[发明专利]用于在数字盒式录相机中记录图象的方法

说明书

本发明涉及盒式数字录相机(DVCR)，更具体地说，涉及一种在数字盒式录相机中记录图象的方法，它能对数据量保持恒定的数据速率、进行特技播放、并提高特技播放时的再现图象质量，并同时采用了在帧间编码法中有利的高压缩率。

由于数字录相技术在八十年代的发展，在诸如视频会议、数字广播编码译码器和视频电话的各种电子应用和通信领域中，数字视频压缩技术已得到应用。特别地，一种已发展了若干年的DVCR信号频带压缩技术，主要采用了一种帧内编码方法，其中不考虑图象间的冗余。然而，由于采用帧内编码方法的数据压缩消除了数据图象内的冗余，数据的压缩效率不高。

这样，目前在DVCR数据压缩中试图用帧间编码法作为消除暂态冗余的运动视频压缩方法。由于帧间编码法可消除图象间的冗余，其信号压缩率高于帧内编码法。

例如，若用4∶2∶2的采样率对NTSC信号采样，则产生约158Mbps的数据。对于在带上记录这种数据，数据应被压缩到约25Mbps。根据实验结果，当比较相同量的压缩结果数据时，帧间编码法的压缩结果所显示的性能大大好于帧内编码法。这样，可作出结论，即帧间编码法应被用于DVCR的数据压缩。

然而，即使帧间编码法有这样的优点，由于带即记录介质的特性，它仍未被用于DVCR。换言之，当数据被记录到诸如带的记录介质上时，尽管要求恒定的数据速率，这种恒定的数据速率难以得到。

运动图象专家组(MPEG)的编码器是编码帧间视频信号的典型装置，它已被提出以解决恒定数据速率的问题。

图1是一般MPEG运动视频编码器的一个例子的框图。对MPEG运动视频编码器运行简要说明如下。

在图1所示的编码器中，帧记录器10接收源输入视频信号并进行彩色坐标转换、二次采样和块分割。

运动计算机12估算前一图象和后一图象间的相似部分，从而检测作为矢量数据和输出视频信号数据、矢量数据和模式数据I、B和P的位置移动结果。这里，模式数据I、B和P表示图象的级。I—图象是内编码图象，它是通过只消除空间冗余而得到的。P—图象或预计图象，是从I—图象预测的，并是通过仅对差别进行编码而得到的。这样，可以说P—图象消除了I—图象和P—图象之间的相似部分。另一方面，P—图象有在预测时产生的运动矢量数据，作为附加数据。B—图象处于I—图象和P—图象之间。通过从I—图象和P—图象双向地预测，通过对预测错误进行编码而得到B—图象。I—图象的数据量小于P—图象的数据量，后者又小于B图象的数据量。由于各图象(I、P、B)的数据量不同，因此提供了缓冲器32，以维持传送路径中的恒定数据传送速度，从而调节数据量。如上所述，运动计算机12产生模式数据I、B和P，并根据模式数据产生视频信号数据和运动矢量数据。

第一加法器14把帧存储/预测器28输出的视频信号数据加到运动计算机12输出的视频信号数据上。

分立余弦变换(DCT)电路16对第一加法器14提供的视频信号数据进行能量压缩、对一般分布的视频信号进行分立余弦变换操作并把如此操作的视频信号密集分布到一定的区域。

量化器18把DCT电路16输出的能量压缩视频信号量化成预定的量化电平(Q—电平或阶式)，并对量化视频信号进行运行长度编码。

可变长度编码(VLC)电路20压缩量化器18提供的量化且运行长度编码的视频信号。即在有由八位表示的256个电平的信号中，高频数据用较少的位表示，而低频数据用较多的位表示。因此，表示视频信号的总位数减少了。另一方面，反量化器22接收量化器18输出的量化视频信号，并把接收信号恢复成量化前的信号。

反DCT(DCT-1)电路24接收反量化器22的输出，并把接收信号恢复成进行分立余弦变换之前的信号。

第二加法器26把反DCT电路24的输出加到帧存储/预测器28的输出上。

帧存储/预测器28根据运动计算机12输出的运动矢量数据和模式数据，补偿在从第二加法器26输出后存储的前一图象的运动位置。

多路调制器30有选择地输出VLC电路20产生并压缩的视频信号数据、运动矢量数据和运动计算机12产生的模式数据I、B和P。

由于来自多路调制器30的数据长度不均匀，缓冲器32临时存储数据，并随后以固定速度输出存储的数据。这里，缓冲器32根据数据的完整性判定量化电平，并根据量化电平经调节器34控制量化器18。若缓冲器32的数据完整性高，量化电平增大以减小数据量。若数据完整性低，量化电平降低以增大数据量。