[发明专利]数字视频信号压缩方法和装置

说明书

本发明涉及对数字视频图象序列的存储和检索，这是在数字动画和帧动画计算机应用中所碰到的。具体地说，本发明描述了一种帧间或差分图象压缩方法和相关装置。

一般的个人计算机系统，特别是IBM个人计算机，为当今现代社会领域提供了计算能力，从而得到了广泛的应用。个人计算机系统通常可以定义为放在桌面上的地面上的，或便携式微型计算机，它由包括单个的系统处理器和连带的易失性存储器和非易失性存储器的一个系统单元、一个显示监视器、一个键盘、一个或多个软盘驱动器、一个固定磁盘存储器以及一个任选的打印机构成。这些系统的明显特征是使用了一块母板或系统平板将这些部件电连接在一起。这些系统的设计宗旨主要是为单个用户提供独立的计算能力，个人或小企业购买时价钱又不贵。这种个人计算机系统有IBM的PERSON-AL COMPUTER AT及PERSONAL SYSTEM/225、30、35、40、L40SX、50、55、57、65、70、80、90和95型。

这些系统可以划分为两大类。第一类通常称作系列I，采用总线体系结构，如IBM PERSONAL COMPUTER AT和其它IBM兼容机。第二类称作系列II，采用IBM的MICRO CHANNEL(微通道)总线体系结构，如IBM的PERSONAL SYSTEM/250至95型。系列I型号一般采用流行的INTEL8088或8086微处理器作为系统处理器。这些处理器具有对一兆字节存储器进行寻址的能力。系列II型号一般采用高速INTEL80286、80386和80486微处理器，它们能以实方式对较低速的INTEL8086微处理器实现仿真，或以受保护方式工作，对某些型号的计算机来说将寻址范围从1兆字节扩展至4千兆字节。本质上，80286、80386和80486微处理器的实方式的特征是向为8086和8088微处理器写的软件提供硬件兼容性。

除了其它目的以外，也已经使用了上述类型的系统，来对视频图象进行接收、存储、处理和显示。这种视频图象可以从下述渠道得到，例如专业式家用摄象机，作为模拟信号存在能被盒式录象机和放象机等读出的磁带上的录制的视频图象，以及数字化视频信号源。由上述类型的系统存储并可以加以利用的所熟悉的一些图象形式包括从录制的家庭电影到电视或电影片(动画片或由演员演的电影)到直接从广播接收的实况电视。一般来说，由于所包括的计算机系统是数字系统，所以由该系统存储或处理的电视数据是数字化的，或性质上使之数字地编码的，这与模拟性质不同(后者一般是调频的)。

数字编码视频数据相对于其它类型的计算机数据来说非常大，特别是在保持空间和彩色保真度的情况下更是如此。一幅640×480象素的图象，每个象素占24位，几乎要占用存储器的1兆字节以便进行存储。由于从容量和速度考虑，存储器都是很昂贵的，所以在数据压缩方法上人们已经进行了大量的工作。压缩减少了表示图象所需的数字数据量，降低了存储费用，并且缩短了存储和检索的时间。

考虑到上述情况，本发明构想出一种方法，用于压缩表示一系列图象的数字编码视频图象信号。在实现本发明的这一目的时，在表示图象系列中连续图象的数字数据之间进行比较，并且如果从图象系列中的一幅图象到紧接着的加一幅图象数字数据保持相同，就对该数字数据进行压缩。这种差分帧编码极大地减少了数字数据量，这些数字数据是在使用一台个人计算机系统对上述类型的电视图象信号进行工作时所必须处理、移动、存储与检索的。

本发明还构想出一种个人计算机系统，它特别适合于对上述类型的视频图象信号进行处理、移动、存储和检索。在实现本发明的这一目的时，达到了对电视的更经济的处理、存储与检索。

此外，本发明还构想出一种承载表示数字编码视频图象的数字信号以及如此编码的数字信号的，数字存储装置，它们表示一系列已经用一种特殊方法压缩了的图象，该方法便于对所表示的图象进行处理、存储和检索。

上面已经对本发明的一些目的做了说明，本发明的其它目的将通过结合附图所做的描述而变得一目了然。附图中：

图1是实现本发明的个人计算机的透视图。

图2是图1所示个人计算机的某些部件的分解透视图，包括机座、外罩和平板，图中还表示出了这些部件间的一定关系；

图3是图1和2所示个人计算机的某些部件的示意图；

图4表示要被显示的一系列图象中的两幅图象或两帧；

图5表示一个差分位屏蔽，它指出就象素而论，从图4的第一幅图象或帧到第二幅图象或帧之间存在变化；以及

图6表示根据本发明得到的图4的第二幅图象或帧的数字信号。