[发明专利]对预定场奇偶性的场进行解码的装置和方法

说明书

本发明是1996年8月23日提交的申请号为96113334.1、名称为“对预定场奇偶性的场进行编码/解码的装置和方法”的分案申请。

本发明涉及对运动图象的编码和解码，特别是对根据预定场奇偶性(fieldparity)的3∶2下拉转换运动图象的场的编码和解码。

在数字视频信号记录中，对视频信号的高效编码是重要的。这对于在具有小的记录信息的小容量的小尺寸记录介质上编码作为视频信号的长的运动图象尤为重要。MPEG(运动图象专家组)标准是高效编码标准，它通过发现在视频信号中的各视频帧之间数据的相关性来压缩该视频信号。MPEG标准通过在视频信号的数据的各帧之间求差来获得各视频帧之间的数据之间在时间维上的相关性，从而在时间维上压缩该视频信号。MPEG标准还通过利用诸如离散余弦变换等的正交变换对每个视频帧内的视频信号进行处理来获得空间维上数据之间的相关性，从而在时间维上压缩该视频信号。MPEG标准还通过利用诸如离散系统变换等的正交变换对每个视频帧内的视频信号进行处理来获得空间维上数据之间的相关性，从而在空间维上压缩该视频信号。在MPEG标准下压缩的视频帧有三类图象帧：不参照其它图象帧而压缩的I-图象帧；利用在前的图象帧压缩的P-图象帧；和利用前向和后向图象帧运二者压缩的B-图象帧。

已知一组视频帧为运动图象序列中的图象组(GOP)，每个图象组的开始都具有用于识别每个GOP的开始的GOP启始码。解码器通过检测GOP启始码对图象组进行存取并在图象组中所希望的点处开始解码。图6A、6B所示的图象组例子包括有9帧(F0至F8)图象信号。值得注意的是，I图象帧用它自身的图象信息来编码，因而称为帧内；P图象帧利用过去的I图象帧或过去的P图象帧来编码，称之为前向预测编码；而B图象帧利用去的和未来的图象帧来编码，因而这种编码称之为双向预测编码。因为P图象和B图象帧是利用其它帧来编码。，所以这些图象帧称之为帧间。图6A和6B中前两帧(F0,F1)是不具有在前图象帧的B图象帧，这很重要，在该例中，B图象帧(F0,F1)仅利用来参考帧编码，运被称为后向预测编码。

图7A至7C描述的是图6A所示的用于编码和解码图象组的时序图。图象组按图7A所示的顺序输入到编码器，请注意，B图象帧B0被首先输入到编码器，这有一个问题，因为没有I图象帧作为参考图象不能编码B帧，但是I图象必须予先准备好，而先于B0又没有这样的图象帧存在。为解决这个问题，如图7B所示，编码器重新安排图象帧的顺序，使得即使是I图象帧(I2)在时间上在B图象后面，它也要被首先编码。并且，在I图象帧I2的基础上编码B图象帧B0,B1。然后图象帧的其余各帧被编码。P图象帧P5通过前向预测利用I图象帧I2被编码，接着，B图象帧B3,B4通过双向预测编码利用过去时间的参考图象I2和未来时间的参考图象P5被编码。以这种方式对图象组中的图象帧的其余帧继续编码。作为结果的编过码的帧被从编码器输出并按图7B所示顺序地输入到解码器。

在这一点处，被编码的图象组可以利用向记录介质上记录和从其上重放或其它已知传输手段通过广播传输传输到解码器。解码器解码图7B所示的图象组并按图7C所示的顺序将其输出，这样就恢复图象顺序为图7A所示的原始顺序，从而该视频信号可被适当显示。

MPEG-2是特别适用编码隔行场的帧的改进的MPEG标准，如图8A、8B所示，帧MF1-4中的每一个都包括与底场隔行扫描的顶场。这些场作为将要依序编码的独立的帧根据MPEG-2标准加以处理。例如，第1帧MF1的顶场被首先编码，接着是，第1帧的底场，第2帧MF2的顶场，第2帧的底场，然后是该第2帧的冗余顶场，等等。为区分顶场和底场，MPEG-2标准规定了用于在每帧中识别场顺序的顶场第一标识位。这样，例如，当顶场是第一时，图8D中的顶场第一标识位是“1”，和，当底场是第一时，顶场第一标识位是“0”。

当利用，例如一影片/电视下拉转换器从一胶片源，例如影片中将图象组转换成隔行视频信号时，该顶场第一标识位极为重要。根据3∶2下拉技术，每帧被标准化为一个两场的帧。例如，在图8B中所示的表示一包括有两场帧和三场帧的输入胶片源(例如30帧/秒；60场/秒的运动图象)的帧被转换成所有两场帧的隔行视频信号。这可以通过移去每个三场帧MF2,MF4中的冗余场来办到，图8C所示两场帧是其结果。由此3∶2下拉转换将三场帧转换为两场帧，因而名为3∶2下拉转换。