CN1219070A - 用于压缩表示图象数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

将表示一个图象的第一数据量化成量化结果数据。根据量化结果数据生成对应于图象上一个预定特殊效果的信息(用量化结果数据表示)。量化结果数据转换成转换结果数据。将转换结果数据和信息多路调制成多路调制结果数据。再将多路调制结果数据压缩成一种预定代码的压缩结果数据。

Description

用于压缩表示图象数据的方法和装置

本发明涉及一种用于例如使用行程编码法压缩图象表示数据的方法。本发明也涉及一种用于例如使用行程编码法压缩表示图象数据的装置。本发明还涉及一种数据恢复装置。

在“卡拉OK”系统中，都知道要在图象数据量化编码成行程代码字之前处理表示组成歌词字符的图象数据，以提供字符上的特殊效果。特殊效果的一个例子是在字符周围形成边界。特殊效果的另一个例子是遮盖字符。

在这种现有技术系统中，为使特殊效果能在不同的型式之间变化，必须准备多个适合于相应形式的字符特殊效果的不同图象数据表示。不同的图象数据分别经受相应于不同型式特殊效果的不同型式的处理。并在量化之前从处理结果的图象数据中选出一个来。因而，现有技术系统势必需要复杂的硬件结构。

本发明的第一个目的是提供一种例如使用行程编码法压缩图象表示数据的改进方法。

本发明的第二个目的是提供一种例如使用行程编码法压缩图象表示数据的改进装置。

本发明的第三个目的是提供一种改进的数据恢复装置。

本发明的第一个方面提供一种压缩表示一个图象的第一数据的方法，包括的步骤是：将第一数据量化成量化结果的数据；根据量化结果数据生成信息，该信息对应于量化结果数据所表示的图象上的一个预定特殊效果；将量化结果数据转换成转换结果数据；将转换结果数据和信息多路调制成多路调制结果数据；以及将多路调制结果数据压缩成一种预定代码的压缩结果数据。

本发明的第二个方面是在其第一个方面的基础上提供一种方法，其中预定的特殊效果给图象配备边界。

本发明的第三个方面提供一种用于压缩表示一个图象的第一数据的装置，包括用于将第一数据量化成量化结果数据的装置；用于根据量化结果数据生成信息的装置，该信息对应于量化结果数据所表示的图象上的一个预定特殊效果；用于将量化结果数据转换成转换结果数据的装置；用于将转换结果数据和信息多路调制成多路调制结果数据的装置；以及用于将多路调制结果数据压缩成一种预定代码的压缩结果数据的装置。

本发明的第四个方面是在其第三个方面的基础上提供一种装置，其中预定的特殊效果给图象配备边界。

本发明的第五个方面提供一个压缩表示字符的第一数据的方法，第一数据具有各自对应于一个象素的若干段，方法包括的步骤是：将第一数据的每个1象素对应段量化成第二数据的一个1象素对应段，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的第一预定数目不同状态之间变化；根据第二数据生成与字符相关的预定特殊效果信息，信息具有各自对应于一个象素并且各自表示对应的象素是或不是对应于特殊效果的一部分的块；将第二数据的每个1象素对应段转换成第三数据的一个1象素对应段、其中第三象素的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的第二预定数目不同状态之间变化；将第三数据的每一个1象素对应段和特殊效果信息的每一个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段，其中第四数据的每个1象素对应段可在第三预定数目的不同状态之间变化，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的不同状态之一被指定给特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是对应于特殊效果的一部分，而第四数据的每个1象素对应段的其它不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的每一个1象素对应块，表示相应的象素不是对应于特殊效果的一部分；以及将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据。

本发明的第六方面提供一种用于压缩表示字符的第一数据的装置，第一数据具有各自对应于一个象素的若干段，装置包括用于将第一数据的每个1象素对应段量化成第二数据的一个1象素对应段的装置，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的第一预定数目不同状态之间变化；用于根据第二数据生成与字符相关的预定特殊效果的信息的装置，该信息具有对应于一个象素并且表示相应的象素是不是对应于特殊效果的一部份的若干块；用于将第二数据的每个1象素对应段转换成第三数据的一个1象素对应段的装置，其中第三数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第二预定数目不同状态之间变化；用于将第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段的装置，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三预定数目的不同状态之间变化，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的不同状态之一被指定给特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是对应于特殊效果的一部份，而第四数据的每个1象素对应段的其它不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是对应于特殊效果的一部分；以及用于将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据的装置。

本发明的第七个方面提供一种数据恢复装置，包括用于将第一数据扩展成第二数据的装置，第一数据包括字符信息和与字符相关的一个预定特殊效果信息，第二数据具有各自对应于一个象素的若干段，其中第二数据的每个1象素对应段可在不同的状态之间变化，其中至少第二数据的每个1象素对应段的不同状态的一个预定状态被指定给特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是对应于特殊效果的一部份，而第二数据的每个1象素对应段的其它不同状态则被指定给字符信息的每个1象素对应块和特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是对应于特殊效果的一部份；以及用于检测第二数据的每个1象素对应段的一个状态是不是和诸不同状态的一个预定状态一致，以决定相应的象素是不是对应于特殊效果的一部份的装置。

本发明的第八个方面提供一种压缩表示字符的第一数据的方法，第一数据具有各自对应于一个象素的若干段，方法包括的步骤是：将第一数据的每个1象素对应段量化成第二数据的一个1象素对应段，其中第二象素的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个预定数目不同状态之间变化；根据第二数据生成与字符相关的边界信息，该信息具有各自对应于一个象素并且各自表示对应的象素是否是边界的一部份的若干块；将第二数据的每一个1象素对应段转换成第三数据的一个1象素对应段，其中第三数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第二预定数目不同状态之间变化，该第二预定数目小于第一预定数目；将第三数据的每个1象素对应段和边界信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三预定数目的不同状态之间变化，该第三预定数目等于第一预定数目，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的不同状态之一被指定给边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是边界的一部份，而第四数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给第二数据的每个1象素对应段和边界信息的一个1象素对应块，表示对应的象素不是边界的一部份；以及将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据。

本发明的第九个方面提供一种用于压缩表示字符的第一数据的装置，第一数据具有各自对应于一个象素的若干段，装置包括：用于将第一数据的每个1象素对应段量化成第二数据的一个1象素对应段的装置，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第一预定数目的不同状态之间变化；用于根据第二数据生成与字符相关的边界信息的装置，该信息具有各自对应于一个象素并且各自表示相应的象素是否是边界的一个部份的若干块；用于将第二数据的每个1象素对应段转换成第三数据的一个1象素对应段的装置，其中第三数据每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第二预定数目不同状态之间变化，该第二预定数目小于第一预定数目；用于将第三数据的每个1象素对应段和边界信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段的装置，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三预定数目的不同状态之间变化，该第三预定数目等于第一预定数目，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的不同状态之一被指定给边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是边界的一部份，而第四数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是边界的一部份；以及用于将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据的装置。

本发明的第十个方面提供一种数据恢复装置，包括用于将第一数据扩展成第二数据的装置，第一数据包括字符信息和与字符相关的边界信息，第二数据具有各自对应于一个象素的若干段，其中第二数据的每个1象素对应段可在不同的状态之间变化，其中至少第二数据的每个1象素对应段的不同状态的一个预定状态被指定给边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是边界的一部份，而第二数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给字符信息的每个1象素对应块和边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是边界的一部份；以及用于检测第二数据的每个1象素对应段的一个状态是否和诸不同状态的一个预定状态一致、以决定相应的象素是否是边界的一部份的装置。

图1是现有技术图象数据压缩装置的一个方框图；

图2是根据本发明第一实施例的图象数据压缩装置的一个方框图；

图3是代码字和亮度级之间的第一关系曲线图；

图4是本发明第一实施例中由九个相邻象素组成的窗口图；

图5是代码字和亮度级之间的第二关系曲线图；

图6至图10是行程代码字的示意图；

图11是图象数据恢复装置的一个方框图；

图12是根据本发明第二实施例的图象数据压缩装置的一个方框图；

图13是本发明第二实施例中由九个相邻象素组成的窗口图；

图14是根据本发明第三实施例的图象数据压缩装置的一个方框图；

图15是本发明第三实施例中由二十五个相邻象素组成的窗口图；

图16是根据本发明第四实施例的图象数据压缩装置的一个方框图；

图17是关于图16中的计算机程序第一部份的流程图；

图18是关于图16中的计算机程序第二部份的流程图；

图19是关于图16中的计算机程序第三部份的流程图。

为了更好理解本发明，将说明用于压缩图象表示数据的现有技术装置。

参照图1，现有技术图象数据压缩装置包括一个输入端子1和一个特殊效果处理器2。表示组成歌词字符的输入图象数据通过输入端子1加到特殊效果处理器2上，输入图象数据被特殊效果处理器2处理以实现字符上的特殊效果。处理结果的图象数据从特殊效果处理器2输出，然后存入帧存储器3。

从帧存储器3依次读出图象数据块，然后馈给一个量化器4。各个图象数据块被量化器4量化成能在分别对应于不同光度(亮度级或梯度)的多个不同状态之间变化的数据块。量化结果数据块依次从量化器4输出到一个行程编码器5。量化结果数据块被行程编码器5编码成一种给定行程代码的相应字。给定行程代码字组成一个具有比特流的编码结果信号。编码结果信号从行程编码器5输出到输出端子6，然后再传送到外部装置(未示出)。

为使特殊效果能在不同型式之间变化，必须准备不同的特殊效果处理器对应于相应型式的特殊效果。此外，必须准备多个表示适合于相应型式特殊效果的字符的不同图象数据。不同的图象数据分别受到特殊效果处理器的对应于不同型式特殊效果的不同型式的处理。从处理结果的图象数据中选出一个图象数据，然后进行量化。因此，为使特殊效果能在不同型式之间变化，势必需要一种复杂的硬件结构。不同型式特殊效果的例子就是字符周围的不同厚度的边界。

第一实施例

有一个主数字信号和一个副数字信号。主数字信号表示逐帧或逐场定期更新的主要图象信息。副数字信号表示也是逐帧或逐场定期更新的副图象信息。副图象信息指(例如说)歌词或电影中的字幕。在下面的说明中，用主数字信号表示的图象信息被认为是背景，而用副数字信号表示的图象信息则被认为是前景。

主数字信号被用已知的方法编码成主编码结果信号。副数字信号被用根据本发明第一实施例的新方法编码成一个副编码结果信号。一般，主编码结果信号和副编码结果信号被合成或多路调制成一个复合信号。复合信号通过传输线传送到解码器一侧。在解码器侧，从复合信号中恢复出主图象信息和副图象信息。恢复的主图象信息和恢复的副图象信息在叠加的基础上用显示器显示出来。

参照图2，图象数据压缩装置包括一个输入端子11和一个帧存储器12。输入图象数据通过输入端子11加到帧存储器12上。输入图象数据相应于前面指出的副数字信号。输入图象数据表示例如说组成歌词或电影中的字幕的字符。

输入图象数据具有一个1象素对应数据段流。输入图象数据暂时存放在帧存储器12中，然后一象素一象素地馈给一个量化器13。

由帧存储器12输出的图象数据的每个1象素对应段被量化器13根据1象素对应段所表示的亮度(辉度)量化成一个4值数据段。量化器13生成的每个4值数据段具有两个数位。量化器13生成的每个4值数据段可在四个不同状态(四个不同数值)即“00”“01”“10”和“11”之间变化。这四个不同状态也叫作四个不同的象素代码字。

如图3所示，由量化器13生成的与4值数据段相关的象素代码字分别被指定给不同的亮度级(不同的辉度级)。具体地说，象素代码字“01”被指定给最高亮度级(最高辉度级)。象素代码字“11”被指定给第二高亮度级(第二高辉度级)。象素代码字“10”被指定给第三高亮度级(第三高辉度级)。象素代码字“00”被指定给相当于背景的最低亮度级(最低辉度级)。

回过头来参照图2，每个4值数据段由量化器13输出到一个边界检测器14和一个数据转换器15。边界检测器14根据量化器13馈出的4值数据段生成边界信息。边界与组成歌词或字幕并用4值数据段表示的字符相关。边界检测器14将所生成的边界信息输出到边界发生器16。

边界检测器14包括一个存储器，用来汇集对应于同一帧或同一场中的九个相邻象素的九个4值数据段。这九个相邻象素组成一个窗口。如图4所示，九个相邻象素成3×3排列(窗口)。如图4中，“C”表示感兴趣的象素，而“N”则表示感兴趣象素附近的各个象素。在图4中，感兴趣的象素“C”占据3×3排列的左上角。图4中的3×3排列用来在毗邻字符向右下延伸的区域提供2象素宽的边界。边界检测器14决定九个4值数据段是否处于特定状态，在该状态下对应于感兴趣象素“C”的4值数据段的象素代码字等于“01”、“10”或“11”，而对应于附近象素“N”的4值数据段的所有象素代码字均等于“00”。当九个4值数据段处于特定状态时，边界检测器14便决定所有附近象素“N”组成边界部份。边界检测器14利用对应于附近象素“N”的4值数据段的位置信息生成边界信息。当九个4值数据段不处于特定状态时，边界检测器14决定附近象素“N”不构成边界部份。边界检测器14利用对应于附近象素“N”的4值数据段的位置信息生成边界信息。汇集在边界检测器14内的九个4值数据段定期更新使得窗口运动并且感兴趣的象素“C”以预定的扫描顺序相对于“帧”或“场”一个一个地移动。在窗口运动的同时重复上面指出的处理顺序。结果，就生成对应于一个帧或一个场的边界信息。

由边界检测器14生成的边界信息具有各自对应于一个象素的若干块。每个边界信息块表示有关象素是不是边界的一部份。边界检测器14依次将各个边界信息块输出到边界发生器16。

例如边界检测器14将每一个4值数据段转换成或为“0”或为“1”的2值数据段。每个对应于不是边界一部份的象素的4值数据段被转换为一个2值数据段的“0”。每个对应于是边界一部份的象素的4值数据段被转换为一个2值数据段的“1”。2值数据段依次从边界检测器14输出到边界发生器16，作为边界信息的1象素对应块。

数据转换器15将每个4值数据段变换为一个3值数据段。由数据转换器15生成的每个3值数据段具有两个数位。由数据转换器15生成的每个3值数据段可在三个不同的状态(三个不同的数值)即“00”,“01”和“10”之间变化。三个不同的状态也称作三个不同的象素代码字。3值数据段依次从数据转换器15输出到边界发生器16。

具体地说，数据转换器15将每个4值数据段的“11”变换为一个3值数据段的“10”。数据转换器15直接使用每个4值数据段的“00”作为3值数据段的“00”。数据转换器15直接使用每个4值数据段的“10”作为3值数据段的“10”。数据转换器15直接使用每个4值数据段的“01”作为3值数据段的“01”。

如图5所示，由数据转换器15生成的与3值数据段相关的数据代码字被分别指定给不同的亮度级(不同的辉度级)。具体地说，象素代码字“01”被指定给和量化器13生成的4值数据段关联的最高亮度级(最高辉度级)相等的一个最高亮度级(最高辉度级)。象素代码字“10”被指定给和量化器13生成的4值数据段关联的第二高亮度级(第二高辉度级)和第三高亮度级(第三高辉度级)之间的中间值或平均值相等的一个第二高亮度级(第二高辉度级)。象素代码字“00”被指定给和量化器13生成的4值数据段关联的最低亮度级(最低辉度级)相等的一个最低亮度级(最低辉度级)。

边界发生器16依次从数据转换器15接收3值数据段。而且，边界发生器16还依次从边界检测器14接收边界信息块。由边界发生器16在同一时刻接收的3值数据段和边界信息块对应于同一个象素。边界发生器16根据相应的边界信息块将每个3值数据段变成一个4值数据段。边界发生器16生成的每个4值数据段具有两个数位。边界发生器16生成的每个4值数据段可在四个不同的状态(四个不同的数值)即“00”、“01”、“10”和“11”之间变化。四个不同的状态也称作四个不同的象素代码字。四值数据段依次从边界发生器16输出到一个行程编码器17。

具体地说，当边界信息块表示相关象素是边界一部分时，边界发生器16将相应的3值数据段变为4值数据段的“11”。当边界信息块表示相关象素不是边界的一部份时，边界发生器16直接使用相应的3数据段作为4值数据段，而不需要改变3值数据段的状态。于是，在这一情形下，3值数据段的“00”，3值数据段的“01”，和3值数据段的“10”分别被直接用作4值数据段的“00”，4值数据段的“01”和4值数据段的“10’。因此，边界发生器16生成的每个4值数据段的”11“均表示相应的象素是边界的一部份。另一方面，边界发生器16生成的4值数据段的其他状态则表示相应的象素不是边界的一部份。

正如由前面的说明所理解的，边界发生器16将每个3值数据段和每个边界信息块合成或多路调制为一个4值数据段。

正如前面所指出的，4值数据段依次由边界发生器16输出到行程编码器17。4值数据段被行程编码器17编码成一种给定行程代码的相应字。给定行程代码字组成一个编码结果信号。编码结果信号有一个比特流。编码结果信号从行程编码器17输出到输出端子18，然后再传送到一个外部装置(图2中未示出)。

将更详细说明行程编码器17的工作。若当前的4值数据段在状态上与前一个4值数据段不同，则行程编码器17生成一个具有四数位序列的代码字。如图6所示，4数位序列分成一个前半部份21和一个后半部份22。前半部份21有两个数位。后半部份22同样也有两个数位。前半部份21设置到表示一个数等于“1”的状态。后半部份22设置到等于当前的4值数据段的状态的一个状态。

当存在连续两个或三个同一状态的4值数据段时，行程编码器17生成一个具有四数位序列的代码字。如图6所示，4数位序列分成一个半部份21和一个后半部份22。前半部份21设置到表示一个等于“2”或“3”的自然数状态。后半部份22设置到一个等于4值数据段的状态的状态。

当存在连续四个至十五个同一状态的4值数据段时，行程编码器17生成一个具有八数位序列的代码字。如图7所示，八数位序列分成一个头部23，一个中间部24和一个尾部25。头部23有两个数位。中间部24有四个数位。尾部25有两个数位。头部23置为“00”。中间24置为一个表示等于“4”至“15”的自然数状态。尾部25置为一个等于4值数据段的状态的状态。

当存在连续十六至六十三个同一状态的4值数据段时，行程编码器17生成一个具有十二数位序列的代码字。如图8所示，十二数位的序列分成一个头部26，一个中间部27和一个尾部28。头部26有四个数位。中间部27有六个数位。尾部28有两个数位。头部26置为“0000”。中间部27置为一个表示等于“16”至“63”的自然数状态。尾部置为一个等于4值数据段的状态的状态。

当存在连续六十四至二百五十五个同一状态的4值数据段时，行程编码器17生成一个具有十六数位序列的代码字。如图9所示，十六数位序列分成一个头部29，一个中间部30和一个尾部31。头部29有六个数位。中间部30有八个数位。尾部31有两个数位。头部29置为“000000”。中间部30置为一个表示等于“64”至“255”的自然数状态。尾部31置为一个等于4值数据段的状态的状态。

当在象素的同一直线上观察到连续二百五十六或更多同一状态的4值数据段时，行程编码器17生成一个具有十六数位序列的代码字。如图10所示，十六数位序列分成一个前部32和一个后部33。前部32有十四个数位。后部33有两个数位。前部32置为“00 00 00 00 00 00 00”。后部33置为一个等于4值数据段的状态的状态。

应当指出，行程编码器17可以用一个MR(修改读数)编码器或者一个MMR(改进的修改读数)编码器代替。

参照图11，一个图象数据恢复装置包括一个可以通过传输线连接到图2中的输出端子18的输入端子41。一个给定行程代码的比特流经由输入端子41馈给一个包含在图象数据恢复装置中的行程解码器42。行程解码器42的工作与图2中的行程编码器17的工作相反。行程解码器42将给定行程代码的比特流解码成分别对应于象素的诸4值数据段的一个序列。行程解码器42生成的诸4值数据段对应于图2中边界发生器16生成的各4值数据段。行程解码器42依次将4值数据段输出到一个视频信号解码器43。视频信号解码器43包括一个提供解码表(数据转换表)的ROM。视频信号解码器43引用解码表并用它将每个4值数据段“00”转换为副视频信号的一个1象素对应段，后者具有一个亮度级(Y级)“0”，一个第一色度级(Cb级)“128”以及一个第二色度级(Cr级)“128”。此外，视频信号解码器43通过引用解码表之一由每个4值数据段“00”生成一个表示所需要的混合比为0％的控制信号。视频信号解码器43引用解码表并用它将每个4值数据段“01”转换为副视频信号的一个1象素对应段，后者具有一个亮度级(Y级)“255”，一个第一色度级(Cb级)“128”，和一个第二色度级(Cr级)“128”。此外，视频信号解码器43通过引用解码表之一由每个4值数据段“01”生成一个表示所需要的混合比为100％的控制信号。视频信号解码器43引用解码表并用它将每个4值数据段“10”转换为副视频信号的一个1象素对应段，后者具有一个亮度级(Y级)“128”，一个第一色度级(Cb级)“128”，和一个第二色度级(Cr级)“128”。此外，视频信号解码器43通过引用解码表之一由每个4值数据段“10”生成一个表示所需要的混合比为45％的控制信号。视频信号解码器43引用解码表并用它将每个4值数据段“11”转换为副视频信号的一个1象素对应段，后者具有一个亮度级(Y级)“255”，一个第一色度级(Cb级)“255”和一个第二色度级(Cr级)“0”。此外，视频信号解码器43通过引用解码表之一由每个4数据段“11”生成一个表示所需要的混合比为100％的控制信号。正如前面所说，每个4值数据段“11”表示相应的象素是边界的一部份。由视频信号解码器43实现每个4值数据段“11”的转换使得字符能带有“蓝色”边界。视频信码器43依次将副视频信号的1象素对应段输出到混合器44。

混合器44通过一个输入端子45依次接收主视频信号的1象素对应段。混合器44在同一时刻接收的副视频信号的1象素对应段，控制信号和主视频信号的1象素对应段均对应于同一个象素。混合器44将副视频信号的1象素对应段和主视频信号的1象素对应段以等于控制信号表示的所需混合比的一个混合比混合成一个复合信号的1象素对应段。于是，混合器44实现了在主视频信号上叠加副视频信号。在注意力转向副视频信号所表示的图象信息的情形，由副视频信号表示的图象信息组成一个前景，而由主视频信号表示的图象信息则组成一个背景。当混合比为0％时，复合视频信号的1象素对应段等于主视频信号的1象素对应段。于是，在这一情形下，仅有主视频信号表示的图象信息，即仅有背景被显示在显示器屏幕的有关象素区。当混合比为100％时，复合视频信号的1象素对应段等于副视频信号的1象素对应段。于是，在这一情形下，仅有副视频信号表示的图象信息，即仅有前景被显示在显示器屏幕的有关象素区。混合器44依次将复合视频信号的1象素对应段输出到显示器46。

显示器46在其屏幕上显示复合视频信号。因而，由复合视频信号表示图象信息可看得见。可见的图象信息包括组成歌词和电影字幕的字符。正如由前面的说明所看到的，字符带有蓝色边界。

应当指出，行程解码器42可以用一个MR(修改读数)解码器或一个MMR(改进的修改读数)解码器代替。

第二实施例

图12示出本发明的第二实施例，它除了边界检测器14A代替图2中的边界检测器14之外，与本发明第一实施例相同。

边界检测器14A根据量化器13馈给的4值数据段生成边界信息。边界与组成歌词或字幕且用4值数据段表示的字符相关。边界检测器14A将生成的边界信息输出到外界发生器16。

边界检测器14A包括一个存储器，用于汇集对应于同一帧或同一场中的九个相邻象素的九个4值数据段。九个相邻象素组成一个窗口。如图13所示，九个相邻象素成3×3排列。在图13中，“C”表示一个感兴趣的象素，而“N”则表示感兴趣象素附近的各个象素。在图13中，感兴趣的象素“C”占据着3×3排列的中心。图13中的3×3排列用来在字符周围区域提供1象素宽度的边界。边界检测器14A决定九个4值数据段是否处于特定状态，在该状态下，对应于感兴趣象素“C”的4值数据段的象素代码字为“01”、“10”或“11”，而对应于附近象素“N”的4值数据段的所有象素代码字均为“00”。当九个4值数据段处于特定状态时，边界检测器14A决定所有的附近象素组成边界部份。边界检测器14A利用对应于附近象素“N”的4值数据段的位置信息生成边界信息。当九个4值数据段不处于特定状态时，边界检测器14A决定附近象素“N”不组成边界部份。边界检测器14A利用对应于附近象素“N”的4值数据段的位置信息生成边界信息。汇集在边界检测器14A中的九个4值数据段定期更新使得窗口运动并且感兴趣的象素“C”按预定的扫描顺序相对于“帧”或“场”一个一个地移动。在窗口运动的同时，重复上面指出的处理顺序。结果，就生成了对应于一帧或一场的边界信息。

边界检测器14A生成的边界信息具有若干各自对应于一个象素的块。每个边界信息块表示有关的象素是或不是边界的一部份。边界检测器14A依次将边界信息块输出到边界发生器16。

例如，边界检测器14A将每个4数据段转换成或者等于“0”或者等于“1”的2值数据段。每个对应于不是边界一部份的象素的4值数据段被转换成一个等于“0”的2值数据段。每个对应于是边界一部份的象素的4值数据段被转换成一个等于“1”的2值数据段。2值数据段依次从边界检测器14 A输出到边界发生器16作为边界信息的1象素对应块。

第三实施例

图14示出本发明的第三实施例，它除了边界检测器14B代替图2中的边界检测器14之外，与本发明的第一实施例相同。

边界检测器14B根据从量化器13馈出的4值数据段生成边界信息。边界与组成歌词或字幕并以4值数据段表示的字符相关。边界检测器14B将生成的边界信息输出到边界发生器16。

边界检测器14B包括一个存储器，用于汇集对应于同一帧或同一场中的二十五个相邻象素的二十五个4值数据段。二十五个相邻象素组成一个窗口。如图1 5所示，二十五个相邻象素成5×5排列。在图15中，“C”表示感兴趣的一个象素，而“N”则表示感兴趣象素附近的各个象素。在图15中，感兴趣的象素“C”占据着5×5排列的左上角。图15中的5×5排列用来在毗邻字符向右下延伸的区域提供4象素宽的边界。边界检测器14B决定二十五个4值数据段是不是处于特定状态，在该状态下，对应于感兴趣象素“C”的4值数据段的象素代码字为“01”“10”或“11”而对应于附近象素“N”的4值数据段的所有象素代码字均为“00”。当二十五个4值数据段处于特定状态时，边界检测器14B决定所有附近象素“N”形成边界部份。边界检测器14B利用对应于附近象素“N”的4值数据段的位置信息生成边界信息。当二十五个4值数据段不处于特定状态时，边界检测器14B决定附近象素“N”不形成边界部份。边界检测器14B利用对应于附近象素“N”的4值数据段的位置信息生成边界信息。汇集在边界检测器14B中的二十五个4值数据段定期更新使得窗口运动并且感兴趣的象素“C”将以一个预定的扫描顺序相对于“帧”或“场“一个一个地移动。在窗口运动的同时，重复上面指出的处理顺序。结果，就生成了对应于一帧或一场的边界信息。

边界检测器14B生成的边界信息具有若干各自对应于一个象素的块。每个边界信息块表示一个相应的象素是或不是边界的一部份。边界检测器14B依次输出边界信息块到边界发生器16。

例如，边界检测器14B将每个4值数据段转换成一个或为“0”或为“1”的2值数据段。每个对应于不是边界一部份的象素的4值数据段被转换成一个等于“0”的2值数据段。每个对应于是边界的一部份的象素的4值数据段被转换成一个等于“1”的2值数据段。2值数据段依次从边界检测器14B输出到边界发生器16作为边界信息的1象素对应块。

第四实施例

图16示出本发明的第四实施例，它除下文指出的设计改变之外，与本发明的第一实施例相同。

参照图16，一种图象数据压缩装置包括一个输入端子51和一台计算机52。输入图象数据通过输入端子51加到计算机52上。输入图象数据表示例如说组成歌词和电影字幕的字符。输入图象数据具有一个1象素对应数据段流。

计算机52包括一个输入/输出端口52A，一个CPU52B、一个ROM52C和一个RAM52D的组合体。计算机52根据存储在ROM 52C中的程序工作。输入图象数据的1象素对应段依次加到输入/输出端口52A。计算机52将输入图象数据的每个1象素对应段转换为一个1象素对应的4数据段。计算机52依次输出4值数据段到一个行程编码器53。具体地说，4值数据段由输入/输出端口52A输出。

行程编码器53与图2中的行程编码器17相同。行程编码器53跟在输出端子54之后。4值数据段被行程编码器53编码成一种给定行程代码的对应字。该给定行程代码字组成一个编码结果信号。编码结果信号有一个比特流。编码结果信号从行程编码器53输出到输出端子54，然后再传送到一个外部装置(图16中未示出)。

应当指出，计算机52可以用一个数字信号处理器或者类似的装置代替。

图17是与计算机52相关联的程序第一部份的流程图。图17的程序部份系对输入图象数据的每个1象素对应段都执行。

如图17所示，程序部份的第一步骤S1根据输入图象数据的1象素对应段所表示的亮度(辉度)将输入图象数据的当前1象素对应段量化成一个4值数据段。第一步骤S1生成的每一个4值数据段有两个数位。第一步骤S1生成的每个4值数据段可在四个不同的状态(四个不同数值)即“00”、“01”、“10”和“11”之间变化。步骤S1生成的每个4值数据段的四个不同状态分别对应于四个不同亮度级。

跟在步骤S1后面的步骤S2将步骤S1生成的4值数据段写成第一帧存储器或第二帧存储器的一个段、它具有一个对应于和4值数据段相关的象素的地址。具体地说，步骤S2在第二帧存储器经受一个数据读出过程时访问第一帧存储器。步骤S2在第一帧存储器经受一个数据读出过程时访问第二帧存储器。因此，第一和第二帧存储器之一在另一个帧存储器经受数据读出过程时经受一个数据写入过程。此外，第一和第二帧存储器各自交替经受数据写入和数据读出过程。第一和第二帧存储器设置在RAM 52D中。在步骤S2之后，程序部份的当前执行周期便告结束。

图18是与计算机52相关联的程序第二部份的流程图。图18的程序部份系对与输入图象数据相关的每一帧或每一场执行。

如图18所示，程序部份的第一步骤S11清除设置在RAM 52D中的第三帧存储器和第四帧存储器。第三帧存储器用于存储各自具有一个数位的1象素对应信号的一个1帧对应集合(或是一个1场对应集合)。于是，步骤S11将第三帧存储器中的所有1数位信号复位到“0”。正如下面将要弄清的一样，第三帧存储中的各个1数位信号表示边界信息。第四帧存储器用来存储各有两个数位的1象素对应信号的一个1帧对应集合(或者是一个1场对应集合)。于是，步骤S11将第四帧存储器中的所有2数位信号复位到“00”。第四帧存储器中的各个2数位信号分别被用作3值数据段。

跟在步骤S11后面的步骤S12访问不正在经受数据写入程序的第一帧存储器或第二帧存储器。具体地说，步骤S12从第一帧存储器或第二帧存储器读出对应于同一帧或同一场中九个相邻象素的九个4值数据段，该九个相邻象素组成一个窗口。如图4所示，九个相邻象素成3×3排列(窗口)。在图4中，“C”表示一个感兴趣的象素，而“N”则表示感兴趣象素附近的各个象素。在图4中，感兴趣的象素“C”占据3×3窗口的左上角。步骤S12决定九个4值数据段是否处于特定状态，在该状态下，对应于感兴趣象素“C”的4值数据段的象素代码字为“01”、“10”或“11”，而对应于附近象素“N”的4值数据段的所有象素代码字均为“00”。当九个4值数据段处于特定状态时，步骤S12决定所有附近的象素“N”组成边界部份。在这一情形，步骤S12置第三帧存储器中分别对应于附近象素“N”的各个1数位信号为“1”。当九个4数据段不处于特定状态时，步骤S12不访问第三帧存储器。步骤S12重复上面指出的过程程序，同时运动窗口并按预定的扫描顺序相对于“帧”或“场”一个一个地移动感兴趣的象素“C”，也就是说，同时一象素一象素地扫描“帧”或“场”。结果，就完成了对应于当前帧或当前场的边界信息的生成。边界信息存在第三帧存储器中。存在第三帧存储器中的边界信息具有若干各自对应于一个象素的块。边界信息的每个等于“1”的1象素对应块表示相应的象素是边界的一部份。边界信息的每个等于“0”的1象素对应块表示相应的象素不是边界的一部份。

应当指出，步骤S12所用的窗口可以具有图13或图15的排列。

继步骤S12之后的步骤S13依次从不正在经受数据写入过程的第一帧存储器或第二帧存储器读出4值数据段。对于每个4值数据段的“11”，步骤S13置第四帧存储器中的对应3值数据段为“10”。对于每个4值数据段的“00”，步骤S13置第四帧存储器中的对应3值数据段为“00”。对于每个4值数据段的“10”，步骤S13置第四帧存储器中的对应3值数据段为“10”。对于4值数据段的“01”、步骤S13置第四帧存储器中的对应3值数据段为“01”。结果，就完成了设置对应于当前帧或当前场的3值数据段。3值数据段存在第四帧存储器中。

跟在步骤S13之后的步骤S14依次从第四帧存储器读出3值数据段。此外，步骤S14依次从第三帧存储器读出边界信息的1象素对应块。步骤S14根据对应于同一象素的每个3值数据段和每个边界信息块生成一个4值数据段。步骤S14生成的每个4值数据段有两个数位。步骤S14生成的每个4值数据段能在四个不同状态(四个不同数值)，即“00”、“01”、“10”和“11”之间变化。四个不同状态也称作四个不同象素代码字。

具体地说，当边界信息块表示相关象素是边界的一部份时，也就是说，当边界信息块等于“1”时，步骤S14置对应的4值数据段为“11”，而不考虑对应的3值数据段的状态。当边界信息块表示相关象素不是边界的一部份时，也就是说，当边界信息块等于“0”时，步骤S14置对应的4值数据段为等于对应的3值数据段的状态的状态。于是，在这一情形，4值数据段的“00”、4值数据段的“01”和4值数据段的“10”分别根据3值数据段的“00”，3值数据段的“01”和3值数据段的“10”生成。因此，步骤S14生成的每一个4值数据段的“11”表示相应的象素是边界的一部分。另一方面，步骤S14生成的其他状态的4值数据段则表示相应的象素不是边界的一部份。

正如由前面的说明所理解的，步骤S14将每个3值数据段和每个边界信息块组合成或多路调制成一个4值数据段。

步骤S14将每个生成的4值数据段写成第五帧存储器或第六帧存储器的一个具有对应于和4值数据段关联的象素的地址的段。具体地说，步骤S14在第六帧存储器经受数据读出过程时访问第五帧存储器。步骤S14在第五帧存储器经受数据读出过程时访问第六帧存储器。因此，第五和第六帧存储器之一在另一个帧存储器经受数据读出过程时经过一个数据写入过程。而且，第五和第六帧存储器各自交替经受数据写入过程。第五和第六帧存储器设置在RAM52D中。在步骤S14之后，程序部份的当前执行周期便告结束。

图19是与计算机52相关联的程序第三部份的流程图。图19中的程序部份系对计算机52输出的图象数据的每个1象素对应段执行。

如图19所示，该程序部份的第一步骤S21从不正在经受数据写入过程的第五帧存储器或第六帧存储器读出一个指定的4值数据段。

跟在步骤S21后面的步骤S22输出步骤S21读出的数据段作为输出图象数据的一个1象素对应段馈给行程编码器53。在步骤S22之后，程序部份的当前执行周期便告结束。

应当指出，行程编码器53可以用一个MR(修改读数)编码器或是一个MMR(改进的修改读数)编码器替代。

Claims (10)

1．一种压缩表示一个图象的第一数据的方法，包括的步骤是：

将第一数据量化成量化结果数据；

根据量化结果数据生成信息，该信息对应于用量化结果数据表示的图象上的预定特殊效果。

将量化结果数据转换为转换结果数据；

将转换结果数据和信息多路调制成多路调制结果数据；以及

将多路调制结果数据压缩为一种预定代码的压缩结果数据。

2．根据权利要求1所述的方法，其中预定特殊效果为图象提供边界。

3．一种用于压缩表示一个图象的第一数据的装置，包括：

用于将第一数据量化成量化结果数据的装置；

用于根据量化结果数据生成信息的装置，该信息对应于用量化结果数据表示的图象上的预定特殊效果。

用于将量化结果数据转换为转换结果数据的装置；

用于将转换结果数据和信息多路调制为多路调制结果数据的装置；以及

用于将多路调制结果数据压缩为一种预定代码的压缩结果数据的装置。

4．根据权利要求3所述的装置，其中预定的特殊效果为图象提供边界。

5．一种用于压缩表示字符的第一数据的方法，第一数据具有若干各自对应于一个象素的段，方法包括的步骤是：

将第一数据的每个1象素对应段量化为第二数据的一个1象素对应段，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第一预定数目不同状态之间变化。

根据第二数据生成与字符相关的预定特殊效果信息，该信息具有若干各自对应于一个象素并且各自表示相应的象素是或不是对应于特殊效果的一部份的块；

将第二数据的每个1象素对应段转换为第三数据的一个1象素对应段，其中第三数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级一个第二预定数目不同状态之间变化；

将第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三预定数目的不同状态之间变化，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的诸不同状态之一被指定给特殊效果信息的一个1象素对应块，表示一个相应的象素是对应于特殊效果的一部份，而第四数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是对应于特殊效果的一部份；以及

将第四数据压缩为一种预定代码的第五数据。

6．一种用于压缩表示字符的第一数据的装置，第一数据具有若干各自对应于一个象素的段，装置包括：

用于将第一数据的每个1象素对应段量化为第二数据的一个1象素对应段的装置，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第一预定数目不同状态之间变化；

用于根据第二数据生成与字幕相关的预定特殊效果信息的装置，信息具有若干各自对应于一个象素并且各自表示相应的象素是或不是对应于特殊效果的一部份的块；

用于将第二数据的每个1象素对应段转换为第三数据的一个1象素对应段的装置，其中第三数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第二预定数目不同状态之间变化；

用于将第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段的装置，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三预定数目不同状态之间变化，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的诸不同状态之一被指定给特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是对应于特殊效果的一部份，而第四数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是对应于特殊效果的一部份；以及

用于将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据的装置。

7．一种数据恢复装置，包括：

用于将第一数据扩展成第二数据的装置，第一数据包括字符信息以及与字符相关的预定特殊效果信息，第二数据具有若干各自对应于一个象素的段，其中第二数据的每个1象素对应段可在不同状态之间变化，并且其中至少第二数据的每个1象素对应段的不同状态的一个预定状态被指定给特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是对应于特殊效果的一部份，而第二数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给字符信息的每个1象素对应块和特殊效果信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是对应于特殊效果的一部份；以及

用于检测第二数据的每个1象素对应段的一个状态是不是和诸不同状态的一个预定状态一致以决定相应的象素是不是对应于特殊效果的一部份的装置。

8．一种用于压缩表示字符的第一数据的方法，第一数据具有若干各自对应于一个象素的段，方法包括的步骤是：

将第一数据的每个1象素对应段量化为第二数据的一个1象素对应段，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第一预定数目不同状态之间变化；

根据第二数据生成与字符相关的边界信息，该信息具有若干各自对应于一个象素并且各自表示相应的象素是或不是边界的一部份的块；

将第二数据的每个1象素对应段转换成第三数据的一个1象素对应段，其中第三数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第二预定数目不同状态之间变化，该第二预定数目小于第一预定数目；

将第三数据的每个1象素对应段和边界信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三预定数目不同状态之间变化，该第三预定数目等于第一预定数目，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的不同状态之一被指定给边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是边界的一部份，而第四数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是边界的一部份；以及

将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据。

9．一种用于压缩表示字符的第一数据的装置，第一数据具有若干各自对应于一个象素的段，装置包括：

用于将第一数据的每个1象素对应段量化成第二数据的一个1象素对应段的装置，其中第二数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第一预定数目不同状态之间变化；

用于根据第二数据生成与字符相关的边界信息的装置，信息具有若干各自对应于一个象素并且各组表示相应的象素是或不是边界的一部份的块；

用于将第二数据的每个1象素对应段转换为第三数据的一个1象素对应段的装置，其中第三数据的每个1象素对应段可在分别对应于不同亮度级的一个第二预定数目不同状态之间变化，该第二预定数目小于第一预定数目。

用于将第三数据的每个1象素对应段和边界信息的每个1象素对应块多路调制成第四数据的一个1象素对应段的装置，其中第四数据的每个1象素对应段可在一个第三数据目不同状态之间变化，该第三预定数目等于第一预定数目，并且其中至少第四数据的每个1象素对应段的不同状态之一被指定给边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是边界的一部份而第四数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给第三数据的每个1象素对应段和边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是边界的一部份；以及

用于将第四数据压缩成一种预定代码的第五数据的装置。

10．一种数据恢复装置，包括；

用于将第一数据扩展成第二数据的装置，第一数据包括字符信息和与字符相关的边界信息，第二数据具有若干各自对应于一个象素的段，其中第二数据的每个1象素对应段可在不同的状态之间变化，其中至少第二数据的每个1象素对应段的诸不同状态的一个预定状态被指定给边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素是边界的一部份，而第二数据的每个1象素对应段的其他不同状态则被指定给字符信息的每个1象素对应块和边界信息的一个1象素对应块，表示相应的象素不是边界的一部份。以及

用于检测第二数据的每个1象素对应段是不是和诸不同状态的一个预定状态一致以决定相应的象素是不是边界的一部份的装置。

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