CN1156375A - 压缩静态图像数据的装置 - Google Patents

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Abstract

一种压缩静态图像数据的装置，包括：离散余弦变换器、量化器、变长编码器和量化间隔判定器以及比较器、标志缓冲器，它根据由标志缓冲器输出的比较结果决定一量化间隔使第一帧后帧视频数据的比特数目近似于最佳图像质量的预定基准比特数目，以便获得高质量的静态图像。

Description

压缩静态图像数据的装置
本发明涉及一种压缩视频数据的装置，特别是一种用于压缩静态图像数据以获得高质量静态图像的装置。
一般说，数字摄录机可提供静态图像摄制模式和动态画面摄制模式的功能。在动态画面摄制模式下，视频数据一帧一帧地压缩并且连续地记录在记录介质上，而在静态图像摄制模式下，一帧视频数据在几秒到几十秒期间被存储在帧缓冲器中、被压缩然后被记录在磁带上。
人类的眼睛对重放的静态图像的质量要比对重放的动态画面的质量更敏感，原因是重放的图像是以静止状态显示的。
另外，在许多场合下，根据静态图像的用途通过显示高清晰度图像的设备(例如，彩色打印机)将其输出，因此提高了对高图像质量的需求。
图1是一般静态图像数据压缩设备的示意框图。
图1中的静态图像数据压缩设备包括：一离散余弦变换器10，用于离散余弦变换和锯齿扫描从数字摄录机中的帧缓冲器(未示出)接收的以8×8数据块为单位的视频数据；一量化器12，用于以预定的量化间隔量化从离散余弦变换器10输出的视频数据；一量化间隔判定器16，用于根据离散余弦变换器10以数据块为单位输出视频数据的复杂度决定量化器值，以便量化器12为每秒的每个宏块选择适当的量化间隔或步长；以及一可变码长编码器14，用于可变码长编码被量化器12按预定量化间隔量化的视频数据和输出被可变码长编码的数据给一纠错编码器(未示出)。
从量化间隔判定器16输出的量化器值对图像质量的结果有直接的影响。然而，图1的现有技术中，选择一确定的量化器值来决定静态图像摄制模式和动态画面摄制模式两者的量化间隔。
通常，在可变码长编码器14中处理的视频数据中会有错误。不仅如此，除了为第一帧数据选择的量化器值的数值中存在错误之外，由于在静态图像中每秒的帧占有确定的视频数据，所以，仅当在比较第一帧数据的比特数和基准比特数的基础上为下一帧数据选择更准确的量化器值的条件下，才能够重放高质量图像。
然而，在现有技术中，由于在动态画面摄制模式下选择一确定的量化器值也用于静态图像摄制模式，所以不能获得高图像质量。
为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种用于压缩静态图像数据以获得高图像质量的静态图像的装置。
为了达到上述目的，所提供的压缩静态图像数据的装置包括：一离散余弦变换器，用于离散余弦变换数字摄录机内帧缓冲器输出的以数据块为单位的视频数据；一量化器，用于量化在离散余弦变换器中被变换的视频数据；一可变码长编码器，用于可变码长编码在量化器中被量化的视频数据；一量化间隔判定器，用于产生一量化器值来控制量化间隔并且将此量化器值输出给量化器；一比较器，用于将第一帧以量化间隔可变码长编码的视频数据的比特数目和最佳图像质量的基准比特数目相比较并且在比较的基础上输出标志信号；以及一标志缓冲器，用于暂存由比较器输出的标志信号，其中根据标志缓冲器输出的比较的结果来决定量化间隔，以便在第一帧之后的帧的视频数据的比特数目近似于最佳图像质量的预定基准比特数目。
根据本发明，量化间隔判定器最好接收一控制信号来控制一静态图像摄制模式，确定与在一动态画面摄制模式下采用的视频数据的一帧的相同量化间隔的第一帧视频数据的比特数目，并且在比较第一帧视频数据以该量化间隔可变码长编码的视频数据的比特数目与最佳图像质量的预定基准比特数目的基础上调整在第一帧后的帧的量化器值，用这样的方法在比特数目大于、小于和等于该基准比特数目的相应情况下使在第一帧后的帧的量化器值减少、增加和保持不变。
比较器最好在可变码长编码器输出的第一帧视频数据的比特数目与最佳图像质量的预定基准比特数目相比较的基础上输出表示跟在第一帧后的帧的视频数据的比特数目大于、小于和等于预定基准比特数目的标志信号。
标志缓冲器最好在每次比特数目固定时存储由比较器输出的标志信号，并且当处理下一帧时，输出该标志信号。
本发明的上述目的及其优点通过参考附图对一优选实施例进行详细描述将更加清楚。
图1是常规压缩静态图像数据装置的示意框图。和
图2是根据本发明压缩静态图像数据装置的示意框图。
图2示出了一个根据本发明用于压缩静态图像数据的装置，该静态图像数据压缩装置包括：一离散余弦变换器20，用于离散余弦变换和锯齿扫描从数字摄录机内帧缓冲器(未示出)中以8×8数据块单位接收的视频数据；一量化器22，用于量化由离散余弦变换器20输出的视频数据；一可变码长编码器24，用于可变码长编码由量化器22量化的视频数据并输出可变码长编码的数据给一纠错编码器(未示出)；一量化间隔判定器26，用于根据由离散作弦变换器20输出的视频数据的动态范围(activation degree)来确定一量化间隔；一比较器28，用于将一预定基准比特数目与由可变码长编码器24输出的可变码长编码数据的比特数目进行比较，并且输出分别表示数据比特数目大于、小于和等于基准比特数目的相应标志信号；以及一标志缓冲器30，用于暂存由比较器28输出的标志信号并输出该标志信号给量化间隔判定器26。
这里，一个从可变码长编码器24输入到比较器28的信号“长度”表示可变码长编码数据的比特数目。一个从比较器28输入到标志缓冲器30和从标志缓冲器30输入到量化间隔判定器26的“增量”信号表示基准比特数目和可变码长编码数据的比特数目的比较结果，也就是大于、小于或等于。
为了实现最佳图像质量，量化间隔判定器26根据一接收到的标志信号决定量化器值，以便帧数据的比特数目近似于它的基准比特数目。量化器22根据确定的量化器值执行一量化操作。
如上所述构成的本发明的静态图像数据压缩设备按如下操作。
在本发明中，需要固定数据比特数目来进行在诸如一记录磁带的连续记录介质上的搜寻和高速回放操作，并且当应用需要时，可修改这一固定比特数目单位。
给定一个8×8的数据块作为一个离散余弦数据块，一宏块具有4个亮度数据块和两个色差数据块。
一单个固定的比特数目单位包括至少一个宏块。
一般以宏块为单位生成数据。当可变码长编码一数据的宏块时，该数据的比特数目可大于、小于或等于一基准比特数目。
若该数据的比特数目没有达到基准比特数目，与它们相等的情况相比，则图像质量下降。另一方面，若该数据的比特数目超过基准比特数目，超过的比特被浪费(未记录)。由于低频区的超过的视频数据比特的损失，这是决定图像质量的重要因素，将缺乏高频因数，因而将妨碍图像细微部分的显示，并且由于与相邻块的差异引起成块现象。
当摄制一静态图像时，由于帧缓冲器中存储的信号作为同一视频数据在几秒到几十秒期间被记录，所以人类的眼睛对它的图像质量很敏感。相反地，一动态画面信号的可能的瞬间畸变是人类眼睛难以捕捉的。因此，应准确重放该静态图像。
为了这一目的，当压缩静态图像时，应决定用于更准确地确定一量化间隔的量化器值。
当在摄录机内设置一静态图像摄制模式时，量化间隔判定器26检测静态图像摄制模式的控制信号，并且将在帧缓冲器中储存的信号输入给离散余弦变换器20，根据一离散余弦参数的动态范围，以和动态画面摄制模式的相同方法来确定第一帧视频数据的量化器值。
然而，由于每一帧在静态图像摄制模式下具有相同的信号，根据第一帧内可变码长数据的比特数目和它的基准比特数目之间的比较结果来调整从第二帧起的帧的量化间隔，因此减少了其他帧内视频数据的比特数目和基准比特数目的差别。所以，可以实现预期的高图像质量。
如上所述，本发明的压缩静态图像数据的装置将第一帧的可变码长编码的视频数据的比特数目与其最佳图像质量的基准比特数目相比较，并且根据比特结果对其它帧调整量化间隔，以便其它帧的比特数目近似于它们的基准比特数目。因此，在静态图像摄制模式下可获得比在动态画面摄制模式下更高质量的图像。

Claims (4)

1、一种用于压缩静态图像数据的装置，包括：
一离散余弦变换器，用于离散余弦变换由一数字摄录机中的一帧缓冲器中输出的以数据块为单位的视频数据；
一量化器，用于量化由所述离散余弦变换器变换的所述视频数据；
一可变码长编码器，用于可变码长编码由所述量化器量化的所述视频数据；
一量化间隔判定器，用于产生一个量化器值来控制量化间隔，并且输出所述量化器值给所述量化器；
一比较器，用于将一第一帧的以量化间隔可变码长编码的视频数据的比特数目与最佳图像质量的一基准比特数目相比较，并在比较的基础上输出一标志信号；以及
一标志缓冲器，用于暂存由所述比较器输出的所述标志信号，
其中根据由所述标志缓冲器输出的比较结果来决定量化间隔，以便跟在该第一帧后的帧的视频数据的比特数目近似于该最佳图像质量的预定基准比特数目。
2、如权利要求1中所述的压缩静态图像数据的装置，其中所述量化间隔判定器接收一用于控制一静态图像摄制模式的控制信号，确定与动态画面摄制模式下采用的一帧视频数据的量化间隔相同量化间隔的所述第一帧视频数据的比特数目，和根据以所述第一帧视频数据的所述量化间隔可变码长编码的视频数据的比特数目与最佳图像质量的预定基准比特数目的比较结果调整在所述第一帧后的一帧的量化器值，这样一来在所述比特数目将大于、小于和等于所述基准比特数目的相应情况下，在所述第一帧后所述帧的所述量化器值将减少、增加和保持不变。
3、如权利要求1中所述的压缩静态图像数据的装置，其中根据由所述可变码长编码器输出的所述第一帧视频数据的比特数目与最佳图像质量的预定基准比特数目的比较结果，所述比较器输出表示在所述第一帧后的一帧视频数据的比特数目是大于、小于和等于该预定基准比特数目的标志信号。
4、如权利要求1中所述的压缩静态图像数据的装置，其中所述标志缓冲器在每次一比特数目固定时储存由所述比较器输出的一标志信号，并且当处理下一帧时输出所述标志信号。
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