CN1118972A - 用在数字化视频编码系统中的可变长度编码方法 - Google Patents

Abstract

所创造的可变长度编码方法编码包含多个输入组合的一块输入数据，其中各组合包含一个行程长度及一个电平，这是通过利用前面的编码数据的位置与行程长度的一个可能值之间的关系以一个减少了的位数编码一个输入组合的行程长度来实现的。

Description

用在数字化视频编码系统中的 可变长度编码方法

本发明涉及一种编码数字化视频信号的方法；更具体地涉及用在视频编码系统中的一种改进的可变长度编码(VLC)方法。

众所周知，数字化视频信号的传输能够得到比模拟信号质量高得多的视频图象。当以数字方式表示包含一序列帧的一个图象信号时，生成大量的数据要传输，尤其是在高清晰度电视系统中。然而可供一条传统的传输信道利用的频带宽度是有限的，为了通过它传输大量的数字数据，不可避免地要压缩或减少传输数据容量。

一种广泛地用于达到降低位速率的已知技术为VLC技术，它采用一张可变长度编码查找表，其中可将表中一种编码数据赋予一种输入数据。更具体地说，将一个较短的码赋予较频繁地出现的一种输入。

在传统的视频编码系统中，将VLC技术应用在采用运动补偿DPCM(差分脉冲码调制)、DCT(离散余弦变换)及量化得到的数字化差分视频数据上(见MPEG视频模拟模型3，国际标准化组织，图象与声音信息的编码表示，1990，ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8 MPEG 90/041)。

运动补偿DPCM是确定一个目标在一个当前帧与其前一帧之间的运动，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一个差分信号的方法。这一方法，例如在Staffan Ericsson“混合预测/变换编码的固定与自适应预测器”IEEE通信学报，COM-33，12号(1985年12月)中；以及在Ninomiya与Ohtsuka的“电视图象的一种运动补偿的帧间编码方案”，IEEE通信学报，COM-30，1号(1982年1月)中有所描述。

降低或利用图象数据之间的空间冗余度的二维DCT将一块数字图象数据，例如一块8×8象素，转换成一组变换系数数据。这一技术在诸如Chen与Pratt的“情景自适应编码器”，IEEE通信学报，COM-32，3号(1984年3月)中有所描述。通过用一个数字化器、一个折线扫描与可变长度编码器处理这些变换系数数据，能够有效地压缩要传输的数据量。

在一个传统的编码系统中，已经用运动补偿DPCM、DCT与量化进行编码的一块输入数据提交给一种行程长度编码，后者用折线扫描将这块输入数据转换成行程长度与电平的组合。行程长度与对应的电平的组合是用一张预定的VLC表编码的，该表中保存有行程长度与电平的组合以及对应的编码数据。然而，VLC表中并不提供所有可能的行程长度与电平的组合的编码数据。表中只给出常有的那些。对于不在表中的那些组合，便使用一个逸出代码(escape code)。在逸出代码后面为行程长度与电平，其中的行程长度编码成6位的而电平则编码成8位或16位(见“MP EG视频模拟模型3”，国际标准化组织，图象与声音信息的编码表示，1990，ISO-IEC/JTC1/SC2/WG8 MP EG 90/041)。

在上述方法中，如果采用逸出代码，行程长度是编码成固定位数的，诸如6位。然而，行程长度的大小取决于输入块中前面的编码数据的位置。例如，对于一个8×8的输入块，当已经编码了半块时，则行程长度不超过32。这里所用的用来确定当前编码组合的行程长度的位数的一个位置值将表示输入块中以前的编码组合的电平的位置。

因此，本发明的主要目的在于提供一种利用前面编码的数据的位置与一个可能的行程长度值之间的关系来编码具有减少了的位数的行程长度的方法。

按照本发明，提供了一种编码包含多个输入组合的一块输入数据的方法，其中各组合包括一个行程长度与一个电平，该方法包括下述步骤：

(a)初始化一个位置值；

(b)判定一个输入组合是否为预定的常见组合之一；

(c)如果该输入组合是预定的常见组合之一，则用一张预定的可变长度码表选定其编码数据；否则用下述方法确定其编码数据：

(c1)根据位置使确定输入组合中的行程长度的位数；

以及

(c2)用所述位数对行程长度编码及对电平编码从而提供具有一个预定的逸出代码、编了码的行程长度与编了码的电平的编码数据；

(d)根据行程长度更新位置值；以及

(e)为下一个输入组合重复步骤(b)至(d)直到编码了该块中全部组合为止。

从下面结合附图给出的较佳实施例的描述中，本发明的上述与其它目的及特征将变得清楚，这些附图是：

图1为按照本发明的编码电路的方框图；

图2为说明图1中所示的可变长度编码框图的操作的流程图。

参见图1，其中示出了将折线扫描的输入数据转换成可变长度编码数据的一种编码电路的方框图。

将表示块的起点的一个块起始信号及输入数据输入到一个行程长度编码框10中。由一个折线扫描转换器(未示出)提供的一个输入块中包含诸如8×8个折线扫描输入数据。在行程长度编码框10中，将该输入块转换成多个组合，各组合包含一个行程长度及对应的电平，其中的行程长度表示连续的“0”的数目而电平则表示在连续的“0”后面的输入数据。例如，将一块表示为[4，2，0，0，1，0，3，0，4，0，0，0，5，…]的扫描输入数据转换成：[(0，4)，(0，2)，(2，1)，(1，3)，(1，4)，(3，5)…]其中在一个括号中的两个元素分别表示行程长度与电平。

将行程长度与电平的组合以及块起始信号送入一个可变长度编码框20中。可变长度编码框20判定一个输入组合是否在一张包含频繁地出现的行程长度与电平的组合的预定编码数据的VLC表中。如果在该表中找到了它，则利用该表编码该输入组合而不管在该输入块中前面编码的组合的位置值，即电平的位置。否则，要使用一个逸出代码：即行程长度的位数是考虑到位置值而如下确定的：

                表1

位置值	可能的行程长度	行程长度的位数
			0-31	0-63	6
32-47	0-31	5
			48-55	0-15	4
56-59	0-7	3
			60-61	0-3	2
62-63	0-1	1

位置值与其对应的可能行程长度之间的关系可以容易地从输入块的大小中推导出。例如，如果位置值为39，即前面编码的电平的位置为39，则当前正在编码的行程长度不能超过25而可用5位表示。将行程长度编码成所确定的位数，然后对电平编码，例如根据其大小编码或6位或12位。将编码数据传输到一台接收机(未示出)并在一个对应的解码系统上解码。

为了执行上述过程，在可变长度解码器20上确定各输入组合的位置值。具体地说，在一个输入块的起点上，将位置值复位至0。编码了第一组合之后，将第一行程长度+1加到位置值上，后者为输入块中的第一输入组合的电平的位置。如上所述，用块长度减去位置值来确定下一个组合的一个候选行程长度。类似地，每编码一个输入组合之后，通过在其上加上行程长度+1来更新位置值。

例如，对于输入组合：[(0，4)，(0，2)，(2，1)，(1，3)，(1，4)，…]它们各自的位置值确定如下：[1，2，5，7，9…]。

参见图2，其中为概括按照可变长度编码框20的编码一个输入块的过程的流程图。

首先，在步骤S1中将位置值复位到诸如“0”。然后，在步骤S2中输入一个行程长度与电平的组合，并对其进行检验以判定它是否是利用预定的VLC表编码的频繁出现的组合中的一个。如果是一个常见的组合，则在步骤S31中用频繁出现的行程长度与电平的组合的VLC表来编码。否则在步骤S4中例如用表1确定行程长度的位数。在步骤S5中，将行程长度编码到确定的位上并且也对电平进行编码，然后按照逸出代码、编码行程长度与编码电平的次序构成输入组合的一个完全的成熟的编码数据。在确定了输入组合的编码数据之后，便在步骤S6中在位置值上加上行程长度+1以更新之。为下一个输入组合重复步骤S2至S6直到编码了输入块中的所有组合为止。

虽然本发明是相对于特定的实施例描述的，对于熟悉本技术的人员而言，显而易见可以作出各种变化与修改而仍不脱离权利要求中所限定的本发明的精神与范围。

Claims (1)

1、一种编码一个由多个输入组合构成的输入数据块的方法，其中各组合包括一个行程长度及一个电平，其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(a)初始化一个位置值；

(b)判定一个输入组合是否为预定的常见的组合之一；

(c)如果该输入组合是预定的常见组合之一，则用一张预定的可变长度码表选择其编码数据；否则，以下述方法确定其编码数据：

(c1)根据该位置值确定输入组合之中的行程长度的位数；以及

(c2)以所述位数编码行程长度及编码电平，从而提供具有一个预定的逸出代码、编了码的行程长度及编了码的电平的编码数据；

(d)根据行程长度更新位置值；以及

(e)为下一个输入组合重复步骤(b)至(d)直到编码了块中的所有组合为止。

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