[发明专利]强制帧内编码方法

说明书

本发明涉及数字图像信号的编码系统，特别是涉及能够对强制帧内编码的图象数据更迅速更准确的复原的强制帧内编码方法。

一般说来，高清晰度电视、高图像质量的VTR、数字VTR和数字摄像机之类把图像和音响信号进行数字处理的机器中都有把图像和音响信号编码后传送并存储，再把它们译码后进行重放的系统。为了这种编码译码系统在产业中的利用，正在积极进行国际性标准化工作。为决定适于各应用领域的标准制式，也正在努力之中。

图1A是一般的编码系统的方框图，一般的原理对于本领域的普通技术人员来说都是公知的，所以，仅就帧内编码和帧间编码作简略说明。

在帧内编码的情况下，开关22、23全都断开，减法器把来自外部的输入图像数据输出到正交变换器12。即：外来的输入图像数据经正交变换器12、量化器13直接送到可变长编码器14。因此，在帧内编码的情况下，缓冲器15把从外部加到减法器经脉冲编码调制的图像数据传送到接收机。另一方面，在帧间编码的情况下，开关22、23全部接通，减法器11从外来输入的图像数据中减掉来自运动补偿器21的图像数据。结果，输入的图像数据和比输入的图像数据领先一帧的图像数据的差分信号被输入到正交变换器12。而且，加法器18把经逆量化器16和逆变换器17送来的数据与运动补偿器21的输出数据相加后输出到帧存储器19，所以，在帧间编码的情况下，由减法器11得到的差分数据被编码后存储在缓冲器15中再传送到接收机。这种PCM和DPCM技术对本领域技术人员来说都是公知技术。

图1B是一般的译码系统的方块图，这个系统对由图1A那样的编码系统编码的图像数据进行译码重放。一般的译码装置由可变长译码器31、逆量化器32、逆正交变换器33、加法器34、运动补偿器35和帧存储器36构成，它对由图1A的装置编码的图像数据进行译码。在经过帧内编码的数据情况下，由于开关37断开，逆正交变换器33的输出数据原样通过加法器34。而对于经帧间编码的数据情况来说，加法器34把逆正交变换器33的输出数据和通过接通的开关37来自运动补偿器35的数据加在一起后输出去。因为图1B的译码系统是一般使用的系统，所以，省略了对系统动作的详细说明。

图2A表示由图1A编码系统编码的图像数据一帧，如图2所示，一帧由“X列×Y行”个像素组成，用编码所规定的大小单位分成为“P列×Q行”个宏数据块(下称MB)，这个MB由“m行×n列”个具有“N×N像素”大小的数据块构成，各MB又由亮度数据块Y和色度数据块C构成。一个MB由4个亮度数据块Y和2个色度数据块C构成的情况下，如图2B所示，MB内的各N×N像素数据块按箭头的顺序被编码。

在这种编码系统中，当接通电源变换频道时，或者在编码过程中产生差错时，用把被译码的差分信号与前一帧信号相加再构成一帧的“帧间译码”就难以复原原来的图像。因此，为了用译码器能正常地复原图像，译码器要对整帧的一部分数据进行帧内编码，作为执行帧内编码的单位，把使用宏数据块按一定周期进行强制帧内编码的MB定为“强制帧内MB”。

图3A至图3C分别表示被强制帧内编码的图像数据的一帧，图3A至图3C中打有阴影线的列表示被强制帧内编码的MB。首先，在图3A中，第“i”帧的图像数据从左向右按顺序编码，为对各帧进行编码，首先对第1帧最上部的宏数据块从左向右进行编码。如图3A至图3C所示，对每隔一定间隔的MB进行强制帧内编码，而剩余的宏数据块进行帧间编码。对一行的编码结束后，对一行以同样的方式对各宏数据块进行编码，这样的过程对一帧来说适用同样方式进行。

如图3B所示，如果用这种方式完成了对第“i”帧的编码，那么对下一帧即第“i+1”帧的强制帧内编码的MB列向右移一列。同样，当完成对第“i+1”帧的编码后，对下一帧即“i+2”帧来说，如图3C的编码后，对下一帧即“i+2”帧来说，如图3C所示，其被强制帧内编码的MB列再向右移一列。

图1B的装置来复原用前述方式进行编码的数据。被帧间编码的宏数据块按照正在被更新的前一帧图像数据进行正常复原。可是，如果这种前一帧的图像数据未被更新的话，经帧间编码的宏数据块就不被正常地复原。因此，在水平方向发生了移动的数据块的情况下，由于前帧的图像数据未被正常地更新，所以为了把帧间编码过的宏数据块正常地复原就必须稍许延时，也就是说，必须延时到用来复原被帧间编码的宏数据块的前一帧图像数据完全更新为止。由于大部分图像水平方向的动作比垂直方向多，所以前述的延时的问题就更加严重。