CN1010075B - 图象显示 - Google Patents

Abstract

用于表示一待显示的图象的象素信息用数据压缩进行编码。该数据压缩包括获取该象素信息作为一高分辨率象素值的第一矩阵，从此第一矩阵减去由低通滤波该第一矩阵所产生的一由较低分辨率象素值组成的第二矩阵，以产生差值的第三矩阵，二次取样该第二矩阵以产生一较低密度较低的分辨率象素值的第四矩阵；并编码该第三和第四矩阵，互补解码包括通过内插滤波该已解码的第四矩阵来恢复该第二矩阵，并将该已恢复第二矩阵与解码的第三矩阵组合起来。通过在编码方法中在将第四矩阵内插为全象素密度以形成恢复的第二矩阵之前，将第四矩阵编码并随后解码从而降低了解码方法中的精度下降，从该第一矩阵减去该恢复的第二矩阵以产生差值的第三矩阵，以这种方法，任伺在恢复的第四矩阵中的二次取样和内插误差在该编码方法和解码方法中均发生并因此抵消图3示出该包括这些编码和解码步骤的编码方法。

Description

本发明涉及图象显示，而更具体地说涉及一图象编码方法，通过此方法将一图象的象素信息编码成数字数据，该数字数据能记录在一适宜的存储介质上。本发明还涉及一用于进行那种编码方法的装置并涉及使用该编码数字数据的数据显示设备。

在一典型的电子图象显示设备中，一个显示在一阴极射线管（CRT）的荧光屏上或其它显示器件上图象是由离散象素组成的，每个离散的象素由一相应的数字码表示，该数字码以色度和亮度象素分量值而限定一象素。每个这些数字码被储存在一显示存储器中，该显示存储器与显示器件的操作同步，周期性地被寻址以读出数字码，该数字码被用以产生用于驱动该显示器件的视频信号。通过上述类型的电子图象显示器所产生的显示叫做一位映象显示（a    bit-map    display），并具有例如360×2800象素的分辨率。该设备可包括一背景存储器，在该背景存储器中储存用于许多图象的象素信息。当一被显示的图象要被一新的图象所取代时，用于该新的图象的象素信息，可作为表示该新图象的象素分量值的相应的数字码在该显示存储器中获得。该象素信息可作为实际的相应数字码储存在背景存储器中，该实际的相应数字码表示了该象素分量值，使得用于该新图象的数字码可从该背景存储器中读出并直接写入到该显示存储器中，代替用于先前被显示的图象的数字码。

相应于该新的图象的数字码的读/写操作所用的时间，特别依赖于背景存储器的操作速度（即，数据存取的速度）。当该背景存储器是一诸如用作一只读存储器（CD    ROM）的光学记录载体（即为一激光盘）那样的大容量存储器时，其操作速度对某些应用来说可能太低了。特别是实践经验指出，上述类型的图象显示设备的用户对用新图象取代已被显示的图象所能忍受的延迟仅为1秒钟左右。如果该延迟显著的延长，那么该设备的应用成为在美学观点上是不可接受的。其后果是，能从背景存储器传输到显示存储器以改变正被显示图象的象素信息的量成为受限制。

已发现，这种限制性提出关于需要一大数量的象素信息的增强分辨率显示的问题。CD    ROM可方便地提供必需的储存容量，但已经证明充分迅速地存取这象素信息是非常困难的。作为一实例，对于用360×280象素矩阵的标准分辨率图象显示来说，如前所述，为从CD    ROM将表示象素分量值的数字码装载到一显示存储器中所用的时间，被认为对用户的可接受性来说已是在极限值上。然而，对于一设想的用720×560象素矩阵（即具四倍的象素数）的增强分辨率图象显示来说，表示象素分量值的数字码的装入将需4倍长的时间，这是不能接受的。

为了为多个象素的至少一个象素分量值提供更有效的编码形式，以减少所需被存贮的数字数据的量，提供增强分辨率的图象显示，申请人先前的英国专利申请No8609078叙述了一种图象编码方法，该方法的步骤包括：

（a）获取象素信息，作为m×n象素分量值的第一矩阵，其中m和n为整数，

（b）低通滤波该第一矩阵的这些象素分量值，以产生m×n象素分量值的第二矩阵，该象素分量值与第一矩阵的象素分量值相比较，相应于一较低的分辨率图象，

（c）从第一矩阵以逐个象素对象素方式减去第二矩阵，以产生m×n差值的第三矩阵，该差值与第一矩阵的象素分量值相比较，具有降低的象素对象素的相关性，

（d）编码所述差值的第三矩阵成第一数字数据集，以将之储存在存储介质上，

（e）二次取样所述象素分量值的第二矩阵，以产生一降低了密度的m/a×n/b象素分量值的第四矩阵，其中a和b分别为m和n的因子，以及

（f）编码所述象素分量值的第四矩阵成第二数字数据集，以将之储存在存储介质上。

对由上述编码方法而获得数字数据解码，以恢复原象素信息的互补的方法也叙述在前述专利申请中，并包括如下步骤：

（g）解码表示该差值的第一数字数据集，以重新构成该差值的第三矩阵，

（h）解码表示该降低了密度的象素分量值的第二数字数据集，以重新构成该象素分量值的第四矩阵，

（i）内插滤波所述象素分量值的第四矩阵，以恢复所述象素分量值的第二矩阵，以及

（j）以逐个象素对象素的方式将该重新构成的第三矩阵与该恢复的第二矩阵相加，以恢复所述的第一矩阵，该第一矩阵的象素分量值表示原象素信息。

因此，总的来说，申请人的前述专利申请叙述了一方法，藉此一高分辨率图象被编码成一降低了象素密度的较低分辨率图象。额外的编码产生表示象素减少之前该高分辨率图象和该较低分辨率图象之间的差值的额外数据。在解码时，这额外数据随后与表示该恢复的较低分辨率图象的数据结合，以便恢复以显示一图象，该图象接近原高分辨率图象。

附图中的图1和图2分别为这些现有技术的编码和解码方法的示意图。

在图1的编码方法的示意图中示出了一低通滤波步骤1，二次取样步骤2，求差步骤3，第一编码步骤4及第二编码步骤5。表示一图象的多个象素中的至少一个分量值的象素信息被施加于该低通滤波步骤1，也被施加于该求差步骤3。作为说明性实例，这象素信息假定包括一720×560象素分量值（HI）的第一矩阵M1。这象素信息是相对于一增强的分辨率显示，该增强的分辨率显示将会比标准625行摄象机分辨率和演播室质量两者都要好，并将需要一高清晰度电视机荧光屏，以高清晰度来显示该受关注的图象。

该低通滤波步骤1实现低通滤波，以产生720×560象素分量值（LO）的第二矩阵M2，该象素分量值与第一矩阵M1的象素分量值相比较，是相应于一较低分辨率的图象。在求差步骤3，从第一矩阵M1以逐个象素对象素的方式减去该第二矩阵，以产生720×560差值（DI）的第三矩阵，该差值通过第一编码步骤4被编码成第一结果数字数据RDD1集。在二次取样步骤2，水平地和垂直地对该第二矩阵M2的每个第二象素分量值取样，以产生一降低了象素密度的360×248象素分量值（NO）的第四矩阵M4。由这第四矩阵M4表示的象素信息是相应于正常分辨率显示。第二编码步骤5编码该第四矩阵M4的象素分量值成第二结果数字数据RDD2集。矩阵M1至M4的象素分量值可为传统的脉码调制（PCM）数据。数据RDD1集可以是量化和扫描宽度编码（run-length    coding）该矩阵M3的PCM数据的结果，而该数据RDD2集则可为△编码该矩阵M4的PCM数据的结果。该两数字数据RDD1集和RDD2集适合于在一适宜的存储介质SM上加以储存。

在图2的解码方法的意示图中示出了第一解码步骤6，第二解码步骤7，内插滤波步骤8及求和步骤9。

作为从存储介质SM中读出的第一数据RDD1集被施加于解码步骤7，该步骤产生720×560差值（D1）的重组矩阵M3′。作为从该存储介质SM中读出的第二数据RDD2集由解码步骤 6进行解码，并作为已重组的360×280象素分量值（NO）的第四矩阵M4′施加到内插过滤波步骤8，该内插过滤波步骤8产生一恢复的720×560象素分量值（LO）的第二矩阵M2′。两个矩阵M2′和M3′被施加到求和步骤9，在求和步骤9产生一恢复的720×560象素分量值（HI）的第一矩阵M1′。这恢复的第一矩阵M1′构成结果象素信息，该结果象素信息可用于原图象的高分辨率显示。

因为对这些现有技术的编码和解码方法，后者没有取得该第二滤波的矩阵M2的实际象素分量值，而只取得对应的该恢复的第二矩阵M2′的已解码的和内插的象素分量值，已发现，当将该恢复的第二矩阵M2′加到该重组的差值的矩阵M3′，以产生对应于原始第一矩阵M1的恢复的第一矩阵M1′时，该解码方法的精确度大为降低。

本发明的一个目的在于提供一改进的编码方法，该方法避免了在一互补的解码方法中的这种限制。

按照本发明的图象编码方法，通过此方法用于形成一图象的多个象素中的至少一个象素分量值的象素信息被编码成数字数据，该数字数据可在一适宜的存储介质上记录下来，该方法的步骤包括：

（ⅰ）获取所述象素信息作为m×n象素分量值的第一矩阵，其中m和n为整数，

（ⅱ）低通滤波该第一矩阵的这些象素分量值，以产生m×n象素分量值的第二矩阵，该象素分量值与该第一矩阵的象素分量值相比较，是相应于一较低的分辨率的图象，

（ⅲ）二次取样所述象素分量值的第二矩阵，以产生一降低了密度的m/a×n/b象素分量值的第四矩阵，其中a和b分别为m和n的因子，以及

（ⅳ）编码所述象素分量值的第四矩阵成第二数字数据集，以将之储存在一存储介质中;

该方法的特征在于，还包括以下的步骤：

（ⅴ）解码表示该降低了密度的象素分量值的第二数字数据集，以重组该象素分量值的第四矩阵;

（ⅵ）内插滤波波所述象素分量值的重组的第四阵矩，以恢复所述象素分量值的第二矩阵;

（ⅶ）从该第一矩阵以逐个象素对象素的方式减去恢复的第二矩阵，以产生m×n差值的第三矩阵，以及

（ⅷ）编码所述差值的第三矩阵成第一数字数据集，以将之储存在一存储介质上，

以这种改进的编码方法，从第一矩阵减去第二矩阵以产生差值的第三矩阵，该第二矩阵为一恢复的第二矩阵，该恢复的第二矩阵基本上等于在上面提及的互补解码方法中被加到该已重组的第三矩阵上以便恢复该原始象素信息的恢复的第二矩阵。因此该已恢复的原始象素信息与随后的编码和内插误差是无关的，因为这些误差现在也被引入到该编码方法中。其结果是，该已恢复的原始象素信息只受到从编码差值的第三矩阵而产生的误差。

按照上述步骤（ⅰ）到（ⅷ）的编码方法可以包括进一步将由步骤（ⅳ）和（ⅷ）产生的数字数据记录到一存储介质上的步骤（ⅸ）。

在执行该编码方法过程中，在步骤（ⅱ）中的该第一矩阵的象素分量值的低通滤波，和在步骤（ⅲ）中该第二矩阵的象素分量值的二次取样，都可以通过因子2水平地和垂直地进行。这可使在一随后的解码方法中的重组的象素分量值的第四矩阵，直接地用作相应于用于一标准（较低）分辨率显示的象素信息。

在实现本发明的过程中，关于数据压缩的考虑与申请人的前述专利申请中所讨论的相同。

在按照本发明的编码方法中，将该差值编码成第一数字数据集最好包括量化这些差值成一较小的量化值数，包括零，并利用一扫描宽度码编码该量化值。所使用的量化电平也形成第一数字数据集的部分。可选择这些量化电平使得能最好地匹配特定的图象。或者，也可应用一固定的量化电平集，该电平集对一范围的图象源是最佳的。这种量化当然可以导致产生误差，恢复的原始象素信息可能会受到这误差的影响。

进一步数据压缩可在将象素分量值的第四矩阵编码成第二数字数据集以供储存（如通过步骤（ⅳ）处理的那样）的过程中来实现。这进一步压缩也是基于自然图象具有相关的并一般地具有适度的边界过渡那样的事实。这意味着对一有限的带宽，△编码而不是绝对编码可在保持图象质量的同时给出在压缩方面的显著改进。

因此，在按照本发明的编码方法中，编码该第 四矩阵的象素分量值成该第二数字数据集最好包括△编码这些象素分量值。

当然将会清楚看到，当该编码方法采用这些编码技术时，随后的解码方法也将包括互补的解码技术。

按照本发明的编码装置包括：

-用于获取用于形成一图象的多个象素中的至少一个象素分量值的象素信息，作为m×n象素分量值的第一矩阵的装置，其中m和n为整数，

-用于低通过滤波该第一矩阵的这些象素分量值，以产生m×n象素分量值的第二矩阵的装置，该象素分量值与该第一矩阵的象素分量值相比较，相应于一较低的分辨率图象，

-用于二次取样所述象素分量值的第二矩阵，以产生一降低了密度的m/a×n/b象素分量值的第四矩阵的装置，其中a和b分别为m和n的因子，

-用于编码所述象素分量值的第四矩阵成第二数字数据集的装置，以将之储存在一存储介质上，

-用于解码该第二数字数据集，以重组该象素分量值的第四矩阵的装置，

-用于内插过滤波所述被重组的象素分量值的第四矩阵，以恢复所述象素分量值的第二矩阵的装置，

-用以从该第一矩阵以逐个象素对象素的方式减去恢复的第二矩阵，以产生m×n差值的第三矩阵的装置，以及

-用于编码所述差值的第三矩阵成第一数字数据集的装置，以将该数字数据集储存在一存储介质上，

该编码装置还可包括用于将该结果数字数据记录在一存储介质的另外的装置。

在该编码装置中，该用于低通过滤第一矩阵的象素分量值的装置和该用于二次取样该第二矩阵的象素分量值的装置，都可通过一个因子2水平地和垂直地实现滤波。

该编码装置可包括其它装置，通过该装置将该差值编码成数字数据的编码过程包括量化这些差值成一较小的量化值数，包括零，并利用一扫描宽度码编码该被量化的值。

该编码装置还可包括其它装置，通过该装置将该第四矩阵的象素分量值编码成数字数据的编码过程包括△编码的这些象素分量值。

为了更完整地理解本发明，将参照附图通过举例进行叙述，其中：

图1如前所述表示现有技术编码方法的示意图;

图2如前所述表示现有技术解码方法的示意图;

图3表示按照本发明的编码方法的示意图;

图4表示使用图3的编码方法的编码装置的示意图;

图5表示使用图2的现有技术的解码方法的一解码装置的示意图;

图6示出一用于应用数字数据的一图象显示设备的示意图，该数字数据是根据本发明的编码方法而产生的。

参照附图，图3中的按照本发明的编码方法的示意图示出了低通滤波步骤1，二次取样步骤2，求差步骤3，第一编码步骤4及第二编码步骤5。用于表示一图象的多个象素中的至少一个象素分量值的象素信息被施加于该低通过滤步骤1，也被施加于求差步骤3。这象素信息作为说明性实例假定包括720×560象素分量值（HI）的第一矩阵M1。这象素信息是相应于一增强的分辨率显示，该显示将会比标准625行摄影机分辨率和演播室质量此两者为好，并将需要一高清晰度电视机荧光屏，用以以高清晰度来显示该受关注的图象。

该低通过滤步骤1实现低通滤波以产生720×560象素分量值（LO）的第二矩阵，该象素分量值与第一矩阵M1的象素分量值相比较，相应于一较低分辨率图象。到此为止所叙述的编码方法对应于在图1中表示的现有技术的编码方法，而在该两编码方法中，相同的步骤为方便起见用相同的参照数号给出。在本发明的编码方法中，用在求差步骤3中的不是第二矩阵M2，而作为替代利用了一恢复的第二矩阵M2′，此恢复的第二矩阵M2′是以下述方法获得的。求差步骤3从该第一矩阵M1中以逐个象素对象素的方式减去该恢复的第二矩阵M2′，以产生720×560差值（DI）的第三矩阵M3，该差值通过第一编码步骤4被编码成一第一结果数字数据RDD1集。该二次取样步骤2水平地和垂直地取第二矩阵M2的每个第二象素分量值，以产生一降低了象素密度的360×280象素分 量值（NO）的第四矩阵M4。由这第四矩阵M4表示的象素信息是相应于一标准分辨率显示。该第二编码步骤5编码该第四矩阵M4的象素分量值成第二结果数字数据RDD2集。该两数字数据RDD1和RDD2集适用于储存在一适宜的存储介质SM上。

为了获取该恢复的第二矩阵M2′，将该第二数字数据RDD2集施加到一解码步骤6′，以产生一解码的第四矩阵M4′，该解码步骤6′为编码步骤5的互补步骤。这解码的第四短阵M4′被施加到一内插滤波步骤8′，该步骤8′通过内插恢复该第二矩阵M2为矩阵M2′。

该内插过滤步骤8′相等于在图2的解码方法中所使用的步骤8，而同样，该解码步骤6′相等于在图2的解码方法中所使用的步骤6。其结果，在按照本发明的编码方法中，该求差步骤3执行这样的操作，即使用与随后将在解码方法的求和步骤中所使用的被恢复的矩阵相同的一个被恢复矩阵，作为相应于较低分辨率图象的分量值的第二矩阵。因此，如前所述，由该解码方法复原的该矩阵M1′的原始象素信息对由该解码方法的解码步骤6和内插过滤步骤8所引入的任何误差无关。因此，该复原的矩阵M1′的原始象素信息只受到从编码该差值的第三矩阵M3所产生的误差的影响。

所有矩阵M1′，M2，M2′，M3和M4的象素分量值可为传统的脉码调制（PCM）数据。该第一编码步骤4可实现量化和扫描宽度编码，而该第二编码步骤5′可实现△编码。

在图4中所示的编码装置包括一视频摄象机10，用以产生一景物11的图象采样。该摄象机10产生图象采样作为在720×560离散象素值的矩阵M1中的象素信息。每个这些象素值是以由用YUV编码的3×8位PCM码表示的三个分量值形式，其中Y为一象素的高度分量，而U和V为两个色度分量。因此，在该编码装置中，矩阵M1（并且每个其它的矩阵）由三个离散的子矩阵组成的，每一个子矩阵相应于每个象素分量值Y，U和V。这种编码给出非压缩自然图象，对256色的8位彩色浓度，这样以每象素为3×8位，对全屏幕图象则将需要约为1210K8位字节的存储容量。该编码装置实现了数据压缩，这在这储存容量上产生可观的省俭而不致对图象的质量造成严重的降级。

该YUV信号码被施加到一低通滤波器12中，该滤波器滤波这些信号码。其结果为720×560离散象素值的矩阵M2的较低分辨率象素信息，这些离散象素值仍然由利用YUV编码的3×8位PCM码表示。

来自滤波器12的Y′U′V′信号码被施加到二次取样滤波器13，该滤波器可水平地和垂直地滤出矩阵M2的每个第二象素值，以产生360×280象素值的矩阵M4的低分辨率象素信息，该矩阵M4的象素值仍由利用YUV编码的3×8位PCM码表示。来自滤波器13的Y′″U′″V′″信号码被施加到△PCM（DPCM）编码器14。其生成的信号码Yr，Ur，Vr构成第一数字数据集，该数字数据集被储在一存储介质15上。

来自编码器14的生成的信号码Yr，Ur，Vr也被施加到一解码器16，该解码器为DPCM解码器，并可操作产生一解码的360×280象素值的矩阵M4′，如由Y1′″，U1′″，V1′″信号码所表示。这些信号码被施加到一内插滤波器17，该滤波器17可操作产生720×560象素值的恢复的矩阵M2′，如由Y1′，U1′，V1′信号码所表示。这些后述信号码被施加到一求差电路18中。来自摄象机10的YUV信号码也被施加于该求差电路18上，该求差电路18可操作以逐个象素对象素的方式从矩阵M1中的象素值减去矩阵M2′中的象素值。其结果为720×560象素差值的矩阵M3，该象素差值仍由利用YUV编码的3×8位PCM码所表示。来自求差电路18的Y″U″V″信号码被施加到一量化和扫描宽度编码器19，在此处这些信号被量化成一较小的量化值数，包括零，而生成的量化值被进行扫描宽度编码。该生成的信号编码Yd，Ud，Vd构成第二数字数据集，该数字数据集被储存在一存储介质15上。

该存储介质15宜为一光学记录载体（即一激光盘），该载体用作只读存储器以提供对该数字数据的永久性储存。该数字数据可在储存之前先重定格式（通过未示出的适宜的重定格式装置实现），以使该数据适合于激光盘的储存要求。这种重定格式在本技术领域内为公知的，可涉及利用例如里德/所罗门码的块型和/或卷积型编码，以实施该已储存数字数据的误差检测和校正。英国专利申请 8507248给出了这种编码技术的一个例子。

为了完整性，在图5中示出执行图2的解码方法的解码装置。这种解码装置包括两个解码器20和21，用以接收来自存储介质15的、相应于待显示的图象的相应的两数字数据集（在这种数字数据的解重定格式后中的一个相应数字数据集。解码器20是DCPM解码器，并接收表示如由图4中编码装置的编码器14所产生的合成Yr，Ur，Vr信号码的数字数据集。来自解码器20的输出为如由Y1′″，U1′″，V1′″信号码表示的被解码的360×280象素值的矩阵M4′。这些信号码被施加到一内插滤波器22，该内插滤波器可操作产生一恢复的720×560象素值的矩阵M2′，如由Y1′，U1′，V1′信号码所表示。这些Y1′，U1′，V1′信号码被施加到一加法电路23上。

解码器21为一解量化和扫描宽度的解码器，并接收表示如由图4中解码装置的解码器19所产生的合成差码YdUdVd的数字数集。来自解码器21的输出为如由Y1″，U1″，V1″信号码所表示的恢复的象素差值的矩阵M3′。这些信号码也被施加到加法电路23中，其生成的输出为该恢复的720×560象素值的矩阵M1′，如由Y1，U1，V1信号码所表示。

在图5中也示出一数据显示设备的显示存储器24，在该显示装置中可以体现该解码装置。假定这种显示存储器24要求表示待显示的一图象的象素的数字码应是DPCM形式的。因此，在加法电路23的输出端的Y1，U1，V1信号码在一编码器25中被DPCM编码，而该结果的DPCM码作为用于720×560象素的高分辨率显示的象素信号被写入显示存储器24中。用于360×280象素的标准分辨率显示的DPCM码可从存储介质15中直接获取，用以写入显示存储器24中，该DPCM码即为合成的Yr，Ur，Vr信号码。

名为“拉普拉斯金字塔作为一密致图象码”（the    Laplacian    Pyramid    as    a    Compact    lmage    Code）的论文（刊登在美国电气与电子工程师学会（IEEE）通讯会刊，1983年4月出版，卷COM-31第4期上）提供了与本发明有关的图象编码技术的理论背景：

“菲利浦技术评论”期刊（1982年卷40第6期），介绍了关于激光盘的四篇论文。

在图4的编码装置中，曾假定象素分量值Y，U，V曾被同等地编码。然而，在确定图象内容时，因为色度分量U和V远比亮度分量Y的关系要小，因此这些色度分量U和V实际上可在等于亮度分量Y被采样的速率的一半的采样速率下水平地被采样。其结果是，用于色度分量U和Y的矩阵与用于亮度分量Y的矩阵比较时，将会具有一半的水平分辨率。作为另一可供选择的作法，该色度分量U和V不论相对于分量Y是否有或没有减少采样，可利用△编码直接地（在重定格式后）储存在该存储传题上，而只有该亮度分量Y作为一个降低了密度的低分辨率Y值的矩阵和一个表示全密度的高分辨率Y值和低分辨率Y值之间的差值的矩阵的组合而被编码。

示于图6中的图象显示设备包括显示器件26，显示发生器27，处理机28，大容量存储器器件29，编程存储器30，显示存储器31，用户接口设备32和33，及一编码解码器件34，该编码解码器件包括图5中所示形式的一解码装置。显示器26宜为一彩色电视监测器，该监测器通过连接以接收来自显示发生器27的R，G，B视频信号。这些R，G，B信号是在显示发生器中分别通过三个数模转换器35，36和37产生的。该显示发生器27也包括一个YUV-RGB矩阵转换器38，该转换器38响应表示YUV值的并在总线39上从显示存储器31接收到的已解码的数字数据，以产生表示用以驱动转换器35，36和37的RGB值的数字信号。在该显示发生器27中的一显示定时器40在连线41上向该电视监视器26提供行和场同步信号LS和FS。定时器40也在连线42上提供定时信号T用于控制来自显示存储器31的数字数据的读出。

显示存储器31是一个随机存取存储器，该随机存取存储器具有以DPCM形式存储用于至少一个显示图象的数字数据的容量。DPCM解码器43先解码从显示存储器31读出的数字数据，后将它施加到显示发生器27。一组合的地址/数据总线44，将显示发生器27和显示存储器31与处理机28互相连接。编程存储器30（它至少部分地也是一随机存取存储器）也连接到该地址/数据总线44。该编程存储器30包含用以控制处理机28的“内务”操作的永久性程序数据。用户接口设备包括 一键盘数据输入器件32和一图形小平板33。处理机28可为一市场上可购买到的微处理机，例如Signeties    S68000μP。

大容量存储器件29为一激光盘器件，也被连接到地址/数据总线44。在处理机28的控制下从器件29读出的数字数据通过器件34被解重定格式，被解码和被重编码成DPCM形式并写入显示存储器31中。

阅读本发明的说明书后，其它对其的改进对本专业的技术人员来说将是显而易见的。这些改进可包括其它本身已知的特点，这些特点可用来代替或增加已在此处叙述的特点。虽然在本专利申请中权利要求以具体的特点的组合而制定出来的，但必须理解到，本申请说明书所公开的范围也包括在此处明显地或非明显地公开的任何新颖性特点或任何新颖性特点的组合，或其任何的推广或修改，不论它是否与目前在任何一权利要求中所要求的同一发明有关，也不论它是否如本发明那样解决了或全部相同的技术问题。因此本申请人特此声明，在审查本申请的过程中或审查任何由本申请发展产生的其它的申请的过程中，对这些特点和/或这些特点的组合可以提出新的权利要求。

Claims (16)

1、一种图象编码的方法，通过此方法用于形成一图象的多个象素中的至少一个象素分量值的象素信息被编码成数字数据，该数字数据可被记录在一适宜的存储介质上，此方法的步骤包括：

(ⅰ)获取所述象素信息，作为m×n象素分量值的第一矩阵，其中m和×n为整数，

(ⅱ)低通滤波该第一矩阵的这些象素分量值，以产生m×n象素分量值的第二矩阵，该象素分量值与该第一矩阵的象素分量值相比较，相应于一较低分辨率的图象，

(ⅲ)二次取样所述象素分量值的第二矩阵，以产生一降低密度的m/a×n/b象素分量值的第四矩阵，其中a和b分别为m和n的因子，以及

(ⅳ)编码所述象素分量值的第四矩阵成一第二数字数据集，以将之储存在一存储介质上；

该方法的特征在于，还包括以下的步骤：

(ⅴ)解码表示该降低密度的象素分量值的第二数字数据集，以重组该象素分量值的第四矩阵；

(ⅵ)内插滤波所述象素分量值的第四阵矩，以恢复所述象素分量值的第二矩阵；

(ⅶ)从第一矩阵以逐个象素对象素的方式减去恢复的第二矩阵，以产生m×n差值的第三矩阵；

(ⅷ)编码所述差值的第三矩阵成第一数字数据集，以将之储存在一存储介质上，

(ⅸ)把步骤(ⅳ)和(ⅷ)产生的数字数据记录到一存储介质上去。

2、按照权利要求1所述的一图象编码方法，其特征在于在步骤（ⅱ）中对第一矩阵的象素分量值的低通滤波以及在步骤（ⅲ）中对第二矩阵的象素分量值的二次取样，都水平地和垂直地通过一因子2进行的。

3、按照权利要求1或2所述的一图象编码方法，其特征在于，其中将差值编码成该第一数字数据的编码过程包括量化这些差值成一较小的量化值数，包括零;并利用一扫描宽度码编码该量化值。

4、按照以上任何一项权利要求所述的一图象编码方法，其特征在于，其中将第四矩阵的象素分量值编码成该第二数字数据集的编码过程包括△编码这些象素分量值。

5、一编码装置，通过此装置用于形成一图象的多个象素中的至少一个象素分量值的象素信息被编码成数字数据，该数字数据可被记录在一适宜的存储介质上，其特征在于该装置包括：

-用于获取所述象素信息，作为m×n象素分量值的第一矩阵的装置，其中m和n为整数。

-用于低通滤波该第一矩阵的这些象素分量值，以产生m×n象素分量值的第二矩阵的装置，该象素分量值与该第一矩阵的象素分量值相比较，相应于一较低的分辨率图象，

-用于二次取样所述象素分量值的第二矩阵，以产生一降低了密度的m/a×n/b象素分量值的第四矩阵的装置，其中a和b分别为m和n的因子，

-用于编码所述象素分量值的第四矩阵成一第二数字数据集的装置，以将该数字数据集储存在一存储介质上，

-用于解码该第二数字数据集，以重组该象素分量值的第四矩阵的装置，

-用于内插滤波所述被重组的象素分量值的第四矩阵，以恢复所述象素分量值的第二矩阵的装置，

-用于从该第一矩阵以逐个象素对象素方式减去恢复的第二矩阵，以产生-m×n差值的第三矩阵的装置，以及

-用于编码所述差值的第三矩阵成第一数字数据集的装置，以将该数字数据集储存在存储介质上，

-存储介质，所述第一和第二数字数据集被记录在该介质上。

6、按照权利要求5所述的一编码装置，其特征在于，其中所述的低通滤波装置和所述的二次取样装置都通过因子2水平地和垂直地进行过滤。

7、按照权利要求5或6所述的一编码装置，其特征在于，其中用于编码所述差值的第三矩阵的装置把这些差值量化成一较小的量化值数，包括零，并利用扫描宽度码来编码该量化值。

8、按照权利要求5、6或7所述的一编码装置，其特征在于，其中该用于编码第四矩阵的象素分量值的装置△编码这些象素分量值。

9、按照权利要求5所述的一编码装置，其特征在于，其中所述存储介质为一光学记录载体和一相关的光读出器件。

10、用于按照权利要求9所述的一编码装置中的一光学记录载体，其特征在于，在该载体上储存了所述第一和第二数字数据集。

11、按照权利要求1所述的一编码方法，用于用YUV编码，其中Y为一象素的亮度分量而U和V为两个色度分量，其特征在于这三个象素分量值作为所述相应的第一矩阵中的图象信息而获取的，并单独地被编码。

12、按照权利要求11所述的一编码方法，其特征在于，其中该两个色度分量值中的每个色度分量值的第一矩阵具有亮度分量值的第一矩阵的一半水平分辨率。

13、按照权利要求1所述的一编码方法，用于用YUV编码，其中Y为一象素的亮度分量，而U和V为两个色度分量，其特征在于，其中只有该亮度分量值为所述图象信息并被编码，该两个色度分量值为直接获取的，以将之储存于一存储介质上。

14、按照权利要求5所述的一编码装置，用于用YUV编码，其中Y为一象素的亮度分量，而U和V为两个色度分量，其特征在于所有这些象素分量值在相应的第一矩阵的开始被分别单独地编码。

15、按照权利要求14所述的一编码装置，其特征在于，其中该两个色度分量值中的每个色度分量值的第一矩阵具有色度分量值的第一矩阵的一半水平分辨率。

16、按照权利要求5所述的一编码装置用于用YUV编码，其中Y为一象素的亮度分量，而U和V为两个色度分量，其特征在于，其中只有该亮度分量值为所述图象信息并被编码，该两色度分量值为直接获取的，以将之储存于一存储介质上。

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