的Y1U1V1信號碼在編碼器中編成DPCM碼，而且，其合成DPCM碼作為有720×560象素的高解析度顯示象素信息寫入顯示存貯器22。用於360×280象素正常解析度顯示的DPCM碼可直接由存貯介質15取得以寫入顯示存貯器22，也就是表示合成YrUrVr信號碼的那一套數字數據。
發表在IEEE通訊學報，總第31卷1983年4月第四期上的文章「拉氏算符角錐式密集圖象編碼」為本發明的編碼/解碼方法提供了理論根據。
出版在1982年第40卷第6期「菲利蒲技術評論」有四篇文章描述了小型光碟。
圖3的編碼方案中和圖4的解碼方案中曾經假設象素成分值Y，U和V的編碼和解碼是相同的。然而，因為色度成分U和V在確定圖象內容時其相關程度遠不如亮度成分Y，所以在實際應用中這些色度成分U和V的取樣速度是亮度成分Y取樣速度的一半。結果，色度信號成分U、V的矩陣和亮度信號Y的矩陣相比僅是Y信號矩陣水平清晰度的一半。而另一方面，色度成分U和V可直接存貯(經重新安排後)於存貯介質上，必要是只作△編碼，而且只有亮度成分Y是作為低解析度Y數值的矩陣與表示信號Y數值和低解析度Y數值之間差的數值矩陣的合成而被編碼的。
圖5所表示的顯示設備包括一顯示裝置42，一顯示發生器24，一處理器25，一大規模存貯器26，一程序存貯器27，一顯示存貯器28，用戶接口設備29和30，和一包括如圖4所示的格式的解碼方案的解碼裝置31。顯示裝置42適用於彩色電視監視器，彩色電視監視器被連接起來以接收由顯示發生器24來的R、G、B視頻信號。這些R、G、B視頻信號是顯示發生器24中分別由三個數模轉換器32、33和34產生的。顯示發生器24還包括一個YUV-RGB矩陣轉換器25，響應解碼數字數據，這些數字數據表示YUV數值而且是從顯示存貯器28接收的，經一總線36，用以產生表示R、G、B數值的數位訊號來驅動轉換器32、33和34。在顯示發生器24中的顯示定時器37提供行和場同步信號LS和FS，經連接線38給電視監視器23。定時器37還經連接線39提供定時信號T，以控制來自顯示存貯器28的數字數據的讀出。
顯示存貯器28是一個隨機存取存貯器，其容量，可存貯至少一顯示圖象的DPCM形式數字數據。一DPCM解碼器40對送到顯示發生器24之前來自顯示存貯器28的讀出數字數據進行解碼。一合成尋址/數據總線41把顯示發生器24和顯示存貯器28與處理器25相連接起來，程序存貯器27至少也是一個部分隨機存取存貯器，也與尋址/數據總線41連接。程序存貯器27包含永久性程序數據，用來控制處理器25的內部操作。用戶接口包括由一鍵盤數據送入裝置29和一圖形平板30組成，處理器可以是商業上通用的微處理器，例如S68000WP。
大規模存貯裝置26是一小型光碟裝置，也連接到尋址/數據總線41。由處理器25控制的來自裝置26的讀出數字數據被還原、解碼、而後再由編碼器31編碼成DPCM形式，然後寫入顯示存貯器28。
依據本發明的編碼方法可以反覆使用，以獲得一個層次或更多額外層次的數據壓縮，而進一步減少作為一幅圖象存貯的數據數量，並由此進一步減少由存貯介質讀出以及寫入顯示存貯器所需的載入時間。
閱讀了上述公開的內容，對於內行的人其他的改進就很清楚了。這些改進可涉及其他已經知道的本質特徵，這些特徵可以代替或加入這裡已經說過的特徵。顯然在這個申請的權利要求
已列出了特徵的具體綜合。應當指出，本申請公開的範圍包括了那些明確的或者含蓄的任何新的特徵或者是新的特徵的結合或者為內行的人明顯看出的概括和改進。不論本發明中任何權利要求
中的要求還是本發明所有技術問題或者部分問題。此申請保留這樣的權利即在申請期間對現有技術特徵和/或這些特徵的結合成為新的權利要求
。
權利要求
1.一種圖象編碼方法，用來把形成一個圖象的多元象素的至少是一個象素成分數值的象素信息編碼成為可以記錄在一合適的存貯介質的數字數據，包括步驟(a)獲得作為m×n象素成分數值的第一矩陣的所說的象素信息，其中m和n為整數，(b)對第一矩陣的這些象素成分數值進行低通濾波以產生一m×n象素成分數值的第二矩陣，這些象素成分數值與第一矩陣的象素成分數值比較是從屬於解析度降低的圖象，(c)由第一矩陣一個象素一個象素地減去第二矩陣以產生M×n差數值的第三矩陣，這些差數值與第一矩陣的象素成分數值比較，其象素與象素的相關性是降低了的，(d)把所說的第三矩陣的差數值編碼為第一套數字數據以存貯於一存貯介質上，(e)對所說的第二矩陣的象素成分數值進行十中抽一濾波，以產生具有降低密度的m/a×n/b象素成分數值的第四矩陣，其中a和b分別為m和n的因子，(f)把所說的第四矩陣象素成分數值組成第二套數字數據，以存貯於一存貯介質，可帶也可不帶進一步的編碼。
2.一種對如權利要求
1所要求的編碼方法獲得數字數據解碼以恢復原始象素信息的方法，包括步驟(g)對表示差數值的第一套數字數據進行解碼以重建第三矩陣差數值，(h)需要時，對表示密度降低的象素成分數值的第二套數字數據進行解碼，以重建第四矩陣象素成分數值，(i)對所說的第四矩陣的象素成分數值進行插入濾波以恢復所說的第二矩陣象素成分數值，(j)一個象素一個象素地合成已重建的第三矩陣和已重建的第二矩陣，以恢復其象素成分數值表示原始的象素信息的所說的第一矩陣。
3.如權利要求
1中的一種編碼方法，包括記錄在一存貯介質上的數字數據的進一步步驟(K)，這些數字數據是由步驟(d)和(f)產生的。
4.如權利要求
2中所要求的一種解碼方法，包括從存貯介質讀出步驟(g)和(h)所需要的數字數據的進一步的步驟(l)。
5.如權利要求
1或權利要求
3中所要求的一種編碼方法，其中對步驟(b)中第一矩陣的象素成分數值進行低通濾波，和對步驟(e)中對第二矩陣的象素成分數值進行十中抽一濾波都是用2的一個因子水平或垂直地進行。
6.如權利要求
1，權利要求
3.或權利要求
5中所要求的一種編碼方法，包括進一步的步驟(m)，在其中把差數值編碼為第一套數字數據，如步驟(d)處理的那樣，在於量化這些差數值為一更小數目的量化值，包括零，並對這些量化了的數值或用相應的多比特碼或者作為一零差數值運算長度碼來進行統計解碼。
7.如權利要求
1.3.5或6中要求的一種編碼方法，包括更進一步的步驟(n)，在其中把第四矩陣的象素成分數值編碼成為第二套數字數據，包括對這些象素成分數值進行△編碼。
8.如權利要求
2.或權利要求
4中要求的一種解碼方法，把權利要求
5、6或7的編碼方法獲得的數字數據進行解碼，包括其中採用的對濾波、統計和/或△編碼進行互補解碼的步驟。
9.把組成一圖象的多元象素的至少是一象素成分數值的象素信息編碼為可記錄在一合適的存貯介質上的數字數值的一種編碼方案，它包括-獲得作為m×n象素成分數值的第一矩陣的所說的象素信息的裝置，其中m與n是整數，-用來對第一矩陣的這些象素成分數值進行低通濾波的，以產生m×n象素成分數值的第二矩陣的裝置，這些象素成分數值與第一矩陣的象素成分數值相比，是屬於解析度降低的圖象的，-由第一矩陣一個象素一個象素地減去第二矩陣以產生m×n差數值的第三矩陣的裝置，這些差數值與第一矩陣的象素成分數值比較，具有降低了的象素與象素的相關性，-用來把第三矩陣的差數值編碼成為第一套數字數據以便存貯在一存貯介質上的裝置，-用來對所說的象素成分數值進行十中抽一濾波的以產生密度降低的m/a×n/b象素成分數值的第四矩陣的裝置，其中a與b分別為m和n的因子，-用來把所說的第四矩陣的象素成分數值組成為第二套數字數值，可帶也可不帶進一步編碼，以便存貯於一存貯介質上的裝置。
10.對由權利要求
9的編碼方案產生數字數據進行解碼以恢復原始象素信息的一方案，它包括-對如所說的編碼裝置產生的，表示差數值的第一套數字數據解碼以重建第三矩陣差數值的裝置，-需要時，用來對所說的編碼方案產生的表示密度降低的象素成分數值的第二套數字數值進行解碼，以重建第四矩陣的象素成分數值的裝置，-用來對所說的第四矩陣象素成分數值進行插入濾波以恢復所說的第二矩陣象素成分數值的裝置，-用來合成已重建的第三矩陣和已恢復的第二矩陣以恢復其象素成分數值表示原始象素成分數值的所說的第一矩陣的裝置。
11.如權利要求
9中所要求的一種編碼方案，包括在其上記錄本第一和第二套數字數據的存貯介質。
12.如權利要求
11所要求的一種編碼方案，其中所說的存貯介質為一光學記錄載體和一附屬的光學讀出裝置。
13.如權利要求
12所要求的用於一種方案中的一光學記錄載體，其上存貯有第一和第二套數字數據。
14.如權利要求
9、11、12和13中的任何一個所要求的一種編碼方案，其中所說的低通濾波裝置和十中抽一濾波裝置以2的一因子既水平又垂直地實現濾波。
15.如權利要求
9、11、12、13和14中的任何一項所要求的一種編碼方案，其中對所說的矩陣差數進行編碼裝置把這些差數值量化為數目小一些的量化值，包括零，並且，或以一相應的多比特碼或作為零差數值的運算長度碼對量化了的數值進行統計編碼。
16.如權利要求
9和11至15中任何一項所要求的一種編碼方案，其中對第四矩陣的象素成分數值進行編碼的裝置使這些象素成分數值△碼化。
17.如權利要求
10所要求的一種解碼方案，包括一個存貯介質，在其上記錄所說的第一和第二套數字數據。
18.如權利要求
17所要求的一種解碼方案，其中所說的存貯介質是一光記錄載體和一相關的讀出裝置。
19.如權利要求
10、17或18所要求的一種解碼方案，用來解碼由權利要求
11至16的任何一項要求的編碼方案所編碼的數據，包括其中採用的互補解碼裝置，以進行濾波，統計和/或△編碼。
20.如權利要求
1、3、5、6或7中的任何項要求的編碼方法，用YUV編碼，其中Y是一個象素的亮度成分，而U和V是兩個色度成分，其中這三個象素成分數值可由相應的第一矩陣中的所說的圖象信息得到並已經分別編碼。
21.如權利要求
20中所要求的一種方法，其中第一矩陣的兩個色度成分數值的每一個有第一矩陣亮度成分數值水平解析度的一半。
22.如權利要求
1、3、5、6和7中的任何一項所要求的一種編碼方法，用yUV編碼，其中Y是一象素的亮度成分，而U和V是兩個色度成分，其中只有亮度成分數值是圖象信息且是被編碼的，兩個色度成分數值可直接獲得用以存貯在一存貯介質上。
23.如權利要求
2或權利要求
4所要求的一種解碼方法，用來對權利要求
20、21或22要求的方法編碼的亮度/色度象素成分數值進行解碼。
24.如權利要求
9和11至16的任一項所要求的一種編碼方案，用YUV編碼，其中Y是一個象素的亮度成分而U和V是兩個色度成分，其中所有這些象素成分數值都是分別進行編碼的，由相應的第一矩陣開始。
25.如權利要求
24中所要求的一種編碼方案，其中第一矩陣的兩個色度成分數值的每一個具有第一矩陣亮度成分數值的水平解析度的一半。
26.如權利要求
9和11至16的任何一項所要求的一種編碼方案，用YUV編碼，其中Y是一個象素的亮度成分而U和V是兩個色度成分，其中只有亮度成分數值是所說的圖象信息而且是已經編碼的。兩個色度成分數值可直接用於存貯於一存貯介質上。
27.如權利要求
10、17、18或19中要求的任何一項中的一種解碼方案，用於對被權利要求
24，25或26中要求的方案編碼的亮度/色度象素成分數值進行解碼。
28.如權利要求
1中所要求的一種編碼方法，如同被附加至權利要求
6那樣，其中由△編碼結果產生的象素信息的變化速率的這種信息可由步驟(d)獲得，以使由此象素信息變化速率決定的具有一定範圍的權因子數有可能和差值數值一起編碼。
29.如權利要求
8中要求的一種解碼方法，以便對由權利要求
28的編碼方法得到的數字數據解碼，其中用於插入步驟(i)的處理過的每一象素成分數值附近的等效變化速率信息可在解碼步驟(g)中得到。
30.如權利要求
16所要求的一種編碼方案，如同被附加到權利要求
15，其中作為△編碼手段產生的象素信息變化速率的信息可由所說的第三矩陣碼制手段得到，以使用此象素信息變化速率所確定的一範圍內的權因子數值能與差數值一起編碼。
31.如權利要求
19所要求的一種解碼方案，用來解碼權利要求
30的編碼方案得到的數字數值其中由所說的插入濾波手段處理並產生的每一個象素成分數值附近的等效變化速率信息被變成可由第一套數字數值解碼手段獲得。
32.數字顯示設備包括-一顯示裝置以顯示由離散象素組成的圖象，每一離散象素由對應的數字碼表示，以色度和亮度象素成分數值來定義象素，-一顯示存貯器具有存貯將被顯示的圖象的數字碼的容量，-一顯示發生器以產生由顯示存貯器中數字碼來的視頻信號以驅動顯示裝置，-邏輯裝置用來對所說的大容量存貯器內的數據到顯示存貯器10的選擇傳輸。本大容量存貯器中存貯的所說的數字數據的特點是由權利要求
1中的方法編碼而且所說的設備包括權利要求
10中的解碼方案。
33.如權利要求
32中所要求的一數據顯示設備，其特徵是存貯在大容量存貯器中所說的數字數據的編碼包括權利要求
5、6、7、20、21、22或28的特性，也可以帶有符合權利要求
19、27或31特徵的所說的解碼方案。
34.如權利要求
32或權利要求
33所要求的一數據顯示設備，其特徵是所說的大容量存貯裝置是一光學記錄載體和附帶光學讀出裝置。
專利摘要
利用數據壓縮將表示顯示圖象的象素信息編碼，成可存貯於小型光碟上的顯示數據，得到作為第一矩陣高解析度的象素值的象素信息，由第一矩陣減去較低解析度象素值的由低通濾波第一矩陣而得到的第二矩陣，產生差值的第三矩陣，十中抽一濾波第二矩陣以產生較低密度低解析度象素值的第四矩陣，並對第三及第四矩陣編碼。互補解碼以獲得原始數據，在於通過插入濾波編碼的第四矩陣以恢復第二矩陣，用恢復的第二矩陣同解碼的第三矩陣結合。
文檔編號H04N1/41GK87103561SQ87103561
公開日1988年1月13日 申請日期1987年4月11日
發明者諾曼·丹尼斯·理查茲 申請人:菲利浦光燈製造公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan