CN1172534C - 用于处理运动图象专家组兼容数据流的方法 - Google Patents

Abstract

在一种MPEG兼容图象信号处理器中，MPEG数据流在成块象素值被存储在存储器中之前被译码，解压缩和再压缩。再压缩系统决定成块数据以确定范围和最小象素值用于一给定图象的成块象素值(82)。把这些值编码(88)并把编码表示存储在一具有量化数据块(90)的参数域中以使数据重建。通过把实际范围和最小数值与一预定的数值集合相拟合(84)实现编码。然后把每一个所选择的预定数值编码为在参数域中的3比特指数。存储具有量化数据的编码数值促使具有最小误差的重建。还有，编码数值保持存储器用于量化了的数据。

Description

用于处理运动图象专家组兼容数据流的方法

技术领域

本发明涉及一种数字视频处理器。特别是，本发明涉及用于有效转换与压缩了的视频数据有关的附加数据的系统。

背景技术

有效的利用存储器在图象处理器的设计和操作中是重要的。例如，用户的产品像电视系统可能使用包含MPEG-2信号处理的图象处理器。MPEG(运动图象专家组)信号压缩标准(ISO/IEC 13181-2，1994年5月10日)广泛接受了图象处理标准，它特别吸引人的是用于卫星的，有线的和陆地上使用在所有其他形式的图象处理中处理高分辨率电视(HDTV)的广播系统中。使用高分辨率显示器的产品需要96比特或者更多存储器在显示之前临时存储MPEG译码画面。MPEG处理器需要这些画面用于运动估计和补偿去重建精确的图象用于显示。

从MPEG译码图象元素(象素或象元)重建图象的系统使用典型的微分脉冲编码调制(DPCM)。在DPCM处理中处理器产生一种预测，它预测下一个象素值。一求和网络从实际象素值中减去预测值产生了一个差值，用此差值预测下一个象素值。这个差值，像已知的预测误差，一般是小于原来的象素值或者预测值，并处理差值而不是处理原来的象素值降低系统带宽需求。Ang等人写的“视频压缩获得大的增益”，刊登在1991年10月的IEEE频谱杂志上，文章描述了一种MPEG编码器和译码器。

存储有效图象处理系统使用少的存储器在存储之前通过译码(再压缩)存储图象画面。在特定范围内简化每象素比特的数目用以存储图象画面否则如果象素不能被精确地重建到它们原来的比特大小而影响图象质量。人工因素可能出现，特别是在图象的平滑区域。存储器简化图象处理器应读精确地量化和解量化MPEG译码信号尽可能有效和节省。

发明内容

本发明提供了一种使用在接收机中的用于处理MPEG兼容数据流的方法，该MPEG兼容数据流包括由压缩图象表示的构成图象画面的象素块，该方法包括以下步骤：

接收所说的MPEG兼容数据流；

解压缩所说的压缩图象表示的象素块去产生解压缩象素块；

扫描解压缩象素块以便确定所说的解压缩象素块的块参数；

从预定值的集合中为所说的块参数选择一个数值，所述数值是对确定的块参数的最佳拟合；

编码所述选择的数值；

再压缩所说的解压缩象素块作为选择数值的函数；和

在视频帧存储器中存储所说的再压缩数据块和已编码的选择数值。

本发明识别提供一种有效数据简化系统的合理需要使用最少的硬件和使人工因素最小的软件，系统进入到重建数据。

根据本发明的原理，图象处理器确定最小象素值和象素值的范围用于图象块。该处理器在范围和预定范围的集合之间选择一种最佳拟合。每一个预定范围有一预定最小值的相关集合，并且该处理器在象素块最小值和与所选择的预定范围有关的预定最小值之间选择最佳拟合。该处理器把所选择的预定范围和所选择的具有降低比特编码的最小值编码，并且把编了码的数值存储在具有压缩块数据的存储器中。

附图说明

图1是一个象素块处理器的方框图，包括根据本发明的系统。

图2表示图1系统中压缩部分的细节。

图3描绘了一个包数据格式用于根据本发明的系统。

图4是表示根据本发明的指数化过程的流程图。

图5表示图1系统中解压缩部分的细节。

图6是包含本发明的处理方法流程图。

图7是使用本发明的MPEG兼容电视系统的方框图。

具体实施方式

在本发明的一个实施例中，电视接收机包括一MPEG译码器。一个数据译码网络量化成一个译码的和解压缩的信号在帧存储器存储之前表示象素块，并且当需要用于图象显示时重建这个图象块。显示设备显示来自帧存储器的图象信息。

为保持数据的完整性通过数据简化网络，该网络扫描一象素块和确定该象素块的块参数，例如，图象象素值的范围及最小象素值。网络在范围和预定范围的集合之间完成最佳拟合分析。除了最小和最大预定范围外，每一个预定范围有一预定最小值的集合。网络在象素块最小值和与所选择的预定范围有关的预定最小值之间完成最佳拟合分析。所选择的预定范围和所选择的预定最小值是具有3比特编码的每一个指数。对最小预定范围网络保持实际8比特最小值，而对最大预定范围网络选择零值不需要比特。

用于范围和最小值的指数表示被存储在具有量化象素块的帧存储器中。存储表示值而不是实际8比特数值使得存储器有效用于存储量化了的象素值。量化了的象素值用每个表示少于8比特有效表示，因为块的特定范围和最小象素值促进重建。

在图1中，MPEG译码器把一成块MPEG译码象素数据提供给包括压缩器12的存储器减少处理器的输入10。压缩器12包括预测器18，量化器20，和组合器22。象素块是在空间域，例如包括一个8×8的图象象素块。预测器18使用众所周知的原理并且可能是A.Jain描述的类型，可见A.Jain著“数字图象处理基础”，Prentice-Hall出版公司，第484页(1989年)。

量化器20把数据简化象素块提供给存储器14。当显示器处理器(未示出)通到在存储器14中的简化数据块去显示一幅图象，解压缩器16重建原来的数据块。解压缩器16包括预测器24和解量化器26用以从存储器14重新得到简化数据并重建该简化数据块。根据即将讨论的本发明的原理安排量化器20和解量化器26。预测器24与预测器18相类似。

压缩器12的输入10接收来自MPEG译码器(在图7中示出)象素块。输入10把象素块数据提供给组合器22的一非可逆输入和量化器20。预测器18把象素预测数据提供给组合器22的一可逆输入和量化器20。组合器22把来自可逆输入和非可逆输入的信号组合并把差值提供给量化器20。量化器20把重建电平数值输出到预测器18并把编了码的象素差数值输出到存储器14用于存储。

图2比较详细地示出图1中的量化器20。在整个说明书中，认为同样的参考数目和在图中的共用元素一致。特别是，量化器20包括预测误差处理器27，量化变换器28，编码控制器29，最小-最大-范围处理器(MMRP)30，第一象素(参考象素)处理器31，和多路转换器32。输入10把成块象素数据提供给MMRP30，它扫描象素块和确定最小象素值，最小象素值和范围用于成块。MMRP30从预定范围的集合中选择一预定范围作为实际范围的函数，并且交换所选择的预定范围用于实际范围供在网络中子系列使用。MMRP30也和一预定的最小象素值一致使用来自所选择的预定范围的信息去表示在实际最小象素值位置上的象素块。MMRP30压缩该预定最小象素和范围块参数值并把它们传送到多路转换器32。

所选择的预定最小象素值也被传送到第一象素处理器31，并且预定范围也被传送到预测误差处理器27，将被讨论。预测误差处理器27接收来自组合器22的预测误差数据和具有所选择预定范围的偏置负数值。量化变换器28接收来自预测误差处理器27的偏置和非偏置预测误差值。这些值被量化和编码并送到多路转换器32。量化变换器28也把重建电平值送到预测器18，预测器18使用这些值计算预测数据。多路转换器32把成块参数—压缩最小象素值，范围和参考象素值—和量化数据在定时和控制下送到存储器14，后面将要讨论。成块参数表示附加数据，它是被存储在存储器14中的与量化参数块有关的参数域里面。该参数域和量化数据一起形成一个包，包把所有的信息合在一起通过解压缩器16去访问合适的解量化表和去重建该象素块。编码控制器29监督块参数和压缩数据的变换及量化表格的选择用于单个象素表示值。

第一象素处理器31从输入10接收象素块，和一预定参考象素值一致。从MMRP30接收的成块最小象素值促使独立于其它成块象素的参考象素的压缩。被压缩的参考象素用有效比特表示用于解量化器26去重建它的原来的值以一种无损耗或接近无损耗的方式。第一象素处理器31把作为成块参数的压缩参考象素值传送到多路转换器32，把成块参数包括参考象素值，和量化了的数据转换到存储器14。解量化器26使用参考象素作为预测值在象素重建期间用于量化了的成块参数。由于在解压缩期间在预测网络中使用的第一值(参考象素值)是独立的，因此可以无须其他象素块的信息而对一给定象素块解压缩。该值也是精确的，它消除了来自重建数据的传输预测误差。

使用作为预测器的象素块最小值来压缩参考象素以获取压缩值。所选的预测最小值减去参考值，其差再除以2。其结果以比预测范围的二进制表示所需比特少一位的比特数存储于存储器14中。预测范围确定了用于存储压缩参考象素值的比特数，因为当将作为预测器的块象素值用于在同一象素块中的其他象素值时，诸如参考与最小象素值的两个块象素值之间的差值将落在范围域中。使用比所需的少一位的压缩参考值去表示范围是必要的因为差值是被2除的正数，它简化了用1比特的二进制表示所需要的比特数目。

量化器20和解量化器26分别访问量化和解量化表格对每一个块它们是最佳的。量化的和解量化的表格包括基于预定范围象素块的数值。MMRP30接受一输入数据块并扫描它以确定最小象素值和最大象素值。然后MMRP30从最大的当中减去最小的并加1(max-min+1)计算用于象素块的范围。

量化器20和解量化器26把计算的范围与预定范围的集合比较，至少其中之一是大于或等于计算的范围，选择一预定范围，并分别访问从预测范围导出的量化和解量化表格。预定范围是通过最佳拟合分析选择的，这个分析确定预定的范围是最小的集合，它是大于或等于实际计算的范围。被制定出的量化和解量化表格把数值包括在所选择的预定范围域之内，因此包括全部实际范围的值。量化器28使用DPCM处理和产生差值数值，它们是预测误差，这些预测误差是在实际范围域内。实际范围常常是有效地小于256(8比特象素值的最大数值)。从这个范围导出的表格电平提供分辨率好于从256导出的表格电平，因为所选择的预定范围通常是限制在实际范围值中并且可能用小于8比特表示。因此，系统的精度和效率通过制定的表格电平增加到范围。

为了重建输入的成块数据，解量化器26必须知道当量化象素块时预定范围量化器28用于去访问使用的量化表格。该范围和其它象素块参数的表示被存储在存储器14中其内具有量化象素块的参数域作为有效负载。把参数域和有效负载合在一起形成一个压缩了的数据包。通过把一成块参数表示与量化了的数据块一起存储在存储器14中，解量化器26可能访问适当的解量化表格并重建该象素块的精确度和效率。图3示出一参数域33的和压缩数据有效负载35的可能的结构。在这个实施例中，参数域33被安排作为包含压缩数据有效负载的数据包的头。

在这个实施例中，存储图象画面需要通过显示器处理器，存储器14在大小尺寸上降低50％。对于一个8比特象素，假设是用于这个实施例的目的，50％的降低把在存储器14中的4比特的平均值提供去存储压缩后的每个象素表示。用在参数域33中的成块参数表示的附加信息需要存储器14中的空间。用于存储参数域的每一比特降低了存储器的有效性用于存储量化了象素。总效果是降低了可用于量化数据的分辨率因为存储器的能力在它的预定降低的大小尺寸内保持常数。把存储器大小尺寸增加到用于补偿附加信息使得不希望增加制造成本，因为来自生产厂家的存储器在固定的块大小尺寸上总是有效的。这些是考虑在HDTV图象画面上有32640个8×8象素块的有效成本，如Grand Alliance说明书详细说明的。3比特字把每幅画面783360比特加到使用本系统的每台电视接收机的存储器需求中。还有，系统的可靠性增加因为附加存储器需要附加硬线连接，它们当中每一个都是一个潜在的故障点。

使用本发明的系统降低了需要去存储两个块参数的比特的数目，叫做范围和最小值，大多数情况下每一个参数从8比特降到3比特。这使得在存储器中的每个象素块节省了10比特，转换到326400比特节省用于存储在存储器中的每幅图象画面。一旦量化器20确定了实际范围和最小象素值，紧接着这些数值被量化和指数化。

实际范围与预定范围的集合比较去确定最佳拟合。预定范围变成表示用于象素块范围使用的数值然后被处理。预定的范围大于实际范围以保证在象素块之内的所有象素值被表示，将在与图4有关的描述中讨论。预定范围的集合包括7个数值。因为集合对量化器20和解量化器26都是有效的预定范围可能在参数域中用一个指数值表示。对于二进制表示该指数只需要3比特因为只有7个预定范围要表示。

系统是以相似的方法处理最小象素值。对于7个预定范围中的5个，系统访问8个最小象素值的一个预定集合单一到所选择的预定范围。量化器20把实际最小象素值与预定的集合比较并选择最大的预定最小数值，它小于或等于实际最小数值。然后预定最小数值变成用来表示最小象素的数值，该最小象素用于被处理的象素块。集合对量化器20和解量化器26都是有效的，所以预定最小值可以在参数域用一个指数值表示。用二进制表示这个指数值也需要3比特因为只有8个预定最小象素值要表示。

如前所述，每一个指数数值需要3比特，导致了6比特被存储在参数域而不是16比特。所节省的比特保持存储器用于量化了的象素。这增加了量化象素数据的分辨率，因为通过把块参数编码所节省的比特允许比较好的象素数据量化(分辨率)。

下面的表达式定义了预定范围的集合及它们的选择。Rs是所选择的来自集合的预定范围，Ri是通过指数数值i表示的范围，其中i是指数数值用于在参数域中用3比特表示的所选择的数值。R是象素块的实际范围数值。

Rs＝MINi{Ri|Ri＞＝R，Ri＝16，32，64，96，128，192，256；0＜＝i＜＝6}(1)

MIN{f(x)}表明所选择的范围，Rs，是集合的最小数值其满足条件Ri＞＝R。在包内表达式f(x)是任意表达式的典型表示，像在方程式(1)中的那样，在其上面函数MIN运算。例如，如果R是73，方程式(1)产生96作为用于Rs的结果。R从65到96的任何值都产生同样的结果。

方程式(1)的7个预定范围一般是从数的二进制级数导出的，并且在一特定系统中用预定平均比特数有效的表示压缩的和解压缩的象素。由于存储器降低了50％，一个8比特象素(对这个例子最大)压缩到平均4比特。所以，在预定范围的集合内16(4比特)和256(8比特)是最小的和最大的值。像这些表示的是以2n增量出现的数值是实际选择的分隔符用于预定范围的集合因为每一个以n为增量或减量需要一多或一少比特用于范围的二进制表示。指数表达式2n提供5个数值，16，32，64，128，和256。一个3比特指数提供用于直到8的范围并允许其它可加预定范围以这个间隔去增加分辨率。对此具体化，间隔相加的预定范围是96和192。再压缩和解压缩象素块可以作为所选择的数值的函数，可以在视频帧存储器中对数据块和所选择的数值进行存储和再压缩。

8个预定最小象素值的集合用于7个范围中的5个是下面方程式(2)定义的。应用方程式(2)的5个范围是32，64，96，128，和192。方程式提供从0开始的常数线性步进。

Qmia(Rs，I)＝INT {I((256-Rs)/7)}；0＜＝i＜＝7   (2)

在这个方程式中i是指数值用于在参数域中用3比特表示所选择的最小象素值。INT{f(x)}表明只使用所得结果的整数部分。在分隔符内表达式f(x)表示任意表达式，像在方程式(2)中的那样，在它上面INT运算。

下面的方程式(3)从集合中选择预定最小象素值，该集合是代替实际最小象素块值。MAXi{f(x)}表明i的最大值它满足在分隔符内的条件是用于产生Qmin。

Qmin＝MAXi{Qmin(Rs，i) (Rs，i)＜＝Xmin；0＜＝i＜＝7    (3)

方程式(4)陈述了必要性和有效性用于选择有效块参数在量化期间能精确表示。所选择的预定范围和最小值必须一起满足方程式(4)的条件。如果它们不满足，必须选择满足条件的数值另一集合，下面将要讨论。Qmin(Rs，i)是上面方程式(3)的结果。

Rs+Qmin(Rs)＞Xmax                       (4)

两个范围，16和256，是特殊情况并难以处理。256的范围是特殊的因为它表示的最大值可以表示成8比特。如果范围是256，那么最小象素值预置到0因为所有正的8比特数值出现在0到256之内。没有比特需要和在参数域使用去表示这个值提供比3多的比特用于存储量化了的数据。

预定范围16也是特殊情况，因为它是小于在相关的最小数值集合之间的线性步进，像在方程式(2)中定义了的。如果8个预定最小数值的集合是被用于这个范围，在每个最小数值之间的常数步进将会趋近34。值34是多于两倍的范围16，把预定的范围加到所选择的最小值上，甚至没有实际的最小数值。例如，如果16的最小值是选择的，实际成块最小象素值是90，方程式(3)得出一选择的最小象素值是68。然而实际象素值可能是从90到102，系统将产生从68到84的象素值用在重建上。好像从这个例子得出的误差将引起在显示图象中的显著崎变。这个崎变出现在量化象素块的重建中因为解量化器26的预测网络对所有重建的象素块值使用最小象素值作为一常数偏移。进而，量化器20将会识别实际数值将不被表示并选择下一个最大范围，这个范围将表示所有实际数值。因此，当16的预定范围被选择时实际的8比特象素值被存储在参数域。

16(16)是集合中最小预定范围因为这个规定降低存储器50％。这个降低需要8比特字用平均4比特表示。在范围16中，只有数值0到15需要表示并且4比特允许无损耗量化。因此，一个小于16的范围没有附加的效益。对于一幅没有运动的平面图象，例如一无云天空，当重建的时候小的量化误差产生显著的人工因素。然而，平面图象是处在16的范围内在那里最有可能精确地出现因为有少的或没有彩色或运动的变化。

为选择用于特定系统的最小预定范围值的这种分析可能被用于任意存储器降低百分比。例如，在存储器中的25％的降低对每一个量化了的象素平均需要6比特。因此关联到的最小预定范围是64。

为重建原来的象素块数据，解量化器28必须知道当量化数据块的时候什么范围用于去建构量化表。预定范围的编码表示和最小象素值以与量化数据有效负载35(图3)有关的参数域33的形式被存储在存储器14中。例如，包括在参数域中的其它象素块参数可能是最小象素块值或者参考象素块值。还有，图3示出参数域的一种可能的结构作为标题前面的压缩数据有效负载35。

方程式(1)和(3)可能选择块参数它不满足方程式(4)，因为所选择的预定最小值是小于实际最小值。例如，如果在一给定的象素块中最小象素值是100和最大象素值是140，那么所选择的预定范围是64。从方程式(2)得到的所选择的预定最小象素值是82。把所选择的最小加到所选择范围的结果是146，它大于实际最小象素值。因此，所有的象素块值将用所选择的预定值表示。然而，如果最小象素块值不是160，所选择的预定值将保持相同但不完全表示象素块域。在这种情况下量化器28将检测这个问题并选择下一个较高的预定范围96和预定最小值91。91和预定范围96之和是187，它大于实际最小象素块值160，因此，从这个范围所选择的量化和解量化表格将提供电平用于在范围内的所有象素。

图4是一个流程图它表示为保持范围选择的指数选择过程合并与预定最小有关的所有象素值。如上所述，对预定范围16和256不使用这个过程。在步骤74中，要计算用于输入象素值XMIN和XMAX的实际范围，然后选择预定范围去提供给实际范围，像在上面方程式(1)中描述的。在步骤76中，预定最小象素块值QMIN通过方程式(2)选择。用于范围和最小块象素所选择的这两个预定值被加到一起，像在步骤78中见到的，与实际最小块象素值进行比较。如果在步骤78中的和数是大于实际最小块象素值，所选择的预定值将包括在被处理的象素块中的实际象素值并完成处理。如果在步骤78中的和数是小于或等于实际最小块象素值，那么丢弃预定范围和最小块象素值并选择下一个较大的预定范围值。一个与新的预定范围有关的新的预定最小块象素值就被确定。一旦选择了适当的预定范围和最小象素值，它们就被存储在参数域33中(图3)并使用预定范围值选择量化表格。

图5示出了最小-最大-范围译码器(MMRD)38，解量化处理器36，和在解压缩器26中的多路分解器34的排列方案。多路分解器34接收包括量化数据和来自存储器14的参数域的包并把参数域发送到MMRD38。MMRD38加上来自范围量化了的最小块象素值去计算最大块象素值，并把所有块参数连同量化数据一起发送到解量化处理器36。解量化处理器36也接收来自预测器24(图1)的预测数据。解量化处理器36重建象素块去匹配它原来的与输入10有关的每象素比特大小，并把重建的数据输出到一个输出网络。

转回到图7，存储器14存储量化了的象素块和参数域直到它们不再需要用于象素重建和显示。在此期间数据存到存储器中，在一个使用普通数据总线的微处理器的控制下它们可能被访问和被一子序列显示处理器经解压缩器16译码。压缩器12和解压缩器16存在于一普通积分电路中并显出相似的设计和结构以简化积分电路。有利于存储器14存在于积分电路外边，由此为了选择所允许的存储器14的尺寸大小作为需要去提供一特定电路的信号处理需求。这个结果在制造效益节省方面，例如在降低效益的情况下消费者电视接收机使用降低了的分辨率显示器需要少的帧存储器用于MPEG译码器。还有，节约的存储范围是特别有用的通过其他系统成分增加系统总体能力。

图6举例说明本发明包括的数据量化/解量化网络的流程图。在步骤80中，MPEG兼容接收机把一象素块供给网络。例如，该象素块已经解压缩而且是一彩色或亮度数据。在步骤82中，网络给数据赋值和确定在块内的范围和最小(MIN)象素值。一旦确定了实际范围，网络运行在步骤84中最佳拟合分析在实际范围和预定范围的集合之间。来自大于或等于实际范围集合的最小预定范围代替实际范围用于处理过程的余数。预定的最小范围集合存在用于所选择的预定范围。最佳拟合分析也运行在用于块和集合的实际最小象素值之间去选择表示值。步骤86保证所有实际块象素值被包括在所选择的预定范围和最小象素值定义的域内。此域的上限是预定范围和最小象素值之和。如果这  个结果不大于实际最大象素值，处理过程返回到步骤84并选择下一个较大预定范围，看作是一个新的预定最小值。步骤88把所选择的预定范围和最小象素值编码为3比特二进制指数表示。把该指数表示存储在步骤90中具有量化数据块的存储器中。然后网络的量化处理部分重新得到下一个解压缩象素块并以同样的方法处理它，在步骤80中开始。

当输出网络需要数据时，3比特指数表示用从在步骤92存储器中的量化象素块重新取回。网络在步骤94中把所选择预定范围和最小象素值的3比特指数表示译码。然后网络利用这些值去促进在步骤96中的量化象素块的重建。重建数据被送到步骤98的输出网络中。网络的解量化处理部分再在步骤92中译码指数表示和以同样的方法重建子序列象素块。

图7举例说明在电视接收机中实际数字信号处理部分，包括前面描述的根据本发明的装置。图7中的数字电视接收机系统被简化以便不担负描绘额外的细节。例如，没有示出与各种各样的组成部分有关的输入和输出缓冲器，读/写控制，时钟生成网络，和控制信号用于接口到外部存储器它具有延伸数据泻出标志(EDO)，同步标志(SDRAM)，随机存取存储器总线DRAM(RDRAM)，或任何RAM的其他标志。

图1和图7中通用的组成部分有同样的标识符。在信号处理器72中的组成部分，除了用于单元70外，与出现在来自SGS-ThomsonMicroelectronics的STi 3500A MPEG-2/CCIR 600视频译码积分电路中的组成部分相对应。

简而言之，图7的系统包括微处理器40，总线接口单元42和控制器44连接到内控制总线46。在这个例子中，微处理器40被设置外部到包含MPEG译码器72的积分电路。192比特宽内部存储器总线48是一导线管用于数据从压缩器12进出，类似的解压缩器16和解50，和外部帧存储器14。单元12，16和50接收从微处理器40经过控制器44来的压缩和解压缩指数控制信号，连同能够控制的信号。还包括的是局部存储器控制单元52，它接收请求输入和提供知识输出以及存储器地址输出，读启动和写启动输出。存储器控制单元52产生实时地址和控制信号用于控制存储器14。存储器控制单元52也提供输出时钟信号‘时钟输出’以响应来自本地时钟生成器(未示出)的输入时钟信号‘时钟输入’。微处理器40把存储器14分开成比特缓冲器，视频帧存储选择和帧存储缓冲器用于MPEG译码，和显示处理及屏幕显示图象。

显示器处理器54包括垂直和水平重采样滤波器作为需要去把解压缩图象转换为预定的通用格式用于通过图象再生显示设备56显示。例如，系统可能接收和译码图象序列对应格式如525线隔行扫描，1125线隔行扫描或720线逐行扫描。电视接收机很可能将使用通用显示格式用于所有接收机格式。

外部接口网络58输送控制和结构信息在MPEG译码器和外部微处理器40之间除了输入压缩视频数据通过MPEG译码器用于处理以外。MPEG译码器系统类似一个协同处理器-处理器用于微处理器40。例如，微处理器40发出一译码命令到MPEG用于译码的每幅画面。译码器设置有关的头信息，然后微处理器40读它。带着这个信息微处理器40发送数据用于配置译码器，例如，对于格式类型，量化矩阵等等，作了那些之后译码器发出适当的译码命令。技术说明书材料用于SGS-Thomson Sti3500A积分电路器件在上面表明的提供有关MPEG译码器操作方法的附加传息。

微处理器40输送模式控制数据。通过接收机制造商编制的，到存储器控制器用于控制多路转换器32(图2)和多路分解器36(图5)的操作，并用于建立压缩/解压缩因数为了单元12，16，和50的需要。可以使用公开系统随同MPEG技术要求的所有归范概要和水平等级在各种各样的数字数据处理方案的环境中，例如，可能与陆地广播，有线和卫星传输系统有关系。

图7也描绘了数字信号处理器72的一部分比如可以在电视接收机中用于处理输入高分辨率视频信号。信号处理器72被包括在一积分电路中它包括供给接收和处理标准分辨率视频信号通过一模拟通道(未示出)。信号处理器72包括一常规MPEG译码器由块60，62，64，66，68和70组成，包括帧存储器14。例如，在上面引用的Ang等人著的“视频压缩获得大增益”描述了一MPEG编码器和解码器的操作。

信号处理器72从前面输入处理器(未示出)接收MPEG编码数据的控制数据流，例如，在输入信号解调制后一传输译码器把数据块分开。在这个例子中，所接收的输入数据流表示高分辨率图象设备(1920×1088象素)详细说明在Grand Alliance说明书中用于美国高分辨率陆地电视广播系统。输入数据流是以分层数据流形式表示一已经用MPEG标准压缩的序列图象。周期性地，这些图象被压缩和编码作为帧内和帧间信息。帧内信息包括I-帧固定帧。帧间信息包括预测运动编码残留信息表示相邻图象画面间的图象差值。帧间运动编码包括产生运动矢量表示在被处理的当前块和一在前重建图象块之间的偏差。表示在当前的和前面的块之间最佳匹配的运动矢量被编码和传送。还有，在补偿成8×8块的每个运动和前面的重建块之间的差值(剩余)是离散余玄变换(DCT)，量化和在传输之前可变长度编码(VLC)。各种各样的出版物，包括上面的A等人的文章，比较详细地描述了运动补偿编码过程。

缓冲器60在通过可变长度解码器(VLD)62进行可变长度解码之前接受输入压缩象素数据块。缓冲器60在主电平情况下展示了1.75兆比特的存储能力，主要描绘MPEG数据流。逆量化器64和逆离散余玄变换(IDCT)66从VLD62中解压缩译码了的压缩数据。从IDCT66中输出的数据连接到加法器68的一个输入端。

来自缓冲器60的信号控制逆量化器的尺寸大小以保证平滑数据流。VLD62把译码运动矢量提供给运动补偿单元70将被讨论。VLD62也产生一帧内/帧间模式选择控制信号作为已知的(为了简化未示出)。通过单元62，64，和66运行的操作是安置在传输线上的一译码器的逆对应操作。

通过从单元66来的残余图象数据同从单元70输出提供的预测图象数据求和，加法器68提供基于视频帧存储器14内容的重建象素。当信号处理器72已经处理一幅象素块的完整画面时，帧存储器14存储重建的结果图象。在帧间模式下，从VLD62得到的运动矢量给出来自单元70的预测块的位置。

包含加法器68，存储器14和运动补偿单元70的图象重建过程有效地展示了降低了的存储器需求由于块压缩器12的使用在前的帧存储器14中的数据存储。例如，当使用50％压缩指数时，帧存储器14可能降低到百分之五十(50％)。单元50运行单元12的逆功能，并与上面描述的解压缩器16类似。解压缩器50重建图象块致使运动补偿器可能有上面所描述的功能。压缩器12和解压缩器16和50是根据本发明的原理建立的。图1，2和5示出了在单元12，16和50之内的细节。

Claims (7)

1.一种使用在接收机中的用于处理MPEG兼容数据流的方法，该MPEG兼容数据流包括由压缩图象表示的构成图象画面的象素块，该方法包括以下步骤：

接收所述的MPEG兼容数据流；

解压缩所述的压缩图象表示的象素块去产生解压缩象素块；

扫描解压缩象素块以便确定所述的解压缩象素块的块参数；

从预定值的集合中为所述的块参数选择一个数值，所述数值是对所述确定的块参数的最佳拟合；

编码所述选择的数值；

再压缩所述的解压缩象素块作为所述选择数值的函数；和

在视频帧存储器中存储所述的再压缩数据块和所述已编码的选择数值。

2.权利要求1的方法，其中：

导出所述预定值的集合作为来自所述解压缩象素块数据的块参数二进制表示的函数。

3.权利要求1的方法，其中：

所述编码步骤产生一个二进制指数。

4.权利要求1的方法，其中：

所述选择的步骤从所述预定值的集合中选择所述数值作为块参数的函数。

5.权利要求1的方法，其中：

所述块参数是一个范围。

6.权利要求1的方法，其中：

所述块参数是最小象素值。

7.权利要求1的方法，进一步包括的步骤：

重新获得来自所述视频帧存储器的所述再压缩数据块和所述已编码的选择数值；

再解压缩所述的再压缩数据块以提供第二次的解压缩象素块；和

输出所述第二次的解压缩象素块到显示器处理器。

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