數位訊號轉換裝置的製作方法

2023-11-11 22:38:27

專利名稱：：數位訊號轉換裝置的製作方法
技術領域：
：本發明涉及通過使用正交變換諸如離散餘弦變換(DCT)對壓縮編碼的數位訊號的轉換處理，尤其涉及數位訊號轉換方法和數位訊號轉換裝置，用於轉換不同格式的壓縮視頻信號之間的解析度。
背景技術：
：傳統上，離散餘弦變換(DCT)(一種正交變換編碼)已經被用作編碼系統，用於有效地壓縮編碼靜止畫面數據和動態畫面數據。在處置這類已經進行了正交變換的數位訊號時，有時必須改變解析度或變換基。例如，若具有家用數字視頻格式例如720×480像素的解析度的第一正交變換的數位訊號要被轉換為具有所謂MPEG1格式的360×240像素的解析度的第二正交變換的數位訊號，則對第一信號進行逆正交變換，以便恢復空間域的信號，然後進行諸如插值和稀化(thinning)的變換處理，以便再次執行正交變換，這樣將第一信號轉換為第二信號。以該方式，通常的情況是正交變換的數位訊號被逆變換一次，以便恢復原始信號，然後由需要的變換運算處理，然後再次執行正交變換。圖28示出了用於對已經進行了DCT的數位訊號進行上述解析度轉換的傳統數位訊號處理裝置的示例結構。在該傳統數位訊號轉換裝置中，所謂「DV格式」(一種家用數字視頻信號的格式)的視頻信號(以下稱為DV視頻信號)，被作為第一格式的數位訊號輸入，符合所謂MPEG(運動圖像專家組)標準的格式的視頻信號(以下稱為MPEG視頻信號)，被作為第二格式的數位訊號輸出。解成幀(de-framing)部分51用於消除DV視頻信號的成幀。在該解成幀部分51中，按照所謂DV格式成幀的DV視頻信號被恢復為可變長度代碼。可變長度解碼(VLD)部分52對由解成幀部分51恢復為可變長度代碼的視頻信號進行可變長度解碼。以DV格式壓縮的數據被以固定速率壓縮，這樣其數據量被減少到大約原始信號的1/5，並由可變長度編碼來編碼，以便提高數據壓縮效率。可變長度解碼部分52進行對應於該可變長度編碼的解碼。逆量化(IQ)部分53對由可變長度解碼部分52解碼的視頻信號進行逆量化。逆加權(IW)部分54進行逆加權，該逆加權是對由逆量化部分53逆量化的視頻信號進行的加權的逆運算。通過利用人的視覺對高頻側的失真不很敏感的特性，加權運算是為了減少視頻信號的較高頻率分量的DCT係數的值。這樣，具有0值的高頻係數的數目增加，可變長度編碼效率可以被提高。結果是，在某些情況下，可以減少DCT變換的算術運算量。逆離散餘弦變換(IDCT)部分55對由逆加權部分54逆加權的視頻信號進行逆DCT(逆離散餘弦變換)，這樣將DCT係數恢復為空間域的數據，即像素數據。然後，解析度轉換部分56對由逆離散餘弦變換部分55恢復為像素數據的視頻信號進行需要的解析度轉換。離散餘弦變換(DCT)部分57對由解析度轉換部分56解析度轉換的視頻信號進行離散餘弦變換(DCT)，這樣再次將視頻信號轉換為正交變換係數(DCT係數)。加權(W)部分58對解析度轉換並轉換為DCT係數的視頻信號進行加權。該加權和上述的一樣。量化(Q)部分59量化由加權部分58加權的視頻信號。然後，可變長度編碼(VLC)部分60對由量化部分59量化的視頻信號進行可變長度編碼，輸出結果信號作為MPEG視頻信號。上述的「MPEG」是ISO/IECJTC1/SC29(國際標準化組織/國際電工委員會，聯合技術委員會1/分委員會29)的運動圖像專家組的縮寫。ISO11172標準作為MPEG1標準，ISO13818標準作為MPEG2標準。在這些國際標準中，在多媒體多路復用部分ISO11172-1和ISO13818-1被標準化，在視頻部分ISO11172-2和ISO13818-2被標準化，在音頻部分ISO11172-3和ISO13818-3被標準化。按照作為圖像壓縮編碼標準的ISO11172-2或ISO13818-2，在畫面(幀或場)基礎上通過使用畫面在時間或空間方向的相關，圖像信號被壓縮編碼，在空間方向上相關的使用是通過使用DCT編碼來實現的。另外，該正交變換，諸如DCT被各種類型的畫面信息壓縮編碼諸如JPEG(聯合圖像編碼專家組)所廣泛採用。通常，正交變換通過將時域或空間域的原始信號轉換到正交變換域，諸如頻域，使得壓縮編碼具有高的壓縮效率和出色的可再現性。上述的「DV格式」用於將數字視頻信號的數據量壓縮到大約1/5，以分量記錄在磁帶上。DV格式用於家用數字視頻裝置和一些專業用數字視頻裝置。該DV格式通過將離散餘弦變換(DCT)和可變長度編碼(VLC)結合，實現了視頻信號的有效壓縮。同時，對於諸如離散餘弦變換(DCT)的正交變換和逆正交變換，通常需要大量的計算。因而，帶來的問題是，上述的視頻信號的解析度轉換不能有效地進行。同樣，由於隨著計算量的增加，錯誤被累積，帶來了信號劣化的問題。本發明的公開考慮到本技術的前述狀態，本發明的一個目的是提供一種數位訊號轉換方法和數位訊號轉換裝置，能夠通過減少由用於轉換到不同格式的解析度轉換所處理的信號的數據量的算術處理量，使諸如解析度轉換的轉換處理有效且較少劣化。為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換方法包括數據提取步驟，從包括預定單元的正交變換係數塊的第一格式的數位訊號的相應塊中提取一部分正交變換係數，從而構成部分塊；逆正交變換步驟，在所述部分塊的基礎上，對構成每個部分塊的正交變換係數進行逆正交變換；部分塊連接步驟，連接由逆正交變換處理的所述部分塊，從而構成所述預定單元的新塊；和正交變換步驟，在所述塊的基礎上，對所述新塊進行正交變換，從而產生包括所述預定單元的所述新正交變換塊的第二數位訊號。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換方法包括逆正交變換步驟，對包括預定單元的正交變換係數塊的第一格式的數位訊號，基於所述塊進行逆正交變換；塊劃分步驟，劃分由逆正交變換處理的所述第一格式的數位訊號的每個塊；正交變換步驟，基於劃分的塊，對構成每個劃分的塊的正交變換係數進行正交變換；和數據放大步驟，用預定值的正交變換係數插值到每個正交變換的塊以構成所述預定單元，從而產生第二格式的數位訊號。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換裝置包括解碼裝置，用於解碼包括預定單元的正交變換係數的第一格式的數位訊號；逆量化裝置，用於對所述解碼的數位訊號進行逆量化；解析度轉換裝置，用於從所述逆量化的數位訊號的預定單元的正交變換係數塊的相鄰塊提取一部分正交變換係數，從而構成部分塊，轉換解析度；量化裝置，用於量化由解析度轉換處理的所述數位訊號；和編碼裝置，用於編碼所述量化的數位訊號，從而產生第二格式的數位訊號。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換裝置包括解碼裝置，用於解碼通過使用正交變換壓縮編碼的第一格式的數位訊號；逆量化裝置，用於對所述解碼的數位訊號逆量化；解析度轉換裝置，用於將預定值的正交變換係數插值到所述逆量化的數位訊號的每個預定塊，從而構成所述預定單元，轉換解析度；量化裝置，用於量化由解析度轉換處理的所述數位訊號；和編碼裝置，用於編碼所述逆量化的數位訊號，從而產生第二格式的數位訊號。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換方法，用於將包括預定單元的正交變換係數塊的第一格式的數位訊號轉換為包括另一預定單元的新正交變換係數塊的第二格式的數位訊號。在該方法中，通過利用包含在所述第一格式的數位訊號中的數據量信息，控制所述第二格式的數位訊號的數據量。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換裝置，用於將包括預定單元的正交變換係數塊的第一格式的數位訊號轉換為包括另一預定單元的新正交變換係數塊的第二格式的數位訊號，該裝置包括解碼裝置，用於解碼所述第一格式的數位訊號；逆量化裝置，用於對所述解碼的數位訊號進行逆量化；信號轉換裝置，用於伴隨所述逆量化的數位訊號的格式轉換，進行信號處理；量化裝置，用於量化由信號處理處理的所述數位訊號；數據量控制裝置，用於控制所述量化裝置的數據量；和編碼裝置，用於編碼其數據量被所述數據量控制裝置控制而量化的數位訊號，從而產生所述第二格式的數位訊號。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換方法，用於將第一格式的數位訊號轉換為第二格式的數位訊號。該方法包括解碼步驟，解碼所述第一格式的數位訊號；信號轉換步驟，將所述第一格式的解碼的數位訊號轉換為所述第二格式的數位訊號；編碼步驟，編碼所述第二格式的數位訊號；和加權處理步驟，整體地進行所述第一格式的數位訊號的逆加權和所述第二格式的數位訊號的加權。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明的一種數位訊號轉換裝置，用於將第一格式的數位訊號轉換為第二格式的數位訊號。該裝置包括解碼裝置，用於解碼所述第一格式的數位訊號；信號轉換裝置，用於將所述第一格式的解碼的數位訊號轉換為所述第二格式的數位訊號；編碼裝置，用於編碼所述第二格式的數位訊號；和加權處理裝置，用於整體地進行所述第一格式的數位訊號的逆加權和所述第二格式的數位訊號的加權。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明，對帶運動檢測的壓縮編碼的輸入信息信號進行帶運動補償的解碼，對該解碼信號進行信號轉換處理。然後，基於所述輸入信息信號的運動矢量信息，對帶運動檢測的轉換的信號進行壓縮編碼處理。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明，對輸入信息信號進行部分解碼處理，所述輸入信息信號由包括帶運動檢測的預測編碼和正交變換編碼的壓縮編碼進行了處理，從而獲得正交變換域的解碼的信號。然後，對正交變換域的解碼的信號進行信號轉換處理，通過使用基於所述輸入信息信號的運動矢量信息的運動檢測，對所述轉換的信號進行帶運動補償預測的壓縮編碼處理。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明，對輸入信息信號進行部分解碼處理，所述輸入信息信號由包括帶運動檢測的預測編碼和正交變換編碼的壓縮編碼處理，從而獲得正交變換域的信號。然後，對該信號進行信號轉換處理，通過加上基於所述輸入信息信號的運動矢量信息而轉換的運動矢量信息，對所述轉換的信號進行壓縮編碼處理。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明，解碼第一格式的數位訊號，所述第一格式的數位訊號具有提前加上的動態模式/靜態模式信息，對解碼的信號進行信號轉換處理。然後，對所述轉換的信號的每個預定塊，根據所述動態模式/靜態模式信息，區別是否進行幀間差分編碼。基於區別的結果，編碼所述轉換的信號，輸出通過使用幀間差的編碼處理的第二格式的數位訊號。同樣，為了解決前述的問題，根據本發明，對第一格式的數位訊號進行部分解碼處理，從而獲得正交變換域的信號。對所述正交變換域的信號進行信號轉換處理，對所述轉換的信號的每個預定塊，根據所述轉換的信號的幀間差的絕對值的最大值，區別是否進行幀間差分編碼。基於區別的結果，編碼所述轉換的信號，輸出第二格式的數位訊號。另外，為了解決前述的問題，根據本發明，對包括由幀內編碼處理的幀內編碼的信號和由帶運動檢測的正向和雙向幀間預測編碼處理的正向預測編碼信號和雙向預測編碼信號的第一格式的數位訊號，對幀內編碼的信號和正向預測編碼信號進行逆正交變換。基於逆正交變換輸出，產生要加到部分解碼的正向預測編碼的信號和雙向預測編碼的信號的運動補償輸出。對運動補償輸出進行正交變換，將正交變換輸出加到所述部分解碼的正向預測編碼的信號和雙向預測編碼的信號。對基於相加輸出的信號進行壓縮編碼，輸出第二格式的數位訊號。附圖的簡要說明圖1是示出根據本發明的第一個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖2示出在正交變換域的解析度轉換的原理。圖3示出在正交變換域的解析度轉換的原理。圖4A至4C示意地示出了通過根據本發明的第一個實施例的數位訊號轉換，DV視頻信號被轉換為MPEG視頻信號的狀態。圖5示出DV格式和MPEG格式之間的關係。圖6示出解析度轉換處理的基本計算過程。圖7A和7B示出DV格式的「靜態模式」和「動態模式」。圖8示出在「靜態模式」中轉換處理的過程。圖9A至9C是示出根據本發明的第二個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖10示出在圖像的放大中轉換處理的過程。圖11是示出根據本發明的第三個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖12是示出根據本發明的第四個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖13是示出根據本發明的第五個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖14是示出根據本發明的第六個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖15是示出根據本發明的第七個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖16是示出在本發明的第七個實施例中，當DV視頻信號被轉換為MPEG信號時，用於設定每幀的每個宏塊(MB)的量化器比例的基本過程的流程圖。圖17是示出在本發明的第七個實施例中，通過使用預定量化器比例施加反饋到下一幀的基本過程的流程圖。圖18是示出用於將MPEG視頻信號轉換為DV視頻信號的傳統數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖19是示出根據本發明的第八個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖20是示出根據本發明的第九個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖21是示出根據本發明的第十個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖22是示出根據本發明的第十一個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖23是示出根據本發明的第十二個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖24示出在本發明的第十二個實施例中的正交變換域中的運動補償和運動估計處理，示出了宏塊B在參考畫面的多個宏塊上伸展的狀態。圖25示出在本發明的第十二個實施例中的正交變換域中的運動補償和運動估計處理，示出了參考宏塊的轉換處理。圖26示出在本發明的第十二個實施例中的正交變換域中的運動補償和運動估計處理，示出了參考宏塊的轉換過程。圖27是示出根據本發明的第十三個實施例的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。圖28是示出傳統的數位訊號轉換裝置的示例結構的方框圖。實現本發明的最好模式下面參考本發明的優選實施例。首先，將描述根據本發明的數位訊號轉換裝置的結構，然後將參考該結構描述根據本發明的數位訊號轉換方法。圖1示出作為本發明的第一個實施例的數位訊號轉換裝置的主要部分的示例結構。儘管信號轉換以解析度轉換為例，但實際上信號轉換不限於解析度轉換，各種類型的信號處理諸如格式轉換和濾波處理可以被採用。在該數位訊號轉換裝置中，上述所謂「DV格式」的視頻信號(以下稱為DV視頻信號)被作為第一數位訊號輸入，符合MPEG(運動圖像專家組)標準的格式的視頻信號(以下稱為MPEG視頻信號)被作為第二數位訊號輸出。解成幀部分11用於消除DV視頻信號的成幀。在該解成幀部分11中，按照預定格式(所謂DV格式)成幀的DV視頻信號被恢復為可變長度代碼。可變長度解碼(VLD)部分12對由解成幀部分11恢復為可變長度代碼的視頻信號進行可變長度解碼。逆量化(IQ)部分13對由可變長度解碼部分12解碼的視頻信號進行逆量化。逆加權(IW)部分14進行逆加權，該逆加權是對由逆量化部分13逆量化的視頻信號進行的加權的逆運算。若進行解析度轉換，作為信號轉換處理的例子，則解析度轉換部分16在正交變換域(頻域)中對由逆加權部分14逆加權的視頻信號進行需要的解析度轉換。加權(W)部分18對由解析度轉換處理的視頻信號進行加權。量化(Q)部分19量化由加權部分18加權的視頻信號。然後，可變長度編碼(VLC)部分20對由量化部分19量化的視頻信號進行可變長度編碼，輸出結果信號作為MPEG視頻信號。可以使根據圖1所示的本發明的上述數位訊號轉換裝置的每個部件的結構類似於圖28所示的傳統的數位訊號轉換裝置的每個部件的結構。然而，根據本發明的數位訊號轉換裝置不同於傳統的數位訊號轉換裝置之處在於，在解析度轉換部分16之前和之後沒有提供逆離散餘弦變換(IDCT)部分和離散餘弦變換(DCT)部分。即，在傳統數位訊號轉換裝置中，輸入的第一格式的數位訊號的正交變換係數被逆正交變換以便被恢復為空間域(在頻率軸上)的數據，然後進行需要的轉換運算。因此，再次進行正交變換，以便將數據恢復為正交變換係數。相反，在根據本發明的數位訊號轉換裝置中，在正交變換係數域(頻域)中進行第一格式的輸入數位訊號的正交變換係數的需要的轉換運算，在用於進行諸如解析度轉換的轉換處理的裝置之前和之後沒有提供逆正交變換裝置和正交變換裝置。現在參考圖2和3描述解析度轉換部分16中的解析度轉換處理的原理。在圖2中，輸入正交變換矩陣產生部分1產生表示已經對輸入數位訊號5預先進行的正交變換的正交變換矩陣Ts(k)的逆矩陣Ts(k)-1，將該逆矩陣送給變換矩陣產生部分3。輸出正交變換矩陣產生部分2產生對應於表示將要對輸出數位訊號進行的逆正交變換的逆變換矩陣Td(L)-1的正交變換矩陣Td(L)，將該正交變換矩陣送給變換矩陣產生部分3。變換矩陣產生部分3產生用於進行諸如頻域內的解析度轉換的轉換處理的變換矩陣D，將該變換矩陣送給信號轉換部分4。信號轉換部分4轉換已經由正交變換轉換到頻域的輸入數位訊號5，同時保持諸如頻域的正交變換域，產生輸出數位訊號6。特別地，如圖3中所示，通過使用正交變換矩陣Ts(k)，原始時域(或空間域)的信號(原始信號)A被轉換到頻域，以產生頻率信號B1(對應於輸入數位訊號5)。該頻率信號B1被信號轉換部分4縮減到N/L(或者放大)，以產生頻率信號B2(對應於輸出數位訊號6)。通過使用逆變換矩陣Td(L)-1，該頻率信號B2被逆正交變換，以產生時域的信號C。在圖3的例子中，一維原始信號A的每個轉換塊被正交變換，每個轉換塊長度為k，頻域的所得到的轉換塊的m個單元的相鄰塊，即具有L(＝k×m)的長度的連續頻率信號，被轉換為具有N(N＜L)的長度的塊，即整體縮減到N/L。在下面的描述中，具有長度為n的正交變換基矢量e1，e2，…，en被安排在相應行的矩陣(正交變換矩陣)被表示為T(n)，其逆變換矩陣被表示為T(n)-1。在該描述中，x代表x矢量。在該情況下，每個矩陣為n階正向矩陣(forwardmatrix)。例如，n＝8的一維DCT變換矩陣T(8)由下面的等式(1)表示。在圖3中，當已經通過使用正交變換矩陣Ts(k)被正交變換到頻域的輸入數位訊號5的正交變換塊的大小是k時，即，當基長度等於k時，輸入正交變換矩陣產生部分1產生逆正交變換矩陣Ts(k)-1，輸出正交變換矩陣產生部分2產生具有基長度L(＝k×m)的正交變換矩陣Td(L)。在此，由輸入正交變換矩陣產生部分1產生的逆正交變換矩陣Ts(k)-1，對應於在產生輸入數位訊號5中的正交變換處理的逆處理，由輸出正交變換矩陣產生部分2產生的正交變換矩陣Td(L)，對應於在解碼由信號轉換部分4轉換的輸出數位訊號中，即將信號轉換到時域中的逆正交變換處理的逆處理。這些正交變換矩陣產生部分1和2都可以產生任意長度的基矢量。正交變換矩陣產生部分1和2可以是同樣的正交變換矩陣產生部分。在這種情況下，正交變換矩陣Ts(k)和Td(L)變成同樣類型的正交變換矩陣，除了它們的基長度彼此不同。每個不同的正交變換系統都存在正交變換矩陣產生部分。接著，變換矩陣產生部分3通過在對角線安排由輸入正交變換矩陣產生部分1產生的m個單元的逆正交變換矩陣Ts(k)-1，產生L階正向矩陣A，如下面的等式(2)所示。當輸出數位訊號6的基長度等於N時，變換矩陣產生部分3取出正交變換矩陣Td(L)的N個單元的低頻基矢量，產生N行L列的矩陣B。然而，在表達式中，當Td(L)由如下基矢量表示時，e1，e2，…，eN是N個單元的低頻基矢量。然後，計算等式D＝α·B·A…(5)以產生N行L列的矩陣D。該矩陣D是變換矩陣，用於以N/L的縮減率(或放大率)轉換解析度。在該等式中，α是標量值或矢量值，是水平校正(levelcorrection)的係數。圖2的信號變換部分4將頻域的輸入數位訊號B1的m個塊收集為一組，將該信號分為具有L大小的元塊(meta-block)(其中一個元塊包括m個塊)，如圖3所示。如果輸入數位訊號B1的長度不是L的倍數，該信號用諸如0的偽(dummy)數據補充和填滿，變成L的倍數。這樣產生的元塊由Mi(其中i＝0，1，2，…)來表示。上述的解析度轉換處理的原理在由本受讓人1998年6月16日提交的PCT/JP98/02653中詳細描述。下面參考上述的數位訊號轉換裝置的結構描述第一個實施例的數位訊號轉換方法。圖4A至4C示意地示出了通過根據本發明的實施例的數位訊號轉換，DV視頻信號被轉換為MPEG視頻信號中的處理。該處理主要由圖1所示的本發明的實施例的數位訊號轉換裝置中的解析度轉換部分16來進行。在下面的描述中，一維DCT係數塊被用作例子。但是，兩維DCT係數的處理可以類似地進行。首先，低頻側的四個DCT係數被從相鄰塊(i)和(i+1)的每個中取出，塊(i)和(i+1)每個包括第一格式的數位訊號的8個DCT係數，如圖4A所示。即，在塊(i)的8個DCT係數a0，a1，a2，a3，…，a7中，只有低頻側的4個DCT係數a0，a1，a2，a3被取出，得出具有DCT係數的數目減少到1/2的部分塊，類似地，在塊(i十1)的8個DCT係數b0，b1，b2，b3，...，b7中，只有低頻側的4個DCT係數b0，b1，b2，b3被取出，得出具有DCT係數的數目減少到1/2的部分塊。取出在低頻側的DCT係數的運算是基於視頻信號被頻率轉換時能量集中於DC和AC的低頻的特性。然後，對包括4個DCT係數的每個部分塊進行4點逆離散餘弦變換(4點IDCT)，這樣獲得縮減的像素數據。這些像素數據被表示為圖4B中的像素數據p0，p1，p2，p3和像素數據p4，p5，p6，p7。接著，包括由逆離散餘弦變換處理的縮減的像素數據的每個部分塊被連接，以產生具有與原始塊相同大小的塊。即，像素數據p0，p1，p2，p3和像素數據p4，p5，p6，p7被連接，以產生包括8個像素數據的新塊。然後，對包括8個像素數據的新塊進行8點離散餘弦變換，這樣產生包括8個DCT係數c0，c1，c2，c3，...，c7的一個塊(j)，如圖4C所示。通過上述的過程，通過將每個預定塊單元的正交變換係數(DCT係數)的數目稀化到一半，視頻信號可以被轉換為不同解析度格式的視頻信號。當DCT係數的數目要被稀化到1/4時，上述處理被連續進行兩次。例如，上述解析度轉換處理可以被應用到從DV格式到MPEG1格式的轉換。現在將參考圖5描述DV格式和MPEG格式之間的關係以及這些格式之間的格式轉換。特別地，對於符合圖5所示的NTSC制式的視頻信號的情況，DV格式的視頻信號是具有720×480像素的解析度的壓縮視頻信號，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶1∶1。MPEG1格式的視頻信號是具有360×240像素的解析度的壓縮視頻信號，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶2∶0。因而，在這種情況下，通過根據本發明的上述解析度轉換處理，在亮度(Y)信號的水平和垂直方向DCT係數的數目可以被減少到1/2，在色差(C)信號的垂直方向的DCT係數的數目可以被減少到1/4。由於奇數行和偶數行交替地採用4∶2∶0和4∶0∶2的值，4∶2∶0的比率表示奇數行或偶數行的值。另一方面，對於符合PAL制式的視頻信號的情況，DV格式的視頻信號是具有720×576像素的解析度的壓縮視頻信號，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶2∶0。MPEG1格式的視頻信號是具有360×288像素的解析度的壓縮視頻信號，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶2∶0。因而，在這種情況下，通過根據本發明的上述解析度轉換處理，在Y信號的水平和垂直方向DCT係數的數目可以被減少到1/2，在C信號的水平和垂直方向的DCT係數的數目可以被減少到1/2。上述的解析度轉換處理可以被類似地應用到從DV格式到MPEG2格式的轉換。對於符合NTSC制式的視頻信號的情況，MPEG2格式的視頻信號是具有720×480像素的解析度的壓縮視頻信號，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶2∶0。因而，在這種情況下，在C信號的垂直方向的DCT係數的數目可以被減少到1/2，在C信號的水平方向的DCT係數的數目可以被加倍，而不進行Y信號的轉換處理。對這种放大的方法，將以後描述。對於符合PAL制式的視頻信號的情況，MPEG2格式的視頻信號是具有720×576像素的解析度的壓縮視頻信號，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶2∶0。因而，在這種情況下，不需對Y信號或C信號進行轉換處理。圖6示出上述解析度轉換處理的基本計算過程。具體地，通過連接從輸入的第一格式的數位訊號的兩個相鄰塊取出的四個DCT係數a0，a1，a2，a3和四個DCT係數b0，b1，b2，b3得出的包括8個DCT係數的塊，被乘以一(8×8)矩陣，該矩陣包括在對角線的兩個逆離散餘弦變換矩陣(IDCT4)，每個是(4×4)矩陣，其它分量是0。其積再次被乘以一為(8×8)矩陣的離散餘弦變換矩陣(DCT8)，就產生了包括8個DCT係數c0，c1，c2，c3，...，c7的一個新塊。在根據本發明的數位訊號轉換方法中，由於在DCT域(頻域)中進行解析度轉換處理，在解析度轉換之前的逆DCT和在解析度轉換之後的DCT是不必要的。另外，通過預先求出在對角線包括兩個(4×4)逆離散餘弦變換矩陣(IDCT4)的(8×8)矩陣和(8×8)離散餘弦變換矩陣的積作為變換矩陣D，算術運算量可被有效地減少。用於將作為第一格式的數位訊號的DV視頻信號轉換為作為第二格式的數位訊號的MPEG1視頻信號的處理將進一步詳細描述。DV格式有「靜態模式」和「動態模式」，按照畫面的運動檢測結果來切換。例如，這些模式在視頻段的每個(8×8)矩陣的DCT之前由運動檢測來區別，根據區別的結果以某一種模式進行DCT。運動檢測的各種方法可以被考慮。具體地，可以採用比較場間差(inter-fielddifference)的絕對值之和和預定閾值的方法。「靜態模式」是DV格式的基本模式，其中對在一個塊中的(8×8)像素進行(8×8)DCT。(8×8)塊由一個DC分量和63個AC分量構成。「動態模式」用於避免一種情況，即如果在對象運動時進行DCT，由於隔行掃描由能量的分散降低了壓縮效率。在該動態模式下，(8×8)塊被分為第一場的(4×8)塊和第二場的(4×8)塊，對每個(4×8)塊的像素數據進行(4×8)DCT。這樣，在垂直方向的高頻分量的增加被抑制，可以防止壓縮率降低。每個上述的(4×8)塊由一個DC分量和31個AC分量構成。這樣，在DV格式中，塊結構在靜態模式和動態模式之間不同。因而，為了對後續處理能夠進行類似處理，在每個(4×8)塊的DCT之後，通過求出每個塊的同階的係數的和與差，構成了相對動態模式塊的(8×8)塊。通過這一處理，動態模式塊可以被看作是由一個DC分量和63個AC分量構成，類似於靜態模式塊。同時，在將DV格式的視頻信號轉換為MPEG1格式的視頻信號中，必須僅分離一個場，由於MPEG1格式僅處置30幀/秒的視頻信號，沒有場的概念。圖7A示意性地示出了在將按照DV格式的「動態模式(2×4×8DCT模式)」的DCT係數轉換為MPEG1格式的DCT係數中用於分離場的處理。(8×8)的DCT係數塊31的上半(4×8)塊31a是第一場的係數和第二場的係數的和(A+B)，而(8×8)的DCT係數塊31的下半(4×8)塊31b是兩場的係數的差(A-B)。因而，通過將(8×8)的DCT係數塊31的上半(4×8)塊31a和下半(4×8)塊31b相加，然後將其和除以2，可以得到包括第一場(A)的DCT係數的(4×8)塊35a。類似地，通過從上半(4×8)塊31a中減去下半(4×8)塊31b，然後將其差除以2，可以得到包括第二場(B)的離散餘弦係數的(4×8)塊35b。即，通過該處理，可以得到具有分離場的(8×8)塊35。然後，對這些場之一，例如第一場的DCT係數進行上述解析度轉換處理。圖7B示意性地示出在「靜態模式(8×8DCT模式)」下用於分離場的處理。在(8×8)的DCT係數塊32中，第一場(A)的DCT係數和第二場(B)的DCT係數被混合。這樣，必須進行轉換處理，通過使用下文描述的場分離處理，類似地通過(4×8)塊35a和(4×8)塊35b之間的相減，用於獲得包括第一場(A)的(4×8)塊35a和包括第二場(B)的(4×8)塊35b。圖8示出在「靜態模式」中場分離處理的過程。首先，包括8個DCT係數d0，d1，d2，d3，...，d7的輸入被乘以8階逆離散餘弦變換矩陣(IDCT8)，以恢復像素數據。接著，該數據被乘以用於場分離的(8×8)矩陣，從而將(8×8)塊分為上側的第一場和下側的第二場，每個是(4×8)塊。然後，該數據再乘以(8×8)塊，該(8×8)塊包括在對角線上的兩個離散餘弦變換矩陣(DCT4)，每個是(4×4)矩陣。這樣，就得到了包括第一場的四個DCT係數e0，e1，e2，e3和第二場的四個DCT係數f0，f1，f2，f3的八個DCT係數。然後，對這些場之一，例如第一場的DCT係數進行上述解析度轉換處理。在根據本發明的數位訊號轉換方法中，由於在DCT域(頻域)中進行解析度轉換，在解析度轉換之前的逆DCT和在解析度轉換之後的DCT是不必要的。另外，通過預先求出在對角線包括兩個(4×4)逆離散餘弦變換矩陣(IDCT4)的(8×8)矩陣和(8×8)離散餘弦變換矩陣的積，算術運算量可被有效地減少。上述解析度轉換是為了縮減圖像。下文中，用於放大圖像的解析度轉換處理將作為第二個實施例描述。圖9A至9C示意性地示出由根據本發明的數位訊號轉換方法、DV視頻信號被轉換為MPEG2視頻信號的狀態。同樣在下面的描述中，一維DCT係數被使用。但是，類似的處理可以對兩維DCT係數進行。首先，對圖9A所示的包括8個正交係數(DCT係數g0到g7)的塊(u)進行8點逆離散餘弦變換(8點IDCT)，這樣恢復8個像素數據(h0到h7)。接著，包括8個像素數據的塊被分為兩個部分，從而產生各包括四個像素數據的兩個部分塊。然後，對各包括4個DCT係數的兩個部分塊進行4點DCT，從而產生各包括4個DCT係數的兩個部分塊(i0到i3和j0到j3)。然後，如圖9C所示，各包括4個像素數據的兩個部分塊的每個的高頻側用0填滿作為四個DCT係數。這樣，產生了各包括8個DCT係數的塊(v)和塊(v+1)。按照上述過程，在正交變換域中進行了不同格式的壓縮視頻信號之間的解析度轉換。圖10示出了在這種情況下，轉換處理的過程。首先，包括8個DCT係數g0，g1，g2，g3，...，g7的輸入被乘以8階逆離散餘弦變換(IDCT)矩陣，以恢復8個像素數據。接著，包括8個像素數據的塊被分為兩個部分，從而產生各包括四個像素數據的兩個部分塊。然後，各包括四個DCT係數的兩個部分塊的每個，被乘以包括4點離散餘弦變換矩陣作為上側(4×4)矩陣和0矩陣作為下側(4×4)矩陣的(4×8)矩陣。這樣，產生了包括8個DCT係數的兩個部分塊(i0到i7和j0到j7)。通過這樣的處理，從一個塊得到兩個DCT係數塊。因而，在頻域可以放大解析度。在NTSC制式的情況下，為了將DV格式轉換為MPEG2格式，不必進行亮度信號Y的水平和垂直轉換，但是必須在水平方向將色差信號C放大一倍，在垂直方向將色差信號C縮減到1/2，如圖5所示。因而，上述放大處理用於在將DV格式轉換為MPEG2格式中在水平方向的色差信號C的解析度轉換。圖11示出根據本發明的第三個實施例的數位訊號轉換裝置的主要部分的示例結構。和第一個實施例相同的結構部分用相同的標號表示。和圖1的結構的不同在於加權部分18和逆加權部分14被整體合為加權處理部分21。特別地，加權處理(1W*W)部分21整體地進行逆加權和加權，逆加權是對作為第一格式的輸入數位訊號的DV視頻信號執行的加權的逆運算，加權是用於作為第二格式的輸出數位訊號的MPEG視頻信號。利用這一結構，由於第一格式的輸入視頻信號的逆加權處理和第二格式的輸出視頻信號的加權處理可以被整體地進行，與逆加權處理和加權處理被分別進行的情況相比，計算的數量可以被減少。在圖11所示的第三個實施例的數位訊號轉換裝置中，在解析度轉換部分16的後續級提供加權處理部分21。然而，加權處理部分可以被提供在解析度轉換部分16之前的級。圖12示出根據本發明的第四個實施例的數位訊號轉換裝置，其中加權處理部分22被提供在解析度轉換部分16之前的級。圖12所示的該數位訊號轉換裝置的結構的部分可以類似於圖11的數位訊號轉換裝置的相應部分。用於整體地進行第一格式的數位訊號的逆加權和第二數位訊號的加權的加權處理和上述加權處理可以在諸如離散餘弦變換(DCT)的正交變換之前或之後進行。這是因為其算術運算是線性運算。現在參考圖13描述根據本發明的第五個實施例的數位訊號轉換方法和裝置。該數位訊號轉換裝置有解碼部分8，用於解碼DV視頻信號；解析度轉換部分16，用於對從解碼部分8輸出的解碼的格式轉換進行解析度轉換處理；區別部分7，用於根據動態模式/靜態模式信息，區別是否對從解析度轉換部分16輸出的每個預定轉換塊單元進行正向幀間差分編碼；和編碼部分9，用於基於區別部分7的區別結果對從解析度轉換部分16輸出的轉換進行編碼和輸出MPEG視頻信號，如圖13所示。在下面的描述中，採用由這些部分構成的數字視頻信號轉換裝置。當然，各個部分進行根據本發明的數位訊號轉換方法的每個步驟的處理。在輸入到該數字視頻信號轉換裝置中的DV視頻信號中，作為指示靜態模式/動態模式信息的模式標誌(例如，一位)，被預先加到每個DCT塊。在該數字視頻信號轉換裝置中，區別部分7基於該模式標誌，區別是否對從解析度轉換部分16輸出的每個預定轉換塊單元進行正向幀間差分編碼。該運算將在後面詳細描述。解成幀部分11提取指示靜態模式/動態模式信息的模式標誌，將該模式標誌供給區別部分7。解混洗部分15取消混洗，進行混洗是為了將視頻段中的信息量統一為一個單元，用於DV編碼側的長度固定。區別部分7包括加法器27和I(I畫面)/P(P畫面)區別和確定部分28。加法器27將作為存儲在幀存儲器(FM)部分24中的負DCT係數的參考DCT係數加到解析度轉換輸出，幀存儲器(FM)部分24將在後面描述。從加法器27輸出的和被提供到I/P區別和確定部分28，I/P區別和確定部分28也被提供了模式標誌，該模式標誌指示了來自解成幀部分11的靜態模式/動態模式。現在詳細描述I/P區別和確定部分28的運算。從解析度轉換部分16輸出的轉換有8×8DCT係數，作為一個單元。各有8×8DCT係數的四個DCT係數塊被分配給亮度信號，兩個DCT係數塊被分配給色差信號，這樣由六個DCT係數塊總地構成了一個預定塊。該預定塊被稱為宏塊。同時，P畫面假定和前一幀的差被簡單地求取。在靜止圖像的情況下，在求取差時減少了信息量。然而，在動態圖像的情況下，在求取差時增加了信息量。因而，如果從指示靜態模式/動態模式的模式標誌區別出圖像是動態的，則宏塊被作為I畫面，以便不增加信息量。如果區別出圖像是靜態的，通過求取差以製作P畫面可以進行有效的編碼。當從解成幀部分送來的關於六個DCT係數塊的所有模式標誌指示動態模式時，I/P區別和確定部分28為宏塊使用I畫面。另一方面，當指示動態模式的標誌僅可在六個DCT係數塊之一中被檢測到時，I/P區別和確定部分28為宏塊使用P畫面。如果動態模式的標誌被加到六個DCT係數塊的四個或更多DCT係數塊，可以將I畫面用作宏塊。同樣，當指示靜態模式的標誌被加到所有六個DCT係數塊時，可以將P畫面用作宏塊。由I/P區別和確定部分28基於宏塊確定為I/P畫面的DCT係數被提供給編碼部分9。編碼部分9有加權(W)部分18，量化(Q)部分19，逆量化(IQ)部分26，逆加權(IW)部分25，FM部分24，可變長度編碼(VLC)部分20，緩衝存儲器23，速率控制部分29。加權(W)部分18對作為從轉換部分16經過區別部分7提供的轉換輸出的DCT係數進行加權。量化(Q)部分19對由加權(W)部分18加權的DCT係數進行量化。然後，可變長度編碼(VLC)部分20對由量化(Q)部分19量化的DCT係數進行可變長度編碼，將MPEG編碼的數據提供給緩衝存儲器23。緩衝存儲器23固定MPEG編碼的數據的傳輸率，將MPEG編碼的數據作為位流輸出。速率控制部分29根據諸如緩衝存儲器23的緩衝容量的增加或減少的變化信息，控制在量化(Q)部分19中產生的信息量的增加或減少，即量化步長。逆量化(IQ)部分26對來自量化(Q)部分19量化的DCT係數進行逆量化，將逆量化的DCT係數提供給逆加權(IW)部分25。逆加權(IW)部分25對來自逆量化(IQ)部分26的DCT係數進行逆加權，該逆加權是加權的逆運算。由逆加權(IW)部分25逆加權處理的DCT係數被存儲在FM部分24中，作為參考DCT係數。如上所述，在圖13所示的數字視頻信號轉換裝置中，區別部分7通過使用I/P區別和確定部分28根據從解成幀部分11送來的指示動態模式/靜態模式的模式標誌，為每個宏塊區別I畫面或P畫面。因而，最初單包括I畫面的DV信號可以被轉換為使用I畫面或P畫面的MPEG畫面，作為MPEG視頻信號的特徵的壓縮率的改進的優點可以被利用。現在描述根據本發明的第六個實施例的數位訊號轉換方法和裝置。根據第六個實施例的數字視頻信號轉換裝置是一種數字視頻信號轉換裝置，其中圖13所示的區別部分7被圖14所示的區別部分30所取代。具體地，數字視頻信號轉換裝置有解碼部分8，用於對DV信號進行部分解碼處理和獲得諸如DCT係數的正交變換域的信號；轉換部分16，用於為格式轉換對來自解碼部分8的DCT係數進行信號轉換處理；區別部分30，用於根據轉換輸出的幀間差的絕對值的最大值，區別是否對從轉換部分16輸出的每個預定轉換塊單元進行正向幀間差分編碼；和編碼部分9，用於基於區別部分30的區別結果對從轉換部分16輸出的轉換進行編碼和輸出MPEG視頻信號。在當作為來自轉換部分16的轉換輸出的轉換的DCT係數和來自FM部分24的參考DCT係數之間的差被提取時，區別部分30參考AC係數的絕對值的最大值，將該最大值和預定閾值進行比較。區別部分30基於比較的結果，將I/P畫面分配給每個宏塊。區別部分30有差計算部分31，最大值檢測部分32，比較部分33，I/P確定部分35。差計算部分31計算來自轉換部分16轉換的DCT係數和來自FM部分24的參考DCT係數之間的差。從差計算部分31輸出的差分被提供給最大值檢測部分32，也被提供給I/P確定部分35。最大值檢測部分32檢測差分輸出的AC係數的絕對值的最大值。基本上，當大量信息被轉換為DCT係數時，AC係數變大。另一方面，當小量信息被轉換為DCT係數時，AC係數變小。比較部分33將來自最大值檢測部分32的絕對值的最大值與從終端34提供的預定閾值相比較。當該預定閾值被合適地選擇時，轉換為DCT係數的信息量可以根據AC係數的絕對值的最大值來區別。I/P確定部分35通過使用比較部分33的比較結果，區別來自差計算部分31的DCT係數的差，即信息量的差是大還是小。當區別出該差大時，I/P確定部分35將I畫面分配給包括來自轉換部分16的轉換的DCT係數塊的宏塊。當區別出該差小時，I/P確定部分35將P畫面分配給來自差計算部分31的宏塊。即，如果最大值的絕對值大於閾值，就區別出差的信息量大，採用I畫面為宏塊。另一方面，如果最大值的絕對值小於閾值，就區別出差的信息量小，採用P畫面為宏塊。這樣，根據第六個實施例的數字視頻信號轉換裝置能夠將最初包括I畫面的DV信號轉換為使用I畫面或P畫面的MPEG畫面，可以利用作為MPEG信號視頻信號的特徵的壓縮率的改進的優點。在圖13和14所示的數字視頻信號轉換裝置中，符合NTSC制式的DV信號和MPEG1視頻信號被分別用作輸入和輸出。然而，該數字視頻信號轉換裝置也可以應用到PAL制式的每個信號中。上述的解析度轉換處理可以類似地應用到從DV格式到MPEG2格式的轉換中。由於解析度轉換處理由轉換部分16進行，上面主要描述了縮減的解析度轉換。然而，放大也是可能的。具體地，通常，通過將高頻分量加到頻域的輸入數位訊號中，可以以任意放大率放大解析度。當MPEG2視頻信號被應用到數字廣播服務時，信號根據性能(profile)(功能)/級別(level)(解析度)來分類。例如，解析度的放大可以應用的情況是，用於美國的數字HDTV的主性能/高級別(MP@HL)視頻信號被轉換為DV信號。第六個實施例的處理也可以用軟體方式來進行。現在參考圖15描述根據本發明的第七個實施例的數位訊號轉換方法和裝置。和上述實施例相同的結構的部件用相同的標號來表示。速率控制部分40根據來自解成幀部分11的量化器號(Q_NO)和類號(Class)控制量化部分19中的數據量。圖16是示出通過第七個實施例的數位訊號轉換方法，在將DV視頻信號轉換為MPEG視頻信號中為每幀的每個宏塊(MB)設定量化器比例的基本過程。首先，在步驟S1，為每個宏塊獲得量化器號(Q_NO)和類號(Class)。該量化器號(Q_NO)由0到15的值來表達，對宏塊中的所有六個DCT塊是共同的。類號(Class)由0到3的值來表達，為六個DCT塊的每個提供。接著，在步驟S2，根據下面的過程為每個DCT塊計算量化參數(q_param)。量化表q_table[4]＝{9，6，3，0}量化參數q_param＝Q_NO+q_table[class]具體地，量化表有四種值(9，6，3，0)，分別對應於類號0，1，2，3。例如，當類號是2、量化器號是8時，對應於類號2的量化表值3和量化器號8相加以得出量化參數11。接著，在步驟S3，在宏塊中的六個DCT塊的量化參數(q_param)的平均值被計算。然後，在步驟S4，MPEG宏塊的量化器比例(quantizer_scale)根據下面的過程求出，處理結束。量化表q_table[25]＝{32，16，16，16，16，8，8，8，8，4，4，4，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2，2}quantizer_scale＝q_table[q_param]具體地，量化表有25種值(32到2)，對應於以上述方式計算的量化參數。對應於量化參數值0的量化表是32。對應於量化參數值1的量化表是16。對應於量化參數值5的量化表是8。例如，當以上述方式求出的量化參數的平均值是10時，對應於量化參數值10的值4變成量化器比例值。通過該過程，依賴目標(target)速率的MPEG量化器比例(quantizer_scale)基於每幀內的每個宏塊的量化參數(q_param)來計算。類號和量化表之間的對應關係以及量化參數和量化器比例之間的關係被憑經驗求出。在圖15所示的本發明的數位訊號轉換裝置中，上述處理由速率控制部分40基於從解成幀部分11送來的量化器號(Q_NO)和類號(Class)而進行。圖17示出用於通過使用根據上述過程設定的量化器比例將反饋施加到下一幀的基本過程。首先，在步驟S11，以根據上述過程設定的位速率，設定每幀的目標位的數目。接著，在步驟S12，每幀所產生的位的總數目被合計。接著，在步驟S13，目標位的數目和所產生的位的總數目之間的差(diff)被計算。然後，在步驟S14，根據計算的結果調整量化器比例。在每步的計算表達如下diff＝cont*diff(contconstant)q_param＝q_param+f(diff)quantizer_scale＝q_table[q_Param]具體地，將在步驟S13求出的差值diff乘以常數cont來進行歸一化。歸一化的差值乘以經驗求出的函數，加到量化參數或從量化參數中減去。結果值被用作量化參數。對應於該量化參數值的值從有25種值的量化表中選擇，用作下一幀的量化器比例。通過前述過程，通過基於調整的量化參數(q_param)計算新的量化器比例(quantizer_scale)和使用下一幀的新量化器比例，進行在幀之間的反饋。現在描述根據本發明的第八個實施例的數位訊號轉換方法和數位訊號轉換裝置。儘管在前述的實施例中DV格式被轉換為MPEG格式，在下面的實施例中，MPEG格式被轉換為DV格式。參照圖18，首先描述用於將MPEG格式轉換為DV格式的傳統的裝置。圖18所示的數字視頻信號轉換裝置由MPEG解碼器70和DV編碼器80構成。MPEG解碼器70用於解碼MPEG視頻數據，DV編碼器80用於輸出DV視頻數據。在MPEG解碼器70中，提供有MPEG2視頻數據的位流的句法分析器71，檢測根據MPEG2格式成幀的量化DCT係數的位流的首標，將由可變長度編碼編碼的量化DCT係數提供給可變長度解碼(VLD)部分72。同樣，句法分析器71提取運動矢量(mv)，將提取的運動矢量提供給運動補償(MC)部分77。可變長度解碼(VLD)部分72對通過可變長度編碼編碼的量化DCT係數進行可變長度解碼，將可變長度解碼的結果提供給逆量化(IQ)部分73。逆量化部分73通過將由可變長度解碼部分72解碼的量化DCT係數乘以在編碼側使用的量化步長，進行逆量化。這樣，逆量化部分73獲得DCT係數，將DCT係數提供給逆離散餘弦變換(IDCT)部分74。逆離散餘弦變換部分74對來自逆量化部分73的DCT係數執行逆DCT，這樣將DCT係數恢復為空間域的數據，即像素數據。具體地，通過逆DCT，對包括8×8像素的每個塊計算像素值(亮度Y和色差Cr，Cb)。在I畫面的情況下，像素值是其實際像素值。然而，在P畫面和B畫面的情況下，像素值是對應的像素值之間的差值。運動補償部分77通過使用存儲在幀存儲器(FM)部分76的兩個幀存儲器FM中的畫面信息和由句法分析器71提取的運動矢量mv，產生運動補償輸出，將該運動補償輸出提供給加法器75。加法器75將運動補償輸出加到來自逆離散餘弦變換部分74的差值，將解碼的畫面數據提供給DV編碼器80的離散餘弦變換(DCT)部分81和幀存儲器部分76。在DV編碼器80中，離散餘弦變換部分81對解碼的畫面數據執行DCT處理，以便再次將解碼的畫面數據轉換為正交變換域的數據，即，DCT係數，並將該DCT係數提供給量化(Q)部分82。量化部分82考慮視覺特性，通過使用矩陣表來量化DCT係數，將量化結果作為DV格式的I畫面提供給可變長度編碼(VLC)部分83。可變長度編碼部分83通過進行可變長度編碼處理來壓縮DV格式的I畫面，將壓縮的I畫面提供給成幀部分84。成幀部分84將執行了可變長度編碼處理的DV格式數據成幀，並輸出DV視頻數據的位流。同時，諸如離散餘弦變換(DCT)和其逆變換的正交變換通常需要大量的計算，因而帶來的問題是如上所述的視頻數據的格式轉換不能有效率地進行。由於錯誤隨計算量的增加而累積，信號劣化也是一個問題。這樣，為了解決這些問題，將參考圖19描述根據本發明的第八個實施例的數字視頻信號轉換裝置。在圖19所示的數位訊號轉換裝置中，符合MPEG格式的上述MPEG視頻信號作為第一數位訊號輸入，DV信號作為第二數位訊號輸出。句法分析器111參照作為第一格式的數位訊號的MPEG視頻信號的首標，提取諸如運動矢量mv和量化器比例的圖像的運動信息。運動矢量mv被送到運動補償(MC)部分115，其中運動補償被進行。量化器比例(quantizer_scale)被送給評價部分123，其將在後面描述。可變長度解碼(VLD)部分112對MPEG視頻信號的位流進行可變長度解碼，必要的信息由句法分析器111從該MPEG視頻信號提取。逆量化(IQ)部分113對由可變長度解碼部分112解碼的MPEG視頻信號逆量化。然後，由逆量化部分113逆量化的MPEG視頻信號被輸入加法器125。來自句法分析器111的運動矢量mv的運動補償結果也從運動補償部分115輸入到該加法器125。從加法器125的輸出被送給信號轉換部分116，它將在後面描述。該輸出也被通過幀存儲器114輸入到運動補償部分115。信號轉換部分116對通過加法器125輸入的視頻信號在正交變換域(頻域)執行諸如解析度轉換的需要的信號轉換處理。要由信號轉換部分116執行需要的信號轉換處理的視頻信號由混洗部分117混洗，然後被送到緩衝器118和分類部分122。送到緩衝器118的視頻信號被送到量化(Q)部分119，由該量化部分119量化。然後，該視頻信號由可變長度編碼(VLC)部分120可變長度編碼。另外，該視頻信號由成幀部分121成幀，作為DV視頻信號的位流輸出。另一方面，分類部分122對由混洗部分117混洗的視頻信號分類，並將分類的結果作為分類信息送給評價部分123。評價部分123基於來自分類部分122的分類信息和來自句法分析器111的量化器比例(quantizer_scale)確定在量化部分119的量化數目。對於該結構，由於作為第二格式的視頻信號輸出的DV視頻信號的數據量可以基於包括在作為第一格式的視頻信號輸入的MPEG視頻信號中的數據量信息來確定，用於確定由信號轉換產生的第二格式的視頻信號的數據量的處理可以被簡化。上述的第七個和第八個實施例也可以被應用到第一格式的數位訊號和第二格式的數位訊號之一是MPEG1視頻信號而另一個是MPEG2視頻信號的情況。現在參考圖20描述根據本發明的第九個實施例的數位訊號轉換方法和數位訊號轉換裝置。該數位訊號轉換裝置是一種裝置，用於將符合MPEG2格式的MPEG視頻信號轉換為符合DV格式的DV視頻信號。假定這些數據是PAL制式的數據。在視頻信號是PAL制式的信號的情況下，符合MPEG2格式和DV格式的信號具有720×576像素的解析度，亮度信號的採樣頻率和兩個色差信號的採樣頻率的比率等於4∶2∶0。因而，對於Y信號或C信號不必進行解析度轉換處理。在圖20中，MPEG解碼器100有句法分析器111，可變長度解碼(VLD)部分112，逆量化(IQ)部分113，加法器125，逆離散餘弦變換(IDCT)部分131，幀存儲器(FM)部分132，運動補償(MC)部分115，和離散餘弦變換(DCT)部分130。幀存儲器(FM)部分132的構成使得它被用作兩個預測存儲器。正如將在後面詳細描述的，逆離散餘弦變換部分131對由可變長度解碼部分112和逆量化部分113部分解碼的I畫面和P畫面進行逆離散餘弦變換處理。運動補償部分115基於逆離散餘弦變換輸出來產生運動補償輸出。離散餘弦變換部分130對運動補償輸出進行離散餘弦變換。加法器125將來自離散餘弦變換部分130的運動補償輸出加到由可變長度解碼部分112和逆量化部分113部分解碼的P畫面和B畫面。下文將描述整個運算。首先，句法分析器111參照作為位流輸入的MPEG2視頻數據的首標，將符合MPEG2格式成幀的量化DCT係數恢復為可變長度代碼，將該可變長度代碼提供給可變長度解碼部分112。同樣，句法分析器111提取運動矢量mv，將提取的運動矢量提供給運動補償部分115。可變長度解碼部分112對恢復為可變長度代碼的量化DCT係數進行可變長度解碼，將可變長度解碼的結果提供給逆量化部分113。逆量化部分113通過將由可變長度解碼部分112解碼的量化DCT係數乘以在編碼側使用的量化步長，進行逆量化處理。這樣，逆量化部分113獲得DCT係數，並將該DCT係數提供給加法器125。由可變長度解碼部分112和逆量化部分113獲得的DCT係數被提供給加法器125作為輸出，它不被逆離散餘弦變換恢復為像素數據，即，作為部分解碼數據。加法器125也被提供有來自運動補償部分115的運動補償輸出，其由離散餘弦變換部分130正交變換。然後，加法器125將運動補償輸出加到在正交變換域中部分解碼的數據。加法器125將加法輸出提供給DV編碼器110，也提供給逆離散餘弦變換部分131。逆離散餘弦變換部分131對加法輸出內的I畫面或P畫面執行逆離散餘弦變換處理，從而產生空間域的數據。該空間域的數據是為運動補償使用的參考畫面數據。該為運動補償使用的參考畫面數據被存儲在幀存儲器部分132中。運動補償部分115通過使用存儲在幀存儲器部分132中的參考畫面數據和由句法分析器111提取的運動矢量mv，產生運動補償輸出，將該運動補償輸出提供給離散餘弦變換部分130。離散餘弦變換部分130將在空間域處理的運動補償輸出恢復到如上所述的正交變換域，然後將該運動補償輸出提供給加法器125。加法器125將來自離散餘弦變換部分130的運動補償輸出的DCT係數加到來自逆量化部分113的部分解碼的P和B畫面的差分信號的DCT係數。然後，來自加法器125的相加輸出被作為在正交變換域的部分解碼的數據提供給DV編碼器110和逆離散餘弦變換部分131。由於來自逆量化部分113的部分解碼的I畫面是幀內編碼圖像信號，不需運動補償相加處理。部分解碼的I畫面被原樣提供給逆離散餘弦變換部分131，也提供給DV編碼器110。DV編碼器110包括量化(Q)部分141，可變長度編碼(VLC)部分142和成幀部分143。量化部分141量化來自MPEG解碼器100的正交變換域中的I畫面、P畫面和B畫面的解碼輸出，即DCT係數，將量化的DCT係數提供給可變長度編碼部分142。可變長度編碼部分142對量化的DCT係數進行可變長度編碼處理，將編碼的數據提供給成幀部分143。成幀部分143對來自可變長度編碼部分142的壓縮編碼的數據成幀，輸出DV視頻數據的位流。以這種方式，當要被轉換的MPEG2視頻數據是I畫面時，MPEG解碼器100使可變長度解碼部分112和逆量化部分113部分解碼MPEG2視頻數據到正交變換域，DV編碼器110使量化部分141和可變長度編碼部分142部分編碼視頻數據。同時，MPEG解碼器100使逆離散餘弦變換部分131對I畫面執行逆離散餘弦變換，將結果的I畫面存儲在幀存儲器部分132中作為P/B畫面的參考畫面。另一方面，當要被轉換的MPEG2視頻數據是P畫面或B畫面時，僅有用於產生運動補償輸出的處理通過使用逆離散餘弦變換部分131在空間域進行，用於構成除了作為由可變長度解碼部分112和逆量化部分113部分解碼的P畫面或B畫面的差分信號的幀的處理在離散餘弦變換域通過使用離散餘弦變換部分130進行，如上所述。此後，由DV編碼器110進行部分編碼。特別地，在P畫面的情況下，在由運動矢量mv指示的位置的宏塊，被從由逆離散餘弦變換部分131逆離散餘弦變換處理的I畫面中，通過運動補償部分115的運動補償處理提取。由離散餘弦變換部分130對該宏塊執行離散餘弦變換處理，再被加法器25加到P畫面的DCT係數作為離散餘弦變換域的差分信號。該處理是基於，對空間域的相加結果執行的離散餘弦變換的結果等價於由離散餘弦變換處理的數據相加的結果。該結果由DV編碼器110部分編碼。同時，作為下一B畫面的參考，由逆離散餘弦變換部分131對來自加法器125的相加輸出執行逆離散餘弦變換，結果的數據被存儲在幀存儲器部分132中。在B畫面的情況下，在由運動矢量mv指示的位置的宏塊，被從由逆離散餘弦變換部分131逆離散餘弦變換處理的P畫面中提取。然後，由離散餘弦變換部分130對該宏塊執行離散餘弦變換處理，作為差分信號的B畫面的DCT係數在離散餘弦變換域中被加到其上。在雙向的情況下，從兩個參考幀中提取宏塊，其平均值被使用。其結果被DV編碼器110部分編碼。由於B畫面不變成參考幀，不需由逆離散餘弦變換部分131進行逆離散餘弦變換。傳統上為了解碼I畫面需要逆離散餘弦變換(IDCT)和離散餘弦變換(DCT)處理，而根據上述的第九個實施例的數字視頻信號轉換裝置僅需要IDCT作參考。為了解碼P畫面，作參考的DCT和IDCT處理是必需的。然而，為解碼B畫面傳統上需要DCT和IDCT，而根據該實施例的數字視頻信號轉換裝置僅需要DCT，不需IDCT。在具有GOP數目N＝15、前向預測畫面間距M＝3的典型MPEG2數據的情況下，包括一個I畫面、四個P畫面和10個B畫面。假定DCT的計算量和IDCT的計算量基本相等，當加權被省略時，每15幀MPEG2數據在傳統技術的情況下由下式表示2×DCT×(1/15)+2×DCT×(4/15)+2×DCT×(10/15)＝2×DCT在圖20所示的數字視頻信號轉換裝置的情況下由下式表示1×DCT×(1/15)+2×DCT×(4/15)+1×DCT×(10/15)＝1.2666×DCT這樣，可以顯著減少計算量。在這些等式中DCT代表計算量。即，在圖20所示的數字視頻信號轉換裝置中，用於從MPEG2視頻數據到DV視頻數據的格式轉換的數據計算處理量可以被顯著地減少。現在參考圖21描述根據本發明的第十個實施例的數字視頻信號轉換裝置。在該第十個實施例中，採用了用於將符合MPEG2格式的MPEG視頻數據轉換為符合DV格式的DV視頻數據的數字視頻信號轉換裝置。然而，假定MPEG2視頻數據是高解析度例如1440×1080像素的壓縮視頻信號。例如，當MPEG2視頻信號被應用到數字廣播服務時，信號根據性能(功能)/級別(解析度)來分類。用於美國的數字HDTV的主性能/高級別(MP@HL)視頻信號具有高解析度，如上所述，該信號被轉換為DV視頻數據。因而，圖21所示的數字視頻信號轉換裝置的結構是，在圖20的MPEG解碼器100和DV編碼器110之間提供了用於進行上述轉換處理的信號轉換部分140。該信號轉換部分140通過使用基於逆正交變換矩陣和正交變換矩陣產生的變換矩陣，對來自MPEG解碼器的DCT變換域的DCT係數進行解析度轉換處理。所述逆正交變換矩陣對應於用於對MPEG編碼數據執行DCT編碼的正交變換矩陣，所述正交變換矩陣對應於用於為獲得在時域的信號轉換輸出信號的IDCT編碼的逆正交變換矩陣。來自該信號轉換部分140的作為解析度轉換輸出的DCT係數被提供給DV編碼器110。DV編碼器110對作為解析度轉換輸出的DCT係數進行量化和可變長度編碼，然後成幀DCT係數，輸出DV視頻數據的位流。這樣，在該數字視頻信號轉換裝置中，在MPEG視頻信號內的主性能/高級別(MP@HL)視頻信號被信號轉換部分140解析度轉換，然後由DV編碼器編碼以產生DV視頻數據。類似於圖20的數字視頻信號轉換裝置，關於I畫面，該第十個實施例的數字視頻信號轉換裝置僅需要IDCT作參考，而傳統上IDCT和DCT處理都需要。關於P畫面，如傳統技術中，進行DCT和IDCT作參考。關於B畫面，該數字視頻信號轉換裝置僅需要DCT而不需要IDCT，而傳統上IDCT和DCT都需要。即，在圖21所示的數字視頻信號轉換裝置中，用於從高解析度的MPEG2視頻數據到DV視頻數據的格式轉換的數據計算處理量也可以被顯著地減少。作為由信號轉換部分140進行的解析度轉換處理，主要描述了縮減的解析度轉換。然而，放大也是可能的。具體說，通常，通過將高頻分量加到頻域的輸入數位訊號中，可以以任意放大率放大解析度。例如，進行從MPEG1視頻信號到DV視頻信號的格式轉換。上述處理也可以通過軟體來進行。同時，在上述MPEG格式或DV格式的壓縮系統中，為了有效壓縮編碼靜止圖像數據或動態圖像數據，可以採用使用結合預測編碼的正交變換編碼的混合壓縮編碼方法。在對由混合壓縮編碼方法壓縮編碼的輸入信息信號進行解析度轉換處理後，當再次進行正交變換和隨運動補償的預測編碼時，在進行再預測編碼處理的步驟時必須估計運動矢量。如果用完全相同的解析度再次進行預測編碼而不進行解析度轉換處理，在預測編碼時可以使用運動矢量。然而，如果解析度被轉換，則轉換失真被改變。因而，在再預測編碼步驟使用的運動矢量也被改變。這樣，在再預測編碼步驟時需要估計運動矢量。然而，運動矢量估計需要算術處理量。為了消除該問題，使用了根據第十一個實施例的數位訊號轉換裝置。在根據第十一個實施例的數位訊號轉換方法和裝置中，由用使用結合預測編碼的正交變換編碼的混合壓縮編碼壓縮編碼的輸入信息信號，在時域或正交變換域由諸如解析度轉換的信號轉換處理來處理，然後恢復到正交變換域用於再壓縮編碼，或者在正交變換域壓縮編碼。上述混合壓縮編碼的例子是由ITU-T(國際電信聯盟-電信標準化部)推薦的H.261和H.263，和MPEG和DV編碼標準。H.261標準是低位速率的圖像編碼標準，其發展主要是為了通過ISDN的遠程會議和可視電話。H.263是為了GSTN視頻電話系統的H.261的改進版。現在參考圖22描述第十一個實施例，在第十一個實施例的數字視頻信號轉換裝置中，符合MPEG格式的MPEG編碼數據被輸入，由作為信號轉換處理的解析度轉換處理來處理，解析度轉換的MPEG編碼信號被輸出。該數字視頻信號轉換裝置有解碼部分210，用於對隨運動矢量(mv)檢測壓縮編碼的MPEG編碼數據的位流使用運動補償MC進行解碼；解析度轉換部分160，用於對來自解碼部分210的解碼輸出執行解析度轉換處理；和編碼部分220，用於隨基於加到MPEG編碼的數據的運動矢量mv的運動檢測，對來自解析度轉換部分160的轉換輸出圖像執行壓縮編碼處理和輸出解析度轉換的視頻編碼數據的位流，如圖22所示。由這些部件構成的數字視頻信號轉換裝置將在下文描述。當然每個構件進行根據本發明的數位訊號轉換方法的每個步驟的處理。解碼部分210包括可變長度解碼(VLD)部分112、逆量化(IQ)部分113、逆離散餘弦變換(IDCT)部分150、加法器151、運動補償(MC)部分152和幀存儲器(FM)部分153。FM部分153由兩個幀存儲器FM構成，用作預測存儲器。VLD部分112對MPEG編碼數據，即由運動矢量和作為附加信息的量化DCT係數的可變長度編碼獲得的編碼數據根據可變長度編碼解碼，並提取運動矢量mv。IQ部分113通過將由VLD部分112解碼的量化DCT係數乘以在編碼側使用的量化步長，進行逆量化處理。IDCT部分150對來自IQ部分113的DCT係數執行逆DCT，從而將DCT係數恢復到空間域的數據，即像素數據。具體地，通過逆DCT，對包括8×8像素的每個塊計算相應的像素值(亮度Y和色差Cr，Cb)。在I畫面的情況下，像素值是其實際像素值。然而，在P畫面和B畫面的情況下，像素值是對應的像素值之間的差值。MC部分152通過使用由VLD部分112提取的運動矢量mv，對存儲在FM部分153的兩個幀存儲器中的圖像信息執行運動補償處理，將該運動補償輸出提供給加法器151。加法器151將來自MC部分152的運動補償輸出加到來自IDCT部分150的差值，從而輸出解碼的圖像信號。解析度轉換部分160對解碼的圖像信號進行需要的解析度轉換處理。來自解析度轉換部分160的轉換輸出被提供給編碼部分220。編碼部分220包括比例轉換部分171、運動估計(ME)部分172、加法器173、DCT部分175、速率控制部分183、量化(Q)部分176、可變長度編碼(VLC)部分177、緩衝存儲器178、IQ部分179、IDCT部分180、加法器181、FM部分182和MC部分174。比例轉換部分171根據由解析度轉換部分160使用的解析度轉換速率，對由VLD部分112提取的運動矢量mv進行比例轉換。例如，如果由解析度轉換部分160使用的解析度轉換速率是1/2，運動矢量mv被轉換到1/2的比例。ME部分172通過使用來自比例轉換部分171的比例轉換信息，搜索來自解析度轉換部分160的轉換輸出的窄範圍，從而估計轉換的解析度的最佳運動矢量。由ME部分172估計的運動矢量在由MC部分174進行運動補償時使用。來自解析度轉換部分160的由ME部分172用於運動矢量的估計的轉換輸出圖像被提供給加法器173。加法器173計算後面描述的參考畫面和來自解析度轉換部分160的轉換輸出之間的差，將該差提供給DCT部分175。DCT部分175通過使用8×8大小的塊，對由MC部分174通過運動補償獲得的參考畫面和轉換輸出畫面之間的差進行離散餘弦變換。關於I畫面，由於進行幀間編碼，直接進行DCT算術運算，而不計算幀間的差。量化(Q)部分176考慮可視特性，通過使用矩陣表對來自DCT部分175的DCT係數進行量化。VLC部分177通過使用可變長度編碼，對來自Q部分176的量化的DCT係數進行壓縮。緩衝存儲器178是一個存儲器，用於保持編碼數據的恆定傳輸率，該編碼數據由VLC部分177用可變長度編碼來壓縮。從該緩衝存儲器178，解析度轉換的視頻編碼數據被作為恆定傳輸率的位流輸出。速率控制部分183根據緩衝存儲器178的緩衝容量的增加/降低的有關改變信息，控制Q部分176中所產生信息量的增加/降低，即量化步長。IQ部分179和IDCT部分180一起構成本地解碼部分。IQ部分179逆量化來自Q部分176的量化DCT係數，將DCT係數提供給IDCT部分180。IDCT部分180對來自IQ部分179的DCT係數進行逆DCT，以恢復像素數據，將像素數據提供給加法器181。加法器181將來自MC部分174的運動補償輸出加到作為來自IDCT部分180的逆DCT輸出的像素數據。作為來自加法器181的相加輸出的圖像信息被提供給FM部分182。存儲在FM部分182中的圖像信息由MC部分174用運動補償處理。MC部分174通過使用由ME部分172估計的最佳運動矢量，對存儲在FM部分182中的圖像信息進行運動補償，將作為參考畫面的運動補償輸出提供給加法器173。加法器173計算來自解析度轉換部分160的轉換輸出畫面和參考畫面之間的差，將該差提供給DCT部分175，如上所述。DCT部分175、Q部分176、VLC部分177和緩衝存儲器178如上所述運算。最終，解析度轉換的視頻編碼數據被作為位流以恆定傳輸率從該數字視頻信號轉換裝置輸出。在該數字視頻信號轉換裝置中，當由編碼部分220的ME部分172估計運動矢量時，附加到最初壓縮的視頻信號宏塊的運動矢量，由比例轉換部分171根據解析度轉換部分160中的解析度轉換速率按比例轉換，基於來自比例轉換部分171的比例轉換信息，搜索來自解析度轉換部分160的轉換輸出畫面的窄範圍，以便為運動補償估計運動矢量，代替缺少任何信息時的運動矢量的估計。這樣，由於在ME部分172中的計算量可以被顯著減少，可以實現裝置的微型化和轉換處理時間的減少。現在描述第十二個實施例。在該實施例中，也採用了用於對MPEG視頻信號執行解析度轉換處理和輸出解析度轉換的視頻信號的數字視頻信號轉換裝置。該數字視頻信號轉換裝置有解碼部分211，用於對執行上述混合編碼的MPEG編碼數據用MC通過僅進行預測解碼處理，獲得正交變換域的解碼數據；解析度轉換部分260，用於對來自解碼部分211的正交變換域的解碼數據執行解析度轉換處理；和編碼部分221，用於通過使用基於MPEG編碼的數據的運動矢量信息的運動檢測，隨著對來自解析度轉換部分260的轉換輸出的運動補償預測，執行壓縮編碼處理，如圖23所示。由這些部件構成的數字視頻信號轉換裝置將在下文描述。當然每個構件進行根據本發明的數位訊號轉換方法的每個步驟的處理。在該數字視頻信號轉換裝置中，和圖22所示的裝置相比，IDCT部分150在解碼部分210中是不必要的，DCT部分175和IDCT部分180在編碼部分220中是不必要的。即，在該數字視頻信號轉換裝置中，對DCT域的解碼數據進行解析度轉換處理，其轉換輸出被編碼。諸如DCT的正交變換和逆正交變換，通常需要大量的計算。因而，上述的解析度轉換不能有效地進行。同樣，由於隨著計算量的增加，錯誤被累積，信號可能劣化。因而，在圖23的數字視頻信號轉換裝置中，圖22的IDCT部分150、DCT部分174和IDCT部分180被消除。解析度轉換部分160的功能被改變。同樣，為了在DCT域從來自解析度轉換部分160的轉換DCT係數計算後面將描述的活度(activity)和通過使用該活度估計運動矢量，一活度計算部分200被用於取代圖22的比例轉換部分171。圖23中所示的解析度轉換部分260提供有相加輸出(DCT係數)，該相加輸出(DCT係數)是通過由加法器251將來自MC部分252的運動補償輸出加到由IQ部分213通過逆量化由VLD部分212解碼的量化DCT係數得到的DCT係數而得到的。該解析度轉換部分260通過使用一變換矩陣，對來自解碼部分211的DCT變換域的DCT係數進行解析度轉換處理。所述變換矩陣是基於對應於用於對MPEG編碼的數據執行的DCT編碼的正交變換矩陣的逆正交變換矩陣和對應於用於為獲得時域的信號轉換輸出信號的IDCT編碼的逆正交變換矩陣的正交變換矩陣產生的。來自解析度轉換部分260的作為解析度轉換輸出的DCT係數被提供給活度計算部分200。活度計算部分200從來自解析度轉換部分260的DCT係數的亮度分量為每個宏塊計算空間活度。具體地，通過使用DCT係數的AC值的最大值計算圖像的特徵。例如，更少高頻分量的存在指明了平滑圖像。ME部分272基於由活度計算部分200計算的活度，估計在轉換的解析度的最佳運動矢量。具體地，ME部分272基於由活度計算部分200計算的活度，轉換由VLD212提取的運動矢量mv，以便估計運動矢量mv，將估計的運動矢量mv提供給MC部分274。ME部分272在正交變換域估計運動矢量。在正交變換域的該運動估計將隨後描述。來自解析度轉換部分260的解析度轉換的DCT係數通過活度計算部分200和ME部分272被提供給加法器273。加法器273計算後面將描述的參考DCT係數和來自解析度轉換部分260的轉換的DCT係數之間的差，將該差提供給量化(Q)部分276。Q部分276量化差值(DCT係數)，將量化的DCT係數提供給VLC部分277和IQ部分279。速率控制部分283根據來自活度計算部分200的活度信息和有關緩衝存儲器278的緩衝容量的增加/減少的變化信息，控制在Q部分276中產生的信息量的增加/減少，即量化步長。VLC部分277通過使用可變長度編碼，壓縮編碼來自Q部分276的量化DCT係數，將壓縮的DCT係數提供給緩衝存儲器278。緩衝存儲器278保持由VLC部分277通過可變長度編碼壓縮的編碼數據的恆定傳輸率，將解析度轉換的視頻編碼數據以恆定傳輸率作為位流輸出。IQ部分279對來自Q部分276的量化DCT係數進行逆量化，將DCT係數提供給加法器281。加法器281將來自MC部分274的運動補償輸出加到來自IQ部分279作為逆量化輸出的DCT係數。來自加法器281作為相加輸出的DCT係數信息被提供給FM部分282。存儲在FM部分282中的DCT係數信息由MC部分274通過運動補償處理。MC部分274通過使用由ME部分272估計的最佳運動矢量，對存儲在FM部分282中的DCT係數信息進行運動補償，將運動補償輸出作為參考DCT係數提供給加法器281。加法器273計算來自解析度轉換部分260的轉換的DCT係數和參考DCT係數之間的差，將該差提供給Q部分276，如上所述。Q部分276、VLC部分277和緩衝存儲器278如上所述運算。最終，解析度轉換的視頻編碼數據從該數字視頻信號轉換裝置以恆定傳輸率輸出。MC部分274通過使用由ME部分272估計的最佳運動矢量和存儲在FM部分282中的參考DCT係數，類似於ME部分272在正交變換域進行運動補償。現在參考圖24至圖26描述正交變換域中的運動估計和運動補償。在圖24中，實線表示要壓縮的畫面A的宏塊，虛線表示參考畫面B的宏塊。當通過使用運動矢量，使得要壓縮的畫面A和參考畫面B彼此交疊時，如圖24所示，宏塊的邊界可能不重合。在圖24的情況下，要壓縮的宏塊B′部分地在參考畫面B的四個宏塊B1，B2，B3和B4上伸展。因而，沒有參考畫面B的宏塊一一對應於宏塊B′，不能獲得參考畫面B在宏塊B′的位置的DCT係數。因而，必須通過轉換宏塊B′在其上部分伸展的參考畫面B的四個宏塊的DCT係數，以獲得宏塊B′所位於的部分的參考畫面B的DCT係數。圖25示意性地示出了該轉換處理的過程。由於參考畫面B的宏塊B1的左下部分交疊於宏塊B′的右上部分，通過轉換宏塊B1的DCT係數產生宏塊B13，如後面所述。類似地，由於參考畫面B的宏塊B2的右下部分交疊於宏塊B′的左上部分，通過轉換宏塊B2的DCT係數產生宏塊B24，如後面所述。類似的處理對宏塊B3和B4進行，從而產生宏塊B31和B42。通過結合這樣產生的四個宏塊B13、B24、B31和B42，可以獲得宏塊B′所位於的部分的參考畫面B的DCT係數。簡而言之，該處理可以由下面的等式(6)和(7)表達。B′＝B13+B24+B31+B42...(6)DCT(B′)＝DCT(B13)+DCT(B24)+DCT(B31)+DCT(B42)...(7)現在參考圖26描述宏塊的DCT係數的轉換。圖26示出用於在空間域通過從原始塊B4等的計算求出部分宏塊B42的數學模型。具體地，在左上側B4被提取，插入0，移位到右下側。即，示出從塊B4通過下面的等式(8)的計算獲得的B42。B42＝H1×B4×H2H1=00Ih0,H2=0Iw00---(8)]]>在該等式中，Ih和Iw是從塊B4提取的包括h行和h列的具有h×h大小的矩陣的標識碼和包括w行和w列的具有w×w大小的矩陣的標識碼。如圖26所示，對於首先和B4合成的先矩陣(pre-matrix)H1，第一h列被提取並轉換到底。對於隨後和B4合成的H2，第一w行被提取並轉換到右側。基於等式(8)，B42的DCT係數可以根據下面的等式(9)直接從B4的DCT係數計算。DCT(B42)＝DCT(H1)×DCT(B4)×DCT(H2)...(9)該等式被應用於所有子塊(subblocks)，總和被計算。這樣，新塊B′的DCT係數可以直接從原始塊B1到B4的DCT係數獲得，如下面的等式(10)所表示。DCT(B)=i=14DCT(Hi1)DCT(Bi)DCT(Hi2)---(10)]]>Hi1和Hi2的DCT係數可以被計算並預先存儲在存儲器中，以便構成表存儲器。以這種方式，甚至在正交變換域中可以進行運動估計和運動補償。然後，在編碼部分221，當由ME部分272估計運動矢量時，附加到最初壓縮的視頻信號宏塊的運動矢量，基於由活度計算部分200計算的活度，通過搜索來自解析度轉換部分260的轉換輸出的窄範圍來估計，代替缺少任何信息時的運動矢量的估計。如上所述，在該實施例的數字視頻信號轉換裝置的解碼部分211中，對MPEG編碼的數據進行帶運動補償的預測解碼處理，對所述MPEG編碼的數據，包括帶運動檢測的預測編碼和正交變換編碼的混合編碼被執行，即在可變長度解碼之後進行逆量化。然後，進行運動補償以獲得保持在DCT域的解碼數據，對DCT域的解碼數據執行解析度轉換。因而，可以直接在正交變換域進行解析度轉換，解碼(逆正交變換)到時域或空間域就不必要了。這樣，計算被簡化，可以實現較少計算錯誤的高質量轉換。甚至，在編碼部分221中，當由ME部分272估計運動矢量時，附加到最初壓縮的視頻信號宏塊的運動矢量，基於從解析度轉換輸出計算的活度通過搜索窄範圍來估計，代替缺少任何信息時的運動矢量的估計。因而，由於ME部分272的計算量可以被顯著減少，可以實現裝置的微型化和轉換處理時間的減少。現在描述第十三個實施例。在該實施例中，也採用了用於對MPEG編碼數據執行諸如解析度轉換處理的信號轉換處理和輸出視頻編碼數據的數字視頻信號轉換裝置。該數字視頻信號轉換裝置有解碼部分340，用於對執行上述混合編碼的MPEG編碼數據通過進行部分解碼處理，獲得正交變換域的數據；轉換部分343，用於對來自解碼部分340的正交變換域的數據執行解析度轉換處理；和編碼部分350，用於加一基於MPEG編碼的數據的運動矢量信息的運動矢量，對來自轉換部分343的轉換輸出執行壓縮編碼處理，如圖27所示。解碼部分340包括VLD部分341、IQ部分342。這些VLD部分341和IQ部分342具有分別類似於圖21的VLD部分112和IQ部分113的結構，且類似地運算。該解碼部分340的特性是，不進行運動補償。具體地，關於P畫面和B畫面，由轉換部分343對作為差信息的DCT係數進行解析度轉換，不進行運動補償。通過解析度轉換獲得的轉換的DCT係數由Q部分345量化，Q部分345由速率控制部分348按速率控制。DCT係數由VLC部分346可變長度編碼，然後以恆定速率從緩衝存儲器347輸出。在這種情況下，編碼部分350的運動矢量轉換部分344根據解析度轉換速率對由VLD部分341提取的運動矢量mv刷新比例(rescale)，將刷新比例的運動矢量提供給VLC部分346。VLC部分346將刷新比例的運動矢量mv加到來自Q部分345的量化DCT係數，進行可變長度編碼處理。VLC部分346然後將編碼的數據提供給緩衝存儲器347。如上所述，在圖27所示的數字視頻信號轉換裝置中，由於在解碼部分340和編碼部分350中不進行運動補償，計算可以簡化，硬體的負擔可以被減少。在上述的數字視頻信號轉換裝置中，可以進行速率轉換。簡而言之，該數字視頻信號轉換裝置可以被應用到從4Mbps到2Mbps的傳輸率的轉換，而解析度不改變。儘管在上述實施例中描述了裝置的結構，通過使用本發明的數位訊號轉換方法可以將相應裝置構造為軟體。根據本發明，對帶運動檢測的壓縮編碼的輸入信息信號進行帶運動補償的解碼，對解碼的信號進行信號轉換處理。對該轉換的信號，進行帶基於輸入信息信號的運動矢量信息的運動檢測的壓縮編碼處理。當作為該信號轉換處理的解析度轉換處理被應用時，對轉換的信號進行帶運動補償的壓縮編碼處理，該運動補償是基於通過根據解析度轉換處理比例轉換運動矢量信息獲得的信息。特別地，在壓縮編碼時需要的運動矢量信息根據解析度轉換速率按比例轉換，搜索窄範圍。因而，在運動矢量估計時的計算量可以被顯著減少，可以實現裝置的小型化和轉換處理時間的減少。同樣，根據本發明，對執行了包括帶運動檢測的預測編碼和正交變換編碼的壓縮編碼的輸入信息信號進行部分解碼，從而獲得正交變換域的解碼信號。然後，對正交變換域的解碼信號進行信號轉換處理。對該轉換的信號，進行帶運動補償預測的壓縮編碼處理，該運動補償使用基於輸入信息信號的運動矢量信息的運動檢測。當解析度轉換處理被作為該信號轉換處理應用時，對轉換的信號進行帶運動補償的壓縮編碼處理，該運動補償基於通過根據從解析度轉換處理獲得的活度轉換運動矢量信息獲得的信息。因而，通過搜索窄範圍可以估計在壓縮編碼時需要的運動矢量信息，計算量可以被顯著減少。這樣，可以實現裝置的小型化和轉換處理時間的減少。同樣，由於可以在正交變換域進行信號轉換處理，不需要逆正交變換處理，不需要解碼(逆正交變換)到時域或空間域。因而，計算被簡化，可以進行較少計算錯誤的高質量的轉換。另外，根據本發明，對執行了包括帶運動檢測的預測編碼和正交變換編碼的壓縮編碼的輸入信息信號進行部分解碼，從而獲得正交變換域的解碼信號。然後，對正交變換域的解碼信號進行信號轉換處理。對該轉換的信號，通過加上基於輸入信息信號的運動矢量信息轉換的運動矢量信息，進行壓縮編碼處理。因而，當解析度轉換處理被作為該信號轉換處理應用時，通過加上通過比例轉換根據解析度轉換處理的運動矢量信息獲得的信息，對轉換的信號進行壓縮編碼處理。即，由於通過搜索窄範圍可以估計在壓縮編碼時加上的運動矢量信息，在運動矢量估計時的計算量可以被顯著減少。同樣，由於可以在正交變換域進行信號轉換處理，不需要逆正交變換處理。另外，由於在解碼和編碼時不用運動補償處理，可以進一步減少計算量。權利要求1.一種數位訊號轉換裝置，用於將包括預定單元的正交變換係數塊的第一格式的數位訊號轉換為包括另一預定單元的新正交變換係數塊的第二格式的數位訊號，該裝置包括解碼裝置，用於解碼所述第一格式的數位訊號；逆量化裝置，用於對所述解碼的數位訊號進行逆量化；信號轉換裝置，用於伴隨所述逆量化的數位訊號的格式轉換，進行信號處理；量化裝置，用於量化由信號處理處理的所述數位訊號；數據量控制裝置，用於控制所述量化裝置的數據量；和編碼裝置，用於編碼其數據量被所述數據量控制裝置控制而量化的數位訊號，從而產生所述第二格式的數位訊號。2.如權利要求1所述的數位訊號轉換裝置，其中所述正交變換是離散餘弦變換，所述第一格式的數位訊號是以預定固定速率壓縮編碼的視頻信號，所述第二格式的數位訊號是以可變速率壓縮編碼的視頻信號。3.如權利要求1所述的數位訊號轉換裝置，其中所述信號轉換裝置通過利用包含在所述第一格式的數位訊號中的數據量信息，在正交變換域控制所述第二格式的數位訊號的數據量。4.如權利要求1所述的數位訊號轉換裝置，其中所述信號轉換裝置通過利用包含在所述第一格式的數位訊號中的數據量信息，在空間域控制所述第二格式的數位訊號的數據量。5.如權利要求1所述的數位訊號轉換裝置，其中所述信號轉換裝置對包含在所述第一格式的數位訊號中的相應塊，基於量化器號和類信息，計算量化參數，平均對相應塊計算的量化參數以便計算包括多個塊的元塊的量化參數，從每個元塊的量化參數計算所述第二格式的數位訊號的量化器比例，通過使用計算的量化器比例，量化相應塊。全文摘要第一格式(DV視頻信號)的輸入數位訊號，通過使其成幀被解成幀部分(11)取消，然後由可變長度解碼(VLD)部分(12)解碼，由逆量化(IQ)部分(13)逆量化，由逆加權(IW)部分(14)逆加權，被恢復到可變長度的代碼。然後，在正交變換域(頻域)由解析度轉換部分(16)對逆加權的視頻信號進行需要的解析度轉換。此後，解析度轉換的視頻信號被加權(W)部分(18)加權，然後由量化(Q)部分(19)量化，由可變長度編碼(VLC)部分(20)可變長度編碼，以第二格式(MPEG視頻信號)的數位訊號輸出。文檔編號H04N7/30GK1722845SQ200510089449公開日2006年1月18日申請日期1998年11月5日優先權日1997年11月5日發明者柳原尚史,泉伸明申請人:索尼公司