[发明专利]能减小分块效应的视频信号解码装置

说明书

本发明涉及一种用于对编码的视频信号进行解码的装置，特别涉及一种能减小分块(blocking)效应的对编码的视频信号进行解码的装置。

在诸如高清晰度电视和可视电话系统等各种电子的/电气的应用中，视频信号需要以数字化形式传送。当包括一系列视频“帧”的视频信号以数字化形式表示时，由于视频帧的每行由被称做“象素”的一系列数字数据单元来定义，所以一定会产生相当大数量的数字数据。然而，因为常规传输信道的频带宽度受到限制，为了通过该信道传送大量的数字数据，用以压缩或减少待传送的数据容量的视频信号编码设备是必要的。

一般视频信号能够在不严重影响其完整性下进行压缩，这是因为在一帧的各象素之间以及在相邻的帧之间通常存在一定的相关性或冗余。在各种视频压缩技术中，一种把时间和空间压缩技术同统计编码技术结合起来的所谓的混合编码技术是所知的最有效的技术。

大多数混合编码技术使用自适应帧间/帧内(inter/intra)模式编码、正交变换、变换系数的量化和VLC(可变长度编码)。自适应帧间/帧内模式编码是一种例如基于其变化为接序的正交变换自适应地从当前帧的PCM(脉冲码调制)数据中或者从DPCM(差分脉冲码调制)数据中选择视频信号的过程。基于减少相邻帧之间冗余的概念的、被称为预测法的帧间模式编码是一种确定当前帧和其相邻的一帧或两帧之间物体运动和根据物体的运动流预测当前帧以产生代表当前帧和预测结果的差别的差分信号的过程。这种编码方法在例如Staffan Ericsson的“用于混合预测/变换编码的固定和自适应预测器”，IEEE Transactions on Communications，COM-33，No.12(1985年12月)以及Ninomiya和Ohtsuka的“电视图象的运动补偿帧间编码方案”，IEEETransactions on Communications，COM-30，No.1(1982年1中)有所描述，这两篇文献援引在此可供参考。

利用诸如当前帧的PCM数据和运动补偿DPCM数据的图象数据之间的空间相关关系并且减少或者去消其间的空间冗余的正交变换可用于把一个数字图象数据的块转换为一组变换系数。这项技术在Chen和Pratt的“场景自适应编码器”，IEEE Transactions on Communications，COM-32，No.3(1984年3月)中有所介绍。通过以量化和VLC处理这种变换系数数据，就能有效地压缩待传送的数据量。

具体地讲，在例如DCT(离散余弦变换)之类的正交变换中，将图象数据分成相等大小的块，例如8×8象素的块，并且每块从空间域变换到频率域。结果，为每块得到一个DC系数和多个AC系数(例如63个)。块的DC系数反映了块内象素的平均亮度。通常，帧内模式输入视频信号值的范围为0到255，给出了内部块DC变换系数的动态范围为0到可用11位表示的2040；且任何内部块AC变换系数的最大动态范围大约为-1000到1000。对于值的范围内为-255到255的帧内模式输入视频信号，其AC或DC变换系数的最大动态范围大约为-2000到2000。

然后将从正交变换得出的该正交变换系数进行量化。当进行量化时，较小的量化步长显然带来要求用较多的码位来表示的较大量的数据，而较大的量化步长会导至需用较少的码位来表示的较小的数量。而且较多的码位可以比少的码位更精确地表示图象。因此，在加于传送通道的数据量或负荷和传输图象的质量之间存在一种平衡。

有各种量化步长控制方案。在这些方案中，量化器步长的控制通常指对在量化帧间块AC和DC以及内部块AC系数时所使用的步长的控制。这种量化器步长控制是根据当前存储在缓冲存储器内的数据量以及输入视频信号的复杂度来决定的。在内部块DC系数的情况下，它是以相对小的固定步长例如8来进行量化的，如在MPEG-1标准中公开的那样，或者如MPEG-2中建议的那样可以以对各图象(术语“图象”这里指视频图象的“场”或“帧”)自适应调整但在一幅图象内固定的可变步长如1，2，4或8来进行量化。即，内部块DC系数将至少在一幅图象范围内被均匀量化，而不会关注图象的细节，例如其亮度，这使得由于例如“分块效应”而可能降低图象的质量。