[发明专利]并行编码/解码数字视频信号的装置

说明书

本发明涉及视频成像系统；更具体地，涉及能执行并行处理的一种改进的视频编码/解码装置。

在诸如高清晰度电视及视频电话系统等各种电子/电气应用中，图象信号可能需要以数字化形式发送。当图象信号以数字化形式表示时，必定会出现可观的数字数据量。然而，由于一条传统发送信道可利用的频带宽度是有限的，因此为了通过其中发送图象信号，必须使用一个图象信号编码装置来压缩这一可观的数字数据量。

从而，大多数图象信号编码装置采用建立在利用或减少输入图象信号中固有的空间和/或时间冗余的概念上的各种压缩技术(或编码方法)。

在各种视频压缩技术中，用统计编码技术将时间与空间压缩技术组合在一起的所谓混合编码技术已知是最有效的。

大多数混合编码技术采用运动补偿的DPCM(差分脉中码调制)、二维DCT(离散余弦变换)、DCT系数的量化与VLC(可变长度编码)。运动补偿DPCM是确定一个目标在当前帧及其前一帧中的运动的处理，并根据该目标的运动流预测当前帧以生成表示当前帧及其预测之间的差别的差分信号。这一方法在诸如Staffan Ericsson的“混合预测/变换编码的固定与自适应预测器”(IEEE通信学报，COM-33，第12号(1985第12月))；及Ninomiya与Ohtsuka的“电视画面的运动补偿的帧间编码方案”(IEEE通信学报，COM-30，第1号(1982年1月))中有所描述。

减少或消除诸如运动补偿的DPCM数据等图案数据间的空间冗余的二维DCT，将诸如8×8个象素的一块数字图象数据转换成一组变换系数数据。这一技术在Chen与Pratt的“场景自适应编码器”(IEEE通信学报，COM-32，第3号(1984年3月))中有所描述。通过用一个量化器、折线扫描器与VLC处理这些变换系数数据，能够有效地压缩要传输的数据量。

尤其是在运动补偿的DPCM中，当前帧数据是根据当前与前面的帧之间的一种运动估测，从前面的帧中的数据预测的。这种估测的运动可以用表示前一帧与当前帧之间象素的位移的二维运动矢量来描述。

为了用上述技术压缩图象信号，使用一个能够执行高速处理的处理器是必要的，并且这通常采用并行处理技术来完成。通常，在具有并行处理能力的图象信号编码/解码装置中，一个视频图象帧区被分成多个子帧，并且在逐个子帧的基础上处理视频图象帧区内的图象数据。

然而，为了确定当前帧中的一个搜索块的一个运动矢量，在当前帧的搜索块与包含在前一帧中通常较大的搜索区中的多个大小相等的候选块中的各块之间执行类似的计算，其中的搜索块的大小通常在8×8与32×32个象素的范围内。因此，包含任何子帧的边界部分的搜索区同时包含邻接子帧的边界部分。从而，各编码器所执行的运动估测需要超出与该特定编码器相关联的前一帧存储器的边界的存储器存取，或具有多种随机存取能力的共享的存储器系统。

因此，本发明的一个主要目的为提供一种能够执行并行处理而无需使用超出与特定的编码器/解码器相关联的前一帧存储器的边界的存储器存取或具有多种随机存取能力的共享存储器系统的改进的视频编码/解码装置。

按照本发明的一个方面，提供了一种用于从供传输用的压缩格式编码输入数字视频信号的装置，其中的输入数字视频信号包含多个视频帧数据，各视频帧数据具有若干画面行，该装置包括：控制装置，用于计数多个视频帧数据中每一个的画面行数，及响应计数的画面行数生成一个控制信号；用于响应该控制信号，将视频帧数据分成多个子帧的装置；多个FIFO(先进先出)缓存器，用于存储分开的视频帧数据；多个编码器，用于压缩视频帧数据，每一个编码器压缩多个子帧中的一个；以及用于连接被压缩的视频帧数据的装置。

再者，按照本发明的另一方面，公开了一种为再生一个原始视频图象信号，解码以编码的位流格式的编码数字视频信号的装置，其中的编码数字视频信号包含多个视频帧数据，该多个视频帧数据中的每一个具有表示其中的各片的起始点的若干片起始码，该装置包括：用于从编码数字视频信号中检测片起始码及生成一个片起始检测信号的装置；控制装置，用于响应该片起始检测信号计数编码的位流中的片起始码的数目，及用于响应片起始码的计数生成一个控制信号；用于响应该控制信号将视频帧数据分成多个子帧的装置；多个FIFO缓存器，用于存储分开的视频帧数据；多个解码器，用于再生原始视频图象信号，每一个解码器再生多个子帧中的一个；以及用于连接再生的原始视频图象信号的装置。