CN1154367C - 用于运动图象的预测宏块数据存取转换的方法和装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于解码和编码一运动图象的预测宏块数据的存取转换方法和装置。该预测宏块的存取转换方法和装置在一单独存贮单元中存贮自一帧存贮器输出的预测宏块数据，并且其后按照适于处理后面预测宏块的顺序来读取所存贮的预测宏块数据。可降低用于存取预测宏块数据的时间。

Description

用于运动图象的预测宏块数据 存取转换的方法和装置

本发明涉及一种用来对运动图象进行解码和编码的预测宏块的存取转换技术，更详细地说是涉及一种从一帧存贮器输出预测宏块数据的存取转换方法和装置，该预测宏块数据存贮在一单独的存贮单元中，并按照一适于处理随后的预测宏块的顺序而读出。

运动图象编码是一种利用运动补偿预测、离散余弦变换(DCT)和变长编码(VLC)对运动图象进行压缩和复原的技术。

图1是一种一般的运动图象解码器的方框图。一变长解码器10接收变长编码的数据并通过反向处理对它解码。一逆DCT部分20将一频率区域的被解码数据变换成一空间区域的视频数据。一运动补偿器30读取与来自一帧存贮器40中存贮的一先前帧的视频数据的运动矢量相应的一宏块，并将该读取的宏块加到逆离散余弦变换的数据上，从而输出被运动补偿和复原了的运动图象数据。

运动图象的数据压缩是由在图象之间的差值的DCT和VLC来执行的。考虑到图象间的移动，从以16象素×16行的Y、8象素×8行的U和8象素×8行的V所组成的宏块为单位的一参考图象中求出一运动矢量。然后，利用具有该运动矢量的位置的一预测宏块提高压缩率，这种方法称之为运动补偿预测方法。

在该运动补偿预侧方法中，预测宏块数据从一帧存贮器中读出，并且该读出的预测宏块数据通过水平插值、垂直插值、前向预测和后向预测而被过滤。

但是，因为从一帧存贮器中读取的预测宏块数据的次序与被用于一被过滤处理的数据的次序在传统运动图象解码方法中是不匹配的，所以该预测宏块数据的存取时间被延迟。

为了解决上面的问题，本发明的目的是提供一种用于运动图象的预测宏块数据的存取转换方法和装置，其中从一帧存贮器中输出的该预测宏块数据按照一输出次序被存贮在一单独的存贮单元中，并且所存贮的预测宏块数据按照一使用的次序从该存贮单元中输出，以便存取该预测宏块数据。

为了达到本发明的上述目的，提供了一种对被存贮在一帧存贮器中并用来对运动图象进行解码和编码的预测宏块数据的存取转换方法，该存取转换方法包括以下步骤：

在一单独存贮单元上记录该帧存贮器输出的预测宏块数据；和

按照一适于处理来自该单独存贮单元的随后的预测宏块的次序来读取该被记录的预测宏块数据。

还提供了一种存贮在一帧存贮器中并用来解码和编码运动图象的预测宏块数据的存取转换装置，该存取转换装置包括：

预测宏块存取转换装置，该装置被连接在该帧存贮器和一运动补偿器之间，用来解码和编码该运动图象、用来记录其上的预测宏块数据和按照由该运动补偿器所使用的次序来输出该被记录的预测宏块数据。

本发明的优选实施例参考如下附图加以说明：

图1是一种一般运动图象解码器的方框图。

图2是根据本发明的一实施例的运动图象解码器的方框图。

图3是图2中所示的预测宏块存取转换器的一详细方框图。

图4A到4C是在一帧预测组中的预测宏块的示意图。

图5A到5C是在一场预测组中的预测宏块的示意图。

图6示出了根据本发明的一实施例的一预测宏块存贮器的结构。

图7是为了存取该预测宏块存贮器通过一写地址和一读地址对一第一区域和第二区域进行选择的定时图。

图8示出了一帧预测组被存贮在本发明的预测宏块存贮器的一区域中的一种状态的图。

图9A和9B示出了为按如图8中所示的次序读和写数据而从一地址发生器产生的地址。

图10示出了一场预测组被存贮在本发明的预测宏块存贮器的一区域中的一种状态。

图11A和11B示出了为按如图10中所示的顺序读和写数据而自一地址发生器产生的地址。

下面参考附图对本发明的的优选实施例作更详细的说明。

图2示出了根据本发明的一优选实施例的一运动图象解码器，其中的变长解码器10、逆DCT部分20和帧存贮器40与图1所示相同。

为了作运动补偿，在该帧存贮器40中存贮的在前面的视频数据作为由一运动矢量所指定的预测宏块数据而被输出。

在图2的实施例中，一预测宏块存取变换器50被设置在帧存贮器40和一运动补偿器30之间。该预测宏块存取变换器50按照预测宏块数据从帧存贮器40输出的顺序来存贮该预测宏块数据，并按它在运动补偿器30的一预测宏块过滤器32中使用的顺序来将其输出。该预测宏块过滤器32基于自该预测宏块存取变换器50所输出的预测宏块数据来执行诸如水平插值、垂直插值、前向预测和后向预测的过滤。一加法器31根据自变长解码器10输出的运动矢量、自预测宏块过滤器32输出的预测宏块数据和逆DCT处理过的数据而输出复原的运动图象数据。

图3是图2所示的预测宏块存取变换器50的一详细框图。该预测宏块存取变换器50包括一地址发生器51和一预测宏块存贮器52。该地址发生器51和一预测宏块存贮器52。该地址发生器51顺序向该预测宏块存贮器52产生一写水平地址、一写垂直地址、一读水平地址和一读垂直地址。该预测宏块存贮器52根据自地址发生器51输入的写水平地址和写垂直地址存贮自帧存贮器40输出的预测宏块数据，并且根据从地址发生器51输入到其中的读水平地址和读垂直地址输出所存贮的预测宏块数据。

下面，以使用一帧图象和一场图象的运动补偿预测方法为例，详细说明与该帧存贮器的数据总线为128比特，即16象素时的该预测宏块存贮器52的结构和自地址发生器51所产生的地址。

当运动编码是以帧为单元执行时，该帧称之为一帧图象，而当该运动编码是以场为单元执行时，该场称之为一场图象。

使用帧图象的运动补偿预测方法被分为场预测、帧预测和双主用(dual-prime)预测。使用场图象的运动补偿预测方法被分为场预测、16×8MC预测和双主用预测。在它们之中，在该帧图象中的帧预测和在该场图象中的场预测和双主用预测均具有一具有分别由16象素×16行组成的Y、由8象素×8行组成的U和由8象素×8行组成的V的预测单元。在该帧图象中的场预测和在该场图象中的双主用预测和16×8MC预测具有一具有分别由16象素×8行组成的Y、由8象素×4行组成的U和由8象素×4行组成的V的一预测单元。前者称之为“帧预测组”而后者称之为“场预测组”。

图4A至4C是在一帧预测组中的预测宏块的示意图。图4A示出了在该帧预测组中的一Y预测宏块。图4B示出了在一帧预测组中的一U预测宏块。图4C示出了在一帧预测组中的一V预测宏块。因为运动矢量具有半象素单元，所以该帧预测组应读取具有由17象素×17行组成的Y、由9象素×9行组成的U和由9象素×9行组成的V的数据，以执行半象素单元预测。

图5A到5C是在一场预测组中的预测宏块的示意图。图5A示出了在该场预测组中的一Y预测宏块。图5B示出了在该场预测组中的U预测宏块。图5C示出了在该场预测组中的一V预测宏块。因为运动矢量具有半象素单元，所以该场预测组将读取具有由17象素×9行组成的Y、由9象素×5行组成的U和由9象素×5行组成的V的数据，以执行半象素单元预测。

图6示出了根据本发明一实施例的一预测宏块存贮器的结构。参见图6，在本发明中所使用的该预测宏块存贮器被分成一第一区域和一第二区域。因此，可同时执行接收来自帧存贮器40的数据和从预测宏块存贮器52输出该数据。首先，数据被写入该第一区域，并且随后在第二区域中写入数据期间输出在第一区域中所存贮的该数据。随后，数据被写入第一区域中并同时输出在第二区域中存贮的数据。

图7是一表示为了存取该预测宏块存贮器而通过一写地址和一读地址来选择第一区域和第二区域的定时图。如图7所示，在第一区域的写入数据期间，输出在第二区域中存贮的数据，而在输出第一区域中所存贮的数据期间，在第二区域中写入数据。

因为从该帧存贮器输出的是一16象素单元，所以给在每一区域的水平方向上的每个16象素单元赋予一水平地址。因为在Y信号情况下自该帧存贮器中应读出17象素数据，所以两个16象素单元被用来存贮一个预测宏块。考虑到前向和后向预测宏块数据，在水平方向上将至少存贮两个预测宏块。在图6中，在水平方向上存贮四个字的前向和后向预测宏块。另外，在帧预测组的情况下，至少存贮由17行Y和9行U或V组成的26行。在场预测组的情况下，至少存贮由9行Y和5行U或V组成的14行。本发明提出了28行的预测宏块存贮器以便适合于该帧预测组和该场预测组两种情况。因为，如图6所示，根据本发明的预测宏块存贮器在垂直方向上具有28行并给每一行赋予一垂直地址。

现在说明从帧存贮器输出的数据被写入具有如图6所示结构的预测宏块存贮器时的写入顺序和自该预测宏块存贮器输出时的输出顺序。

图8示出了根据本发明的在该预测宏块存贮器的一区域中存贮的帧预测组的状态。如图8所示，Y信号的左16象素被写入具有为0的水平地址和0-16的垂直地址的部分而Y信号的右16象素被写入具有1的水平地址和0-16的垂直地址的部分。然后，C信号(U或V)的左8象素被写入具有0水平地址和17-25垂直地址的部分，并且C信号(U或V)的右8象素被写入具有1水平地址和17-25垂直地址的部分。如上所述，按照上述顺序前向预测宏块被写入具有0和1的水平地址的部分，而反向宏块被写入具有2和3的水平地址的部分。在图8中，数据被写入该预测宏块的顺序表示为①②③④⑤⑥⑦⑧。

当数据从该预测宏块存贮器读出时，下述步骤更为可取：即对于Y信号读取前向和后向宏块数据，并且对于C信号(U或V)读出前者。因此，在图8中，从该预测宏块存贮器读出数据的顺序表示为

图9A和9B示出了为了按图8所示的顺序写入和读出数据而自该地址发生器所产生的地址。图9A示出了写地址，图9B示出了读地址，更详细地说，相对于垂直地址为0，水平地址为0和1分别代表在该前向预测宏块中该Y信号的第一行中的左16象素和右16象素。如图9A所示，首先写入前向预测宏块的Y信号和C信号，然后写入后向宏块的Y信号和C信号。参见图9B，可以看出用0的垂直地址可以进行对0，1，2和3的水平地址的存取，这表示被记录在具有0的垂直地址及0和1的水平地址的部分中的前向预测宏块中的Y信号的左和右16象素被读取，并且随后被记录在具有0的垂直地址及2和3的水平地址的部分中的后向预测宏块中的Y信号的左和右16象素被读取。因此，对于Y信号读取该前向和后向宏块数据，并且随后对于C信号(U或V)读取前向和后向宏块数据。

图10示出了根据本发明存贮在预测宏块存贮器中的一区域中的一场预测组的状态。如图10所示，在具有0的水平地址和0-8的垂直地址的部分中写入Y信号的左16象素，和在具有1的水平地址和0-8的垂直地址的部分中写入Y信号的右16象素。然后，在具有0的水平地址和9-13的垂直地址的部分中写入C信号(U或V)的左8象素，和在具有1的水平地址及9-13的垂直地址的部分中写入C信号(U或V)的右8象素。如上所述，按上述顺序前向预测宏块被写入具有0和1的水平地址的部分，而后向预测宏块被写入具有2及3的水平地址的部分。在图10中，被写入该预测宏块存贮器中的数据的顺序表示为①②③④⑤⑥⑦⑧。

当从该预测宏块存贮器中读取数据时，最好是按下面的步骤即对于Y信号读取前向和后向宏块数据，并且随后对于C信号(U或V)读取前者。因此，在图10中，从该预测宏块读取的数据的次序表示为

图11A和11B示出了为了按图10所示的顺序写和读数据自该地址发生器产生的地址。图11A示出了写地址，图11B示出了读地址。更详细地说，对于0的垂直地址，0和1的水平地址分别表示在该前向预测宏块中在Y信号的第一行中的左16象素和右16象素。如图11A所示，首先写入前向预测宏块的Y信号和C信号，并且随后写入后向宏块的Y信号和C信号。参见图11B，可看出用0的垂直地址可以进行对0，1，2和3的水平地址的存取，这表示记录在具有0的垂直地址和0及1的水平地址的部分中的前向预测宏块中的Y信号的左和右16象素被读取，并且随后记录在具有0的垂直地址和2及3的水平地址部分中的后向预测宏块中的Y信号的左和右16象素被读取。因此，对于该Y信号读取前向和后向宏块数据，并且随后对于C信号(U或V)读取前向和后向宏块数据。

以上对于用作运动补偿解码的预测宏块数据存取转换方法和装置的情况对本发明的实施例进行了描述。该预测宏块数据存取转换方法和装置可用于作运动图象编码的运动补偿预测中。

如上所述，根据本发明的预测宏块数据存取转换方法和装置存贮了从在一单独存贮单元中的一帧存贮器输出的运动图象，并随后为了处理随后的预测宏块按一适当的次序读取该被存贮的预测宏块数据。因此可降低用于存取该预测宏块数据的时间。

虽然这里仅描述了本发明的特定的实施例，但显然在不违背本发明精神和范围的情况下可作若干的改进。

Claims (4)

1、一种存贮在帧存贮器中并用来对一运动图象进行解码和编码的预测宏块数据的存取转换方法，该存取转换方法包括有下列步骤：

在一单独的存贮单元上记录自所述帧存贮器输出的所述预测宏块数据；和

按照一适于处理来自所述单独存贮单元的随后的预测宏块的顺序来读取所记录的预测宏块数据，

其中所述单独存贮单元被分成第一区域和第二区域，通过在从所述第二区域读取先前存贮的数据的同时在所述第一区域上记录所述预测宏块数据来同时地执行数据读和写操作。

2、如权利要求1所述的预测宏块数据存取转换方法，其中在所述预测宏块数据记录步骤中，按照所述预测宏块从所述帧存贮器输出的顺序依次地记录一前向Y信号和前向C信号，和随后记录一后向Y信号和后向C信号。

3、如权利要求2所述的预测宏块数据存取转换方法，其中在所述预测宏块数据读取步骤中，按照在运动补偿中所使用的预测宏块数据的顺序依次读取一前向Y信号和一后向Y信号，并且随后读取一前向C信号和一后向C信号。

4、一种存贮在帧存贮器中并且用来对一运动图象进行解码和编码的预测宏块数据的存取转换装置，该存取转换装置包括：

一连接在所述帧存贮器和运动补偿器之间用来解码和编码该运动图象的预测宏块存取转换装置，用来在其上记录该预测宏块数据并按照由该运动补偿器使用的顺序来输出所记录的该预测宏块数据，

其中所述预测宏块存取转换装置包括：

一地址发生器，用于产生一写垂直地址和一写水平地址以按照该预测宏块数据从所述帧存贮器输出的顺序来记录该预测宏块数据；以及产生一读水平地址和一读垂直地址以按照在所述运动补偿器中使用的顺序来输出该预测数据宏块数据；和

一预测宏块存储器，用于按照由所述地址发生器产生的写水平地址、写垂直地址、读水平地址和读垂直地址来存取该数据，

并且其中所述预测宏块存储器被分成用来存贮第一预测宏块的第一区域和用来存贮第二预测宏块的第二区域，并且同时地自所述地址发生器产生第一区域的写地址和第二区域的读地址，使得在第一区域上记录数据和从第二区域读取数据是同时地执行。

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