TW421758B - System and method for extracting spatially reduced image sequences in a motion compensated compressed format - Google Patents

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A7 421758 ________B7_ 五、發明説明（1 ) . 發明之範圍 本發明之範圍係關於自魔_縮之視頻序列中取出資訊。更 具體言之’本發明之範圍係關於自MPEG-2(運動圖像專家 組之第2型）之壓縮格式之視頻資訊中，在無需解壓縮之情 況下，取出空間節省之影像序列。 發明之背景 MPEG-1视頻標準界定三種不同型式之框（見圖ιΑ)，亦即 框内編碼框（I框）’預測框（P框）及雙向預測框（B框）。p及 B框亦稱作框際編碼，因爲此等框係根據先前之主要或參 考框編碼=MPEG-1標準之細節可見於1992年ISO/IEC JTC1 CD 111*72之「用於高達1.5百萬位元/秒之位元數位儲存媒 體之移動圖像及相關音頻I編碼J 2此參考資料以其全文 以參考方式納於本説明中a I框使用框内部編碼予以壓縮， 亦即此等框不參考任何其他經編碼之資料流框^每一框分 成8X8塊（一般爲Π2塊）及採取離散餘弦變換（dct)。於64 個DCT係數中，DC，AC01及AC10係特別有闡。此等係數例 示於圖1B中。預測框使用得自先前之I框或p枢之運動補馈 資訊而被編碼。B框使用得自先前及（或）未來之I或p框而 被编瑪◊ P及B框亦可包括框内編碼之塊r當其爲j框中之 塊時，，亦可使用DCT而被編碼严 MPEG-1位元流可爲具有6層之一層狀結構，一序列層， 一組圖像層，一圖像層，一薄片層，及一塊層。序列層爲 位於頂部之编碼層。一圖像層組（G〇p)爲一組在相關顯示 順序之圖像。此圖像層組包括至少一框。每_圖像對應於 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐)~ ---^---^----A------訂 (請先閱讀背面之洼意事項再填寫本頁> 經濟部中央標隼局員工消費合作社印衆 A7 4 2 17 5 8 B7 五 '發明説明（2 ) 一框°每一圖像分成8片。一片分成若干巨塊。一巨塊由6 塊1 12組成，其中4塊用於亮度，2塊用於彩色。有關MP£G-1標準之細節可見於1992年之ISO/IEC JTC1 CD 11 Π2之「用 於高達1.5百萬位元/秒儲存媒體之運動圖像及相關音頻之 编碼」。 有關處理節省影像產生之細節可見於「有關自MPEG壓縮 視頻取出DC序列之討論」，（此文獻見於1995年「影像處 理國際會議」之第II卷260-263頁，其作者爲B丄.Yeo及B. Liu)。此項參考文獻以其全文納於本説明中以供參考之 用。一 DC影像係由8 X 8塊之塊型態之平均値。對於由一 MPEG· 1編碼之視頻之I框而言，DC影像中之每一像素對應 於每一 DCT塊之DC係數之一成比例之係數。 自P及B框以一般方式取出之DC影像示於圖1C中。圖中 Pref 13 ] D爲有關之目標塊並爲框際編碼。需將此目標塊轉換 爲一框内編碼DCT格式，以便取出DC係數。P0，...， P3( 134，135，136及137)爲4個原始編碼相鄰塊（稱作主 塊）’自此等主塊可導出及Ptef運動向量（Λχ，Ay) ^運動向 量（Ax · z_iy) 150爲與塊pref相關之運勤補價資訊之一部分。 主塊P(」，…，p3中之陰影部分134P，135p ’ 136p及U7p被稱 作提出貢獻之子塊，此等子塊係由（△&，△》,）使之移動。因 此’ Pret'之DC係數係導出用於dc影像序列， 框際編碼對於Ρι之關係於「MC_DCT壓縮視頻之操作及 ^成」，t文獻中導出，（此文獻載於IEEE學據，1995年1月 第13卷，第丨_u頁，有關，「通訊方面之精選領域之智慧信 __ -5- 本’表張尺度適用巾賴Ί標準（CNS 規格（2IGX297公势] -- ---^---^----d------ΐτ------象 (#先間讀背面之注意事項再填寫本页) 經濟部中央榡準局員工消費合作社印^ A7 42 175 8 ____________B7 五、發明説明（3 ) 號處理之特別議題」，此文獻由s.F. Chang及D.G. Messerschmitt提出）。此參考資料係以其全文以參考方式纳 入本文中。如果吾人以一 8 X 8矩陣代表每一塊，則可使用 矩陣乘法以空間領域説明·· 3 式中爲類如in = G„ 〇)或& = G t)之矩陣。每一ι„爲 具有η大小之單位矩陣。S&對於p之此種效應之實例例示於 圖ID中。其目標爲使子塊自左上角移至右下角，同時亦將 塊中其餘數値設定爲零。預先乘算使有關子塊垂直移位， 事後乘算使子塊水平移位。有關子塊之4可能位置爲左上 方f右上方，右下方及左下方。

Sy之數値於表1中以h i及w,之設定値明白顯示，因此有時 可將Si,寫爲1^及Wi之函數。例如，S〇产S—ho，w^StnOu)。 以8 X 8塊P之2D DCT表示DCT(P)，可將DCT(Pret)之DC係 數就某些加權係數w ^言以下式表示： {DCT{Pref))〇0 = Σ (Σ , ⑴ j=〇 \m=0 /=0 * 「有關自MPEG壓縮視頻取出DC序列之討論」之關鍵結 果爲 ，（此文獻由B，L. Yeo及B. Liu於1995年Γ影像 處理國際會議」第II卷26〇·263頁中提出）。 -6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2!〇X297公釐） (請先閱请背面之注意事項再填寫本頁) 訂 % 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 421758 A7 B7 五、發明説明（4 ) ---- 子塊 | 位置- s,t si2 p〇 右下方 /〇 1〇 〇 / (：：) Ρί 左下方 ΐ々） ΙΓΤΓ ρ2 右上方 IL〇°) ί0 Ί ,0/ ρ3 ______—— 左上方 G::), / 〇 Λι»ι \ ν〇 〇7 表1 : SiL及Si2矩陣 亦即加權XV&爲塊Pref對於塊重疊之比値》使用一種稱作第 一階近似方法以其以下式近似（DCTee)00 DC(P^f：智 DCm »=0 經濟部中央標隼局員工消費合作社印繁 . ^ ^ 表-- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 此種近似方法僅需運動向量資訊及參考框中之DC值s此 種近似方法示於「有關自MPEG壓縮視頻取出DC序列之討 論J文獻中，（此文獻载於1995年「影像處理國際會議」第 II卷260-263頁，作者爲B.L. Yeo及B. Liu)，當將此種近似方 法應用於B及P框時，在實施時可產生良好結果。 使用直接自MPEG-1視頻取出之DC影像可產生用於處理 MPEG-1視頻之有效演算法。應用之實例引證於「有關壓.縮 視頻之迅速場景分析J中’（此文獻载於1995年12月「IEEE 之用於視頻技術之有關電路及系統之事項處理j第5卷.之 第53 3-544頁’作者爲B.L.’ Yeo及B· Liu)及「视頻散射之有 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X25)7公；t ) A7 421758 ________Β7 _ 五、發明説明（5 ) 效2s配及叢集」’（此文獻載於ι995年12月「影像處理國際 會議」第I卷338-341頁，作者爲M M Yeung&B Liu)。此等 參考文獻以其全文納於本說明中以爲參考之用。 對於MPEG-1視頻之I框言，DC+2AC以如下方式界定”即 對於每一8 X 8 DCT塊言，DC及二低階AC係數ACal及AC—#-予以保留，以2X2反DCT獲致4像素。對於B及P框言，使 用方程式（2)自DCT塊Ρ;之DC及二低階AC係數構造Pref之DC及 二低階AC係數。當a + bSl時， ^ Σ ( Σ ⑵ i=0 \m+/<l j w 式中hi及Wj分別爲塊ρχ圖1C)之高度及寬度。進一步之細節 可見於「MPEG壓縮視頻之快速微觀瀏覽」，（此文獻載於 1997年5月技術報告RC20841，其作者爲IBM T_J. Watson研 究中心之B.L. Yeo，此參考文獻以其全文纳於本說明中以 爲參考.之用α MPEG-2視頻係用於較高之資料速率及用於高品質視頻廣 播，而MPEG-1係用於1.5百萬位元/秒等級之資料速率。 MPEG-2適合應用於遠爲較寬之範圍及模式之操作y其可保 持所有之MPEG-1視頻語法及將其擴充以便有更佳之適應性 及功能。MPEG-2亦可用於交錯視f及可定標資科流之編 碼。MPEG-1不能用於交錯視頻，僅能用於非交錯（順次前 進）之视頻° 於交錯視頻中，每一框由二場構成，即一上部場之一下 部場。根據MPEG-2，每一 t場可作爲一单獨圖像（場圖像）編 -8- _ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印« 4 2 1 75 8 A7 B7 五、發明説明（6 ) ' 碼或作爲一完整框（框圖像）編碼框圖像及場圖像编碼可 於MPEG-2資料中混合。用於場圖像之DCT係數始終組織成 獨立場。然而，於一框圖像中，DCT可以巨塊爲基礎完成 對場及框之變換。此即一框囷像可有框編碼巨塊及場编碼 巨塊。 圖iE ’ 1F及1G顯示可能用於MPEG-2視頻之DCT編碼巨塊 之不同格式。圖1F顯示根據MPEG-2視頻標準之一框圖像中 先前技術框DCT編碼之圖。圖1G顯示根據MPEG-2視頻標準 之一場圖像中先前技術之一經编碼之巨塊圖<· 根據MPEG-2之運動補償（MC)在使用上亦較MPEG-1者普 遍。現有二種基本模式之運動補償：基於場之運動補償及 基於棍之運動補償。根據基於場之MC，係使用二運動向量 以指定上部及下部場之轉換（基於框之模式MC及運動向量 構成基於場之MC用之運動補償資訊）。基於框之MC與根據 MPEG-1完成者相同。在場圖像方面，僅可使用基於場之 MC，但在框圖像方面，可使用基於框及基於場之mc。 此二種情況例示於圖1H及圖II中。圖m顯示先前技術之 框圖像中框預測或根據MPEG-2視頻標準之場圖像中之預 測D圖11顯示先前技術之根據MPEG-2視頻標準之場预測。 簡言之，MPEG-2與MPEG-〗間之一差別爲經由使用DCT支 援交錯視頻編碼及（或）經由框或場编碼支援交錯場之運動 補償。 爲能改善預測效率，MPEG-2進一步支援16X8運動補償 模式。此模式可使一巨塊，當作一上部16X8區域及一下部 -9- 本紙张尺度適爪中國國家標华（CNS ) A4规格（210X297公釐} ' ~— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} -訂 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印製 Α7 4^75δ 五、發明説明（7 ) Ιό X 8區域處理。每一區域然後以獨立方式予以運動補 償。另一模式爲雙主要運動預測。此模式在將一預定之場 或框編瑪時’將得自相反配類之一相鄰場之預測値予以平 均。雙主要運動預測有可能減少資料中之雜訊。 有關MPEG-2標準之細節’可見於iso/iec JTCl CD 13818 「移動圖像及‘3 W音頻之類屬编碼，1994，MPEG視頻壓缩 標準 J (此文獻由 J.L. MitcheU，W.B. pennebaker，C.E. Foog 及DJ· Le Gall，於1996年經由Chapman及Hall提出）及「數位 視頻：MPEG-2入門 j -(此文獻由 B.G. HaskeU，A. Puri及A.N. Netravali於1997年經由Chapman及Hall提出）。此等文獻以其 全文納於本説明中以爲參考之用。 符號表示法 於本説明中，係使用下述符號約定。使用8 X 8(16 X 16) 資料塊（巨塊）作爲8X8矩陣（16Χ 16矩陣或反之亦然， 惟僅當不產生混淆之情況下爲之。空間域塊或巨塊（或矩陣） 以大寫字母（例如，D，Df，Di，Ρ等表示，相對應之DCT域 塊（或矩陣）以同樣之大窝字母，但上面加有輔助符號 (a)(例如，Α·，·Ρ,，等，此即對於由矩陣〇代表之一 8 X 8塊 言，可有 b = DCT[D、= TDT\ (3) 式中T爲具有輸入项t(i，j)之8 X 8 DCT矩陣（i代表第i列及j 代表第j行），輸入項由下式表示

KiJ) = ^(〇c〇,(2j + 1-)tX-, (4) · 2 w 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )六4規格（2]〇x297公釐） ---„---.----乂------訂------'t 《請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印製

421 75 8 A7 B7 - — — -- — ..丨丨―— >-__丨——- —— 五、發明説明（8 ) 式中 ，He. (5) 當需要更明白之符號表示時，亦可明確使用DCT以表示 一塊之DCT域値。例如，以DCT(AB)表示加之於矩陣乘積 AB之2D-DCT 〇亦可經常使用2D-DCT之分配特性： DCT(AB) = DCT(A)DCT(B) = Ab. (6) 3 因此可將2D-DCT寫成 化/ = Σ文1只知 ί=0 用以將空間域中子塊之運動當作在DCT域中者予以説明， 即 DCTdf) = J^DCTiSiCDCTiPADCTijS^· t=〇 僅使用h之DCT値及運動向量（Αχ，Ay) 150，而使框際编碼 塊成爲直接位於DCT域中之框内编碼DCT塊DCT(Pref)之變 換，被稱作Γ DCT域反運動補償」^爲使符號表示簡化， 現將於本説明書中説明子塊在空間域中之移動情形；塊之 DCT域中數値可以相同方式自方程式（6)推論而得。 一非交錯16 X 16巨瑰係以一簡單大窝字母（例如D )表 示，而其相對應之交錯巨塊係由加一撇號之大窝字母（例如 D·)表示。假定有一非交錯巨塊D，m 4組成部分8 X 8塊即 f D0 〇Λ 可由D〇，D;，D2及〇3表示，亦即D =(乃2 % J。同樣，對於 相對應之交錯巨塊IT言/其4僻組成部分塊係由，D、， D'2及D'3表示，亦即D= 。於一塊（矩陣）中之每一

組成部分均以二指數予以，指示，即代表於一塊（矩陣）A -11 - 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） {請先閲讀背而之注意事項再填巧本頁 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 421758 1 A7 B7 五、發明説明（9 中位於i列及j行之組成部分0爲代表一矩陣之一列或行向 量，可使用一短劃，即Ai_代表第i例向量及A_i代表第i行向 量。 （） 現就一非交錯16 X 16巨塊D = t D2 L>3 j 加μ考慮/式中 i=0，1，2，3，Dj爲一 S X 8 塊=同樣，使 D1 加以考慮 ^0 D[ D', D', 爲相 對應之交錯巨塊，即D'u及D'!對應於D之上方場，D'2&ir3對 應於D之下方場。D與D1之間之關係可藉使用一 16 X 16置換 矩陣説明如下式 D = PD P〇 Pi \ (7) P2 Pz 及 /V: 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 10 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0、 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 .0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 / 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0

Pi

Pz /00 10 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 \ 0 0 0 0 0 0 100 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 1 (8) ---：---Γ---->农--I---- (請先閱讀背面之注意事項再填两本頁) 先前技術問題之説明 12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（230X297公釐） 421758 A7 B7 五、發明説明（10 ) 先前技術無法處理在DCT域中之交錯視頻框。’ (讀先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 先前技術無法在無需解壓縮情況下提供便利方法，以處 理根據MPEG-2壓縮視頻框際编碼框。 先前技術無法敎示就一 MPEG-2壓縮視頻，自一框際運動 補償編碼框構造一框内DCT编碼框（此種處理過程稱作DCT 域反運動補償）之方法° 先前技術無法在無需解壓縮情況下提供一種方法，以自 MPEG-2壓縮視頻序列中取出空間節省影像序列。 先前技術無法敎示自使用運動補償及DCT編碼之交錯視 頻框取出空間節省影像用於視頻處理工作。 先前技術無法分析具有使用包括交錯視頻编碼模式编碼 之視頻之大型資料庫，而此交錯視頻之编碼則係使用DCT 及有如根據MPEG-2之運動補償。 先前技術無法於包括MPEG-2視頻之大型視頻資料庫中定 索引及檢索^ 先前技術無法任意接達MPEG-2視頻框。 發明之目的 本發明之一目的爲提供一種以運動補償壓縮格式構造空 間節省影像序列之系統及方法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本發明之一目的爲提供一種在無需充分解壓縮之情況下 有效構造運動補償壓縮格式之空間節省影像序列之系統與 方法" 本發明之一目的爲提供一種索引及（或）搜索視頻資訊之 系統及方法3 , -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公楚） 42 175 8 A7 B7 五、發明説明（11 ) 本發明之一目的爲提供一種有效瀏覽視頻資訊之系統及 方法β 本發明之一目的爲提供一種用於有瀏覽可任意接達個別 之視頻序列之框之視頻資訊之系統及方法。 發明之簡述 在假定壓縮之視頻經由DCT及運動補償而支援交錯框之 編碼情況下，本發明根據選擇之DCT域係數及（或）運動向 量資訊應用不同之構造方法，以產生空間節省之影像而無 需解壓縮操作。然後空間節省影像可用於.視頻瀏覽，影像 呈現準備及處理。 圖式之簡要説明 上述之目的及其他目的，特點及優點，將可自以下之本 發明之較佳具體實例之詳細説明及參考包括以下之圖式而 得更佳之暸解： 圖1Α爲顯示根據MPEG視頻標準之三個不同之先前技術之 框型式之圖。 圖1B爲顯示根據MPEG視頻標準之一先前技術8 X 8離散 餘弦變換（DCT)塊之圖" 蛵濟部中央榡隼局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 圖1C爲顯示根據MPEG-1視頻標準之一先前技術參考塊， 運動向量，及原始塊之圖。 圖ID爲顯示代表用以移動MPEG-1視頻提出貫獻之子塊之 —先前技術矩陣乘算之圖° 圖1E爲顯示代表根據MPEG-2视頻標準之一框圖像中之— 先前技術場DCT编碼之圖。， -14- 本紙張尺度適用中國國家標牟（CNS ) A4規格（2丨OX 297公釐） 421758 A7 B7__ _ — ~ ~ 五、發明説明（12 ) 圖1F爲顯示代表根據MPEG-2視頻標準之一框圖像中夂一 先前技術框DCT編碼之圖。 圖1G爲顯示代表根據MPEG-2視頻標準之一場圖像中之一 先前技術編碼巨塊之圖。 圖1H爲顯示代表根據MPEG-2視頻標準之一框圖像中或一 場圖像中之一先前技術之框預測之圖。 圖Π爲顯示代表根據MPEG-2視頻標準之一框圖像中之一 先前技術中之場預測。 圖2爲執行本發明之一電腦系統之一較隹具體實例之方塊 圖。 圖3爲一流程圖，圖中顯示用於得自一 MPEG-2視頻之節 省影像序列之構造程序之步驟。 圖4爲一流程圖，圖中顯示構造得自I框之節省影像序列 之步驟。 圖5爲一流程圖，圖中顯示構造得自P及（或）B框之節省 影像之步驟 圖6爲一流程圖，圖中顯示應用DCT域反運動補償之步 驟。 圖6 A爲一流程圖，圖中顯示用於計算每一主塊於預測一 塊時之頁獻之步驟。 圖7爲顯示場預測之一方塊圖° 圖8爲一方塊圖，顯示一基於場之運動補償及一經框編碼 之主塊。 圖9 A爲一方塊圖，顯示當主塊係經場編碼及提出貢獻之 -15- 本^^度適用中國^¥導（CNS } A4规格（210X297公釐j—' " PI - m - n I - n - - 1 - I_ _ HI T * t --¾ (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) -濟部中央標準局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局貝工消費合作社印笨 42 175 8 ' A7 B7 五、發明説明（13 ) 子塊來自一上部區域時基於場之運動補償。 圖9B爲一方塊圖，顯示當主塊係經場編碼及提出貢獻之 子塊來自一下部區域時基於場之運動補償。 圖10爲一方塊圖，顯示一 16 X 16巨塊之預測。 圖11爲一方塊圖，顯示二水平相鄰區域之預測。 圖12爲一方塊圖，顯示在有相同之運動向量情況下，二 相鄰塊之DCT域反運動補償之蠻力計算。 圖13爲一方塊圖，顯示在有相同之運動向量情沉下，使 用二相鄰塊中共有之資訊之一種用於此二相鄰塊中之快速 DCT域反運動補償之較佳方法。 圖14爲一流程圖，顯示使用橫過二相鄰塊之共用資訊之 一種用於快速DCT域反運動補償之較佳方法。 圖15爲圖10之提出貢獻之子塊之標記及用於圖16至23中 之符號表示。 圖16及17爲方塊圖，顯示在有相同運動向量情況下，使 用4塊中之共有資訊以構造塊之一種用於4相鄰塊中之快 速DCT域反運動補償之較佳方法。 圖18及19爲方塊圖，顯示在有相同運動向量情況下，使 用4塊中之共有資訊以構造塊QN之一種用於4相鄰塊中之快 速DCT域反運動補償之較佳方法。 圖20及21爲方塊圖，顯示在有相同運動向量情況下，使 用4塊中之共有資訊以構造塊QT之一種用於4相鄰塊中之快 速DCT域反運動補償之較佳方法。 圖22及23爲方塊圖，顯示在有相同運動向量情況下，使 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X 297公釐） {請先閲讀背面之注意<項再填寫本頁y

、1T 42 175 8 A7 B7 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 五、發明説明（14 ) 用4塊中之共有資訊以構造塊Qu之一種用於4相鄰塊中之快 速DCT域反運動補償之較佳方法。 圖24爲顯示節省影像序列之電視幕。 發明之細述 圖2爲顯示一電腦系統200之方塊圖，此系統例如爲一 IBM RISC系統/ 6000( IBM公司商標），本發明之較佳具趙實 例即操作於此系統中。電腦系统200中之组件藉系統滙流排 2 12連接及經由此溫流排通訊。一中央處理單元（CUp)21(J， 僅讀記憶器（R〇M)2l6，随機接達記憶器（rAm)214，一般均 連接至系統滙流排212。此較佳具體實例包括一個或數個應 用程式202。一種型式之應用程式202爲進一步於圖3中説明 之一處理過程300。例如爲磁片219产磁碟220及CDROM 221 之額外記憶器可藉適當之記憶器配接器218而連接至系统滙 流排212 »輸入/輸出配接器（222，236)將各裝置連接至與用 户交互作用之系统湿流排2 12。例如，一鍵盤224及（或）滑 鼠226輸入經由用爲一顯示裝置（例如一圖形用户界面， GUI) 238之一通當用户輸入配接器212而連接至系統滙流排 212及（或）印字機經由一適當之用户輸出配接器236而連接 至系統滙流排212。舉例而言，用以控制一 GUI之一用户輸 出配接器222可爲一 IBM RISC系統/6000彩色圖形顯示器配 接器236。藉使用例如ActionMedia II顯示配接器234(説明於 IBM ActionMedia II技術參考資料）/可將多媒體功能加添至 系統200。類似此種配接器之配接器可用以經由音頻輸入裝 置（例如一微音器）232及一,音頻輸出装置（例如一個或數個 -17- 本紙張尺度適用中國國家標芈（CNS ) A4規格（2]ΟΧ297公釐） (請先閱讀1 北l^r^ 注意事項再填寫本頁) 'π 經濟部中央標準局負工消费合作社印製 421758 Λ7 _______B7 五、發明説明（15 ) 擴音器）288。視頻輸入（例如經由一攝像機）230及視頻輸出 238亦可由類如此等配接器之配接器而使之操作。語音辨識 可雜使用IBM VoiceType 口授聽窝配接器而完成。用於例如 虛擬現實系统之其他功能之用户界面（222，236)可連接至系 統滙流排212。適當之連接器275可用以將電腦系統200連接 至一普通網路（例如’網際網路，廣域網路（WAN)，及（或） 局部區域網路（LAN))280 以經由此等網路與服務站290及 (或）客户通訊。若干此等電腦29〇可實施系統200同樣功 能。用於類似此電腦系統200之系統之硬體係爲人所熟知。 圖3至6爲流程圖，説明爲自MPEG-2視頻取出空間影像序 列而由本發明所實拖之各種不同處理過程。圖7至1〇爲方塊 圖，例示由於實施此等處理過程改變至視頻之情形。現假 定有一 MPEG-2視頻，或更廣泛言之’假定有經由DCT及根 據MPEG-2之運動補償而支援交錯框编碼之壓縮視頻，在無 柏解壓縮之情況下，本發明自屬於不同編碼框型式（即1， P及B型式）之框中取出空間節省影像序列。（於本説明中， 任荷經由支援DCT及運動補償之交錯框編碼之壓縮視頻均 可柄·之爲MPEG-2視頻’且不會損失其通性）β於本發明 中’根據框型式及编碼模式細節，根據選擇性DCT域係數 及（或）運動向量資訊，而應用不同之取出方法。然後可使 用空間節省影像以供視頻瀏覽及影像呈現準備及處理。 圖3爲一流程圖，説明自μ PEG-2視頻構造節省影像序列 之全部處理。於步驟310中，MPEG-2係作爲輸入。視頻序 列具有標題以其説明資料包中所包含之相闞於此標題之框 -18 本紙乐尺度適州中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210Χ297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，1Τ 42175 8 A7 B7 五、發明説明（16 ) 之型式。.此爲一般熟知之事。於步驟32〇，使用已知技術檢 驗標喊貪Λ以決定是否有更多之框需處理。如爲否，則至 今所產生之節省影像序列係爲輸出33〇並且結束處理過程。 如果尚有更多之框需處理，次一框即當作現行框及於步驟 340以F表示步驟350測試現行框F是否爲I框，Ρ框，或Β 框。標題中提供有資訊用以根據此方式將此等框分類。如 果其爲I框，現行框F即於步驟360中處理。否則，現行框f 即於步驟370中處理。當現行框F於方塊360或370中處理之 後’處理過程進行至方塊320及繼續進行。 圖4爲一流程圖，顯示圖3中步驟360之細節及説明處理I 框之步驟以構造節省影像之細部情形。步骑3 61決定現行框 是否有更多之巨塊需處理。如果爲否，即如步驟366所示， 處理過程回返至圓3中之步騍320。如果有更多之巨塊需處 理，次一巨塊即作爲步驟362中之現行巨塊（以Μ表示）。隨 後於步驟303中根據MPEG-2位元流中標題資訊，決定是否 現行巨塊爲框DCT編碼或場DCT编碼。如果爲框DCT編碼， 即將此巨塊送至步騍365。如果爲場DCT编碼，即對步騍 364中之Μ應用一 DCT域解交錯操作（詳細之較佳具體實例 將於後文中提出），然後連續送至步驟365。於步驟365中， DC，AC 10及AC01數値自現行巨塊Μ中取出，隨後處理過程 回返至步驟361。DC成分代表其個別塊中之平均強度數 値，AC10及AC01數値代表塊中強度變化之最低頻率成分。 惟需注意例如爲1Π之其他頻率係數可用於代替性具體實例 中。然而於一較佳具體實例中此二最低頻率成分係經選 -19- 本紙张尺度適用中國國家標率（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填轉本頁) 訂 、濟部中央摞本爲员工消費合作社印衆 421758 A7 __________B7 五、發明説明（17 ) 擇’因此二最低頻率連同DC成分提供包含於原始塊中之適

(请先閱讀背面之注意事¾再填穹本FC 當數量之資訊’以其以足夠迅速及有效方式產生一減少尺 寸之塊。 處理過程360(包含於一較佳具體實例中者）之目的爲識別 一框編碼巨塊中之DC，AC10，及AC01成分3如果此巨塊爲 框編碼365，此項識別爲直接簡單。然而如果此巨塊爲場编 碼364 ’此巨塊需變換爲一框編碼格式以便能識別所需係 數。用以説明如何完成此種變換之一較佳具體實例如下 述0 現揭示一種對於圖4之更嚴密之説明。於步騾362中，假 定Μ爲由4個8X8 DCT塊DCT(D，i)組成之一場編碼巨塊。爲 能獲致DCTfDOw^解交錯型式之DC係數，DCT(D,)之DC係 數需加以計算。 用於就巨塊計算DCT(Di)之DC係數之一種較佳方法係根 據％編碼塊中DCT係數之一加權線性組合： {D〇)〇0 ~ (Ρ〇Ζ>ό)〇〇 -h (^1^2)00 —{P〇)〇-~{D〇)-〇 + (^1)0-(^2)-0 =(再)。_((琢)—。+(玛)_。)， （9) 式中，用於線性组合之加權： 經濟部中央標苹局員工消費合作社印製 (Ρ〇 V = (0.5,0.453,0, -0.159,0,0.106,0, -0.090). (!0) 僅需要估5次乘算。於一代替性具體實例中，如最後二非 零値係數予以忽略不計，則僅使用了次乘算。忽略此等最 後二非零値係數對於例如瀏覽，散射邊界檢測之若干應用 言’可於己減少尺寸之塊中產生足夠之解析度。 '--- -20- 本纸張尺度適用中國國家標皁（CNS ) Λ4規格（21 Ox 297公您〉 經"'部中央標革局買工消费合作社印紫 4 2 7 7 5 8 、 at B7 --------------------- ------ 五、發明説明（18 ) 在畚需使用任何乘算之情況下計算（仏心之—較佳具體實 例係使用下述（办)〇〇之結果： (d2}〇〇 ~ ((^0)00 + (^2)00)-(^0)°0 (") 同樣，D#D3i DC數値可由下列方程式計算： (^ι)οο — (-^0)0-((-^1)-0 + (^3)-0) (12) (^3)00 = ((·〇〇00 +(-^3)00) — (-^1)00 (13) 因此，構造一非交錯塊之一 DC値最多A 2,5次（5/2 = 2.5)乘 算。如果方程式（10)之最後二非零値係數亦予以忽略，則 僅需1·5次（3/2= 1.5)乘算。 再者，於步驟362中，如果Μ爲一場編碼巨塊，則可能需 要自一對應之場编碼巨塊產生一框編碼巨塊之低階AC係數 (例如，AC01及AC10)。用於計算加權之線性组合之一較佳 具體實例實施如下之步驟364 : (1?〇)01 R； (ί〇)〇〇((ί?ό)〇1 + (-^2)01) (14) (Z>0)10 = (_Ρ0)10(Ζ?ό)〇。+ (Ρ〇)ιι(Ι^)ι〇 + (·Ρι)ιο(·^ί)〇〇 + =(·Ρ〇)ΐ〇({Ό〇)〇〇 ™ (-^2)00) + (·ί〇)π(-^0)ΐ〇 + (-^1)11(-^2)10 (15) (^2)01 ~ ((^ό)〇ΐ + (-^2)01) ~ (^θ)θΐ (D2)iq ~ (-^2)10(^0)00 + (^2)11(^0)10 + (-^3)^(-^2)00 + (-^3)11(^2)10 =(-^2)10((^0)00 - (^2)00) + (-P2)ll(^〇)l〇 + (^3)11(^2)10 (16) 圖5顯示一流程圖，詳細説明圖3中之步驟370及説明自ρ 或Β框構造節省影像序列。此處DC，AC10，及AC01係數再 度就框编碼巨塊予以識別。然而對於:P及B框格式之運動補 償巨塊言，此巨塊必須轉換爲框際編碼及框編碼巨塊。 步騍371決定現行框是否有更多巨塊需處理。如果爲否， 處理過程繼續進行至圖3之步驟320。如果有更多之巨塊需 -21 - 本纸張尺度述圯中國國家標皁（CNS ) Λ4规格（2丨0X 297公釐） ---^---^--— —士衣------訂------良 (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁.) 421758 λ7 _____— —__B7 五、發明説明（19 ) 處理，次一巨塊於步骤372中即當作現行巨塊（以F代表）。 步驟373測試現行巨塊？是否爲枢際编碼。如果爲否，步驟 375測試現行巨塊从是否爲框DCT編碼或場dct編碼。如果 爲框DCT編碼，M直接由步驟377處理。如果爲場編 碼，即將有如方程式⑼，⑼，（12) ’（13)及（14卜〇6)所説明 您DCT域解交錯方式應用於步驟376及此解交錯之巨塊使之 於步驟377中處理。於步驟377中，dc，ac〇1，ACi〇數値取 自現行巨塊Μ，處理過程繼續於步驟371中進行。需注意方 塊375 ’ 376，及377分別與方塊363 , 364，及365相同，有關 彼等之説明亦分別相同e如果現行之巨塊於方塊373中爲框 際編碼’一述之DCT域反運動補償即應用於方塊374中之 Μ。於步驟375中，誤差項於步驟378中經予以計算及加添 至自步驟375所產生之每一DCT係數’然後處理過程繼續在 方塊371中進行。此誤差項之計算可以與1框於圖4中處理之 相同方式完成》 圖6爲顯示圖5中374細節之方塊圖及説明一較佳具體實 例以其實施DCT域反運動補償之步驟，用以將框際编碼之 巨塊轉換爲框際編碼框编碼巨塊，如此可識別DC，AC10， AC01係數。 經满部中央標準局貝工消费合作社印^ I n n ------^ I I I [I I I T ▼ - ^ *-& (請先M讀背面之注意事項再填寫本頁) 於步驟640，現行巨塊中塊之數目設定爲N及每一塊設定 爲I，B2，，BN 〇於步驟641，一指數變數i設定爲〇，於 步滕642，指數變數i以1遞增。於步媒643 ’決定指數變數i 之現行數値是否小於或等於N。如果爲否’ DCT域反運動 補償即完成及處理過程繼贫於圖5中步驟371進行。否則’ -22- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210x 297公1〉 42”5 8 ， A7 ________B7 五、發明説明（2〇 ) 於步驟644中，採用B,。吾人希望獲致與匕相關之節省影像 表示。更廣泛言之’吾人希望獲致&之框内DCT编碼表示， Β〗係使用框際運動補償而編碼。根據與塊氐相關聯之運動向 量’提出贡獻之主塊K之數目即被決定。呼叫貢獻之主區 塊心’其中j=i , 2，…’ K。於步驟645至647，指數j被賦予初 值及用以計算主塊Aj對於之DCT表示之貢獻。現行主塊& 之頁獻予以計算及由C表示（步驟648),然後加至C(Bi)(步 骤649)。處理過程自步驟646繼續重複。結果所得之c(Bi)然 後產生塊B^DCT塊域表示或塊仏之節省影像表示，後者相 當於塊匕之DCT域値之DC及低階AC係數。 經濟部中央標半局負工消費合作社印^ 現參看圖1C及1D ’可注意者’一現行塊131係由參考框之 各別主塊134-137之部分134P-137P產生。因此，每一此等部 分134P-137P對於現行塊131之貫獻必須決定以便產生現行 塊131。此等貧獻以線性方式加權以產生現行塊，加權値由 運動補償（基於場或框之運動補償）之模式，主塊（場或框編 瑪）之編碼型式及運動向量決定。需注意者，雖然此可於先 前技術之MPEG-1中完成’亦即僅爲框鳊碼塊及基於框之運 動補償’但是先前技術中並未揭示或建議用於決定框及（或） 場编碼塊之此等貢獻及連同框及（或）基於場之運動補償之 裝置或方法，亦即MPEG-2。 爲能決定各別之塊（〖34-137)之每一部分134P-137P之對於 巨塊132之現行塊131D之貢獻，每一巨塊132之標題均用以 決定巨塊132是否由：（1)基於場或（2)基於框之運動補償所 產生。然後決定是否每一各別之塊（134-137)爲框编碼或場 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（21〇X 297公茇) ： — A7 421758 ' B7 _____ 五、發明説明（21 ) 編碼。下述情況中之每一情況均轉換爲框内編碼及框編碼 DCT 塊： a. 現行塊自基於場運動補償所產生及提出貢獻之主塊（例 如134)爲場编碼" b. 現行塊自基於場運動補償所產生及提出貫獻之主塊（例 如134)爲框編碼》 c. 現行塊自基於框運動補償所產生及提出貢獻之主塊（例 如134)爲場編碼。 d-現行塊自基於框運動補償所產生及提出貢獻之主塊（例 如134)爲框編碼。 冗成此處理過程之細節見圖6A之説明，，在圖之下方顯示 步驟64 8之細節。 圖6 A爲一流程圖’顯示用以計算一主塊之貢獻之步驟， 亦即顯tf圖6之步驟648之細節3於步祿6a i，主塊係設定 爲塊A』及運動型式設定爲MT。於塊6A2中，測試運動塑式 MT是否爲框預測或場預測。如果爲框預測，則進一步測試 塊心疋否爲框編碼或場編碼。如果爲框编碼，處理過程即 進行至步驟684，如果爲場編碼，處理過程即進行至步驟 683。在另外一方面，如果運動型式MT爲基於場之預測及 如果王塊爲框編碼或場編碼Λ即於步驟6A4中予以測試。 如果爲框編碼，處理過程即繼續進行至682及如果爲否即繼 續進仃至681。步驟681，682，683，684處理前述之分別以 ⑻’（b) ’（c)及⑷標記之情況。 現説月《十算主塊八』，j =丨，2，，【對於有關現行塊&之貢 --—~~__-24· 本紙張反度^-——- ； ：----^------ΐτ------% (請先閱讀背面之注意事項再填本頁} 經滴部中央標準局貝工消费合作社印製 A7 42 175 8 _____ B7_ 五、發明説明（22 ) 獻之較佳方法3現在已有主塊A」之DCT域値及需要計算匕之 DCT域値。此外，則使用運動向量資訊。現説明B,之整组 DCT係數之結構及亦説明之框编碼型DC係數（亦即用於產 生DC影像者）° 於以下説明中，將需予以構造之現行塊稱之爲Q及主塊 爲或Ni Ki3，以利符號表示。首先考慮步驟681及682(對 應於情況（a)及（b))，在此等情況下運動補償爲基於場之預 測。 (1)目標槐之基於場之預測：步驟6S1及682 ’亦即情況⑻及⑻ 於一基於場之MC中，係使用二運動向量以預測一巨塊之 上部及下部場。於空間域中之基於場之MC例示於圖7中。 其目的爲自主塊M;，凡之DCT域表示及運動向量（wl0，hV)及 (wb〇，hb0)構造8 X 8塊Q之DCT域表示。需注意主塊可以交錯 或非交錯格式编碼°現就較佳具體實例之細節加以説明。 於圖7中，目標塊Q之上部場710自4 8 X 8主塊，M] ’ M2，而得預測，下部場720自另一組4 8 X 8主塊N0，Nj， N2，1^3而得預測。在不損失普遍性之情況下’假定用以產 生Q之上部及下部場之運動向量分別爲Ok ’ ht〇)及（wb〇 ’ hb〇)。於圖7 t可注意到主塊及目標塊爲葬交錯空間域塊° 但在DCT域中，此等主塊可屬於不同之巨塊·彼等可以例 如框或場編碼之不同格式编碼。在空間域中塊Q 720之預測 可由下式説明： ^ = ΣΙ〇^+Σ?=〇£?λ' (17). and QM'= (18) -25-

本紙張尺度璉用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2】0X 29»^T ：---T----Λ--------訂----11 良 (请先Μ讀背面之注意事^-再填巧本貧) 經漪部中央標率局員工消费合作社印來 421758 Α7 Β7 •經濟部中央標率局員工消費合作社印^ 五、發明説明（23 M，及N,代表在交錯或非交錯格式中之主塊。對於每—主塊 或N，而言，或代表M減凡對於目標q之預測所提出之貫 獻及以PiSilMh*予以計算，式中pt;，pb，％及 S ij ’ 0 A U及1匀S2爲矩陣，且將於下文中説明r u目標塊Q 由每一主塊之貢獻之和形成。 Q之DCT域表示係得自下式 Q = + (19) 計算貢獻QMAQNl，0sis3，需有三步驟。首先，自每一主 塊Mj或队’識別對於Q之預測提出貢獻之子塊，此子塊於後 文中即稱作提出貢獻之子塊。其次，此經織別之提出貫獻 之子塊使之以垂直及水平方式移動至適當角隅。此工作藉 乘以矩陣及S1^，0幻S3及j勾_ η而完成。第三，每一列經 移位之提出貢獻之子塊係藉乘以矩陣p丨及]^而被置於對應於 Q之正確位置。矩陣S^·，S〜’ Μ，及p%根據Mi或队之表示而 決定。 現對主塊之二個別情況加以考慮：⑴非交錯主塊，（ii)交 錯主塊。 (i)非交錯主塊：步驟68 1，亦即情況（a) 當M/Ni)代表一非交錯塊時/，可寫作从=Mi (N,=凡）。在 此情況下，需要能算於DCT域中以非交錯格式编碼之Μ〗對 於Q之貢獻。惟運動補償之模式仍然爲基於場之運動補 償。 . 首先使Μ;(Ν,)之提出貢獻，之子塊移位及於適當之場選擇之 -2Θ- 本紙張尺度適用中國國家棉举（CNS〉Λ4规格（21〇Χ297公釐） ---^---r----d------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本茛) 421758 A7 B7 經濟部中央標準局男工消费合作社印來 五、發明説明（24 ) 後構造提出貢獻之塊（在此情況下爲遵循圖7之上部（下部） 場）。圓8例示構造QM2之程序。 子塊座接自水乎及垂直位移（W〗，h〗)及（wbi，hb而識別a子 塊在主塊中之位置及其水平與垂直之大小係根據MPEG-1以 相同方式決定移位之數値及方向。因此，由Sij代表（見表 1 )，用於於DCT域中就MPEG-1運動預測而移位之矩陣.，即 用於S〗；/，S\j，亦即 S\- = S^h1； 7 w1；) (20) S'= ，wb,·) , (21) 於圖8中，提出貢獻之子塊爲位於主棟M2中右上角之ht; x w'塊及移位至提出貢獻之塊QM2中之左下角處。 在提出貢獻之子塊方面之場選擇，對於上部場預測相較 於下部場預測而言，係有所不同。於上部場預測中，每_ 奇數列均被選擇。然而在下部場預測中，經選擇之奇數歹,j 係映射至偶數列，亦即 P i — Psd ’ Ρ ί - PswapPsel ’ (22) (請讀背面之注意事項再填窍本頁 *衣 -訂

Ptd /ιοοοοοοο οαοοοοοο 001000 00 oooooooo 0 0 0 0 1 0 0 0 oooooooo 0 0 0 0 0 0 1 0 \oooooooo 及 swap "〇〇〇0〇〇、 1000〇〇〇q 0001〇〇〇g 0010〇〇qq 0000〇1qq 〇〇〇〇1〇〇〇 0 0 0 0 0 0 0 ! v ο ο ο 〇 0 0 1 〇 -良， -27- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（2丨0X29?公釐） 421758 Λ7 ——---------B7 五、發明説明（25 )

Anchor block Λ"ί〇 — — Μι w Μ 2 TO m3 (爲）

衣2 备一王塊爲交錯型式時，％，，％，及5、就垂違 及水平移位之選擇爲：h，= h\或h，二K，w, 〇4爲一 4 X 4空矩陣。 二 Wbi，及 閱 讀 背 之 注 意 事 項 再 填 本 頁 (11)父錯主塊：步驟682 ,亦即處理情沉（b) 當从⑼）代表\交#塊時，在某些交錯巨塊D，中， M;(Ni)=D〗’ -(巩巩j。在此種情況下’需計算在DCT域 中以交錯格式编碼之吨對於Q之貢獻。運動補償之模式仍 爲基於場之運動補償。 假設有一交錯之8 X 8塊，稱此塊之上半部（亦即最先4列） 爲上部區域及此塊之下半部（亦即後面4列）爲下部區域α此 時’每一交錯主塊之提出貢獻之子塊即屬於上部區域或下 部區域。在每一區域中，提出貢獻之子塊，對於MAN,.而 言’當i=0，1時，係以（w1丨，「hV2])或（wbi，「hV2l)移位，對 於 Μ;及Ν;而言，當 i=2，3 時，係以（w' ’ LhV2j)或（w、，Lhbi/2」) 移位。 圖9例示基於場之MC及場編碼主塊M2之概要。於圖9 中，運動向量爲（hVwb)及希望M2中之提出貢獻之予塊對於 —--- -28- 本紙张尺度適用中囤國家標隼（CNS ) A4規格（210X297公釐） 421 75 8 ' A7 __ 87 _ -r· . — — __ , 一 五、發明説明（26 ) Q之上部場提出貢獻。於圖9(a)中r提出贡獻之子塊來自上 部區域’而於圖9(b)中，提出贡獻之子塊來自下部區域D 水平移位之方向及數値係由w丨或wb;決定，其決定方式相 同於非交錯主塊之情況，亦即Sb = SJwb及Sbi2 = Sbdwbi；) u 然而垂直移位對於每一區域均不同，因爲塊係以交錯編瑪 之故。矩陣S[ii及Sbn就垂直移位之選擇經示於表2中。當屬 於一交錯主塊之上部區域之提出貢獻之子塊係就％及 二者予以選擇時，Si係當子塊屬於下部區域時方予以選 擇。 因此在SiMiS%或S^VfiS%中之經移位之提出貢獻之子塊仍 爲交錯型式。其每一列均需映射至右方列之位置以構造非 交錯之提出貢獻之塊，亦即QMi或QNi。此可藉用於DCT域解 交錯之置換矩陣P之二子矩陣而完成。對於上部場預 測言，每一列子塊使用Ρ〇，即β = Ρ〇 , 〇 d幻而自第一列目 標塊開始擴展至每一相間隔之列。對於下部場預測言，每 一列子塊使用p,，pbi = ，〇引S3，自第二列目標塊開始擴 展至每一相間隔之列。 (2)目標塊Q之基於框之預測··用於情況（c)及（d)之步驟683及 684 在框預測方面，係使用一運動向量以預測一目標框之上 部及下部場二者。空間域塊之預測可以下式概略説明： Q = J2QM'· - (23) t * 如果一主塊N/^爲非交錯，其對此目標塊之上部及下部場 二者均提出貢獻。此貢獻可寫成： __- 29 -_ 本紙張尺度適用中囡國家標準（CNS ) Λ4規格（210'〆297公麓） #f讀背面之注意事項再填寫本頁

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421 7R B A7 B7 五、發明説明（27 Q 1 = SiiMjS^ * 式中當>0 ? 1，2，3及j=l ’ 2時，s,』爲使先前說明之提出貢 獻之子塊移位之矩陣。當主塊吨爲交錯型式，从哿於目標 塊之上部場及下部場中任一場提出貫獻並且可能有4^ 塊。在此種情況下，貢獻qMi可有如基於場預測（交"錯主2 情況）情況加以計算，即 QMi = (24) QMi = 或 (25) 爲節省影像產生計算選擇性DCT係數 爲能自框際編碼之P及B框產生類似DC或OC+2AC影像之 影像，僅有Q巧，碎，巧，，β，〇 <幻之選擇之DC係數可預先 計算。每一主塊對於点中之每一组成部分可窝成下式，提 出貢獻之主塊之DCT係數之加權之線性组合如下式所示： = Σ Σ DCT(VrSa)km(M^mn(^2)nl =0 n=〇 -〇 η=〇 (26) (27) ---^-------在------訂------良 (讀先閲讀背面之注意事項再填界本頁) 式中加權値 (28) 經满部中央標準局貝工消费合作社印製 此式決定於（a)運動補償之模式（基於場或基於框），（b)提出 貢獻之主塊（場或框编碼），及（c)運動申量。然後，= Σ(^·ν (29) t 自方程式（27)可知，一提出貢獻之塊之一组成部分之DCT 値之預測需要64次乘算，對於一目標塊之預測結果需有最 30- 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X29?公麓） 經滴部中央標準局負工消費合作社印來 421758 A7 ___________B7_ 五、發明説明（28 ) ~ ~ 多64 X 8之乘算，此因爲最多可能有s個提出貢獻之主塊之 故。 此外，將需要構造目標塊之DC及選擇之AC値，此等數値 可能用爲未來之主塊。與MPEG- 1不同者，B框中之塊可用 爲主塊（用爲預測其他場之基於場之運動補償）。此即意指 需將大多之經預測之塊之DC及選擇之AC値保持於P及B框 中 。 經加權之方程式（27)之線性组合之快速計算可藉僅使用 方程式（28)中選擇之成組係數而完成。一較佳之具體實例 爲使用將方程式（27)之計算限制於〇 ，亦即僅使用 框内編碼之主塊之DC，AC01及AC10係數。吾人稱之爲 DC+2AC近似法。根據DC+2AC近似法，方程式（27)變爲 DCT(Q)kl = ^DCTiQ^ (30) « ~ Σ (31) t m+n<l 式中wkl(i，m，n)定義於方程式（28)中=特別有關者爲僅有 DCT(Q)00，DCT(Q)〇ADCT(Q)10保留。 快速演算法 下述説明本發明之一較佳具體實例。此實例於美國專利 申請案第_號中主張專利，此專利申請案之名稱爲 「用於使用共有資訊之DCT域反運動補償之系統及方 法」’且係由Song及Yeo二氏提出，此申請案與本申請案同 曰提出申請，現納入本説明中以爲參考》 現將說明用於快速DCT域反運動補償及根據共有資訊快 -31 - 本紙法尺度過用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐} ---:---τ----d-------訂------1 (讀先閲讀背面之ii意事唄再填frf本頁j A2 A7 B7 五、發明説明（29 ) 速取出空間節省影像之較佳之演算法。更確切言之，將説 明用於快速對方程式（18)及（31)評估之較佳演算法。此種加 速係根據二個等級之方法：（i)具有相同编碼格式之相鄰主 塊，及（ii)使用同一巨塊中橫過主塊之共有資訊。 加速操作之一共同主題爲於反運動補償處理過程中對於 提出貢獻之子塊運動之排序，如此即涉及置換矩陣。使用 置換矩陣可對具有相同编碼格式有最大之利用及使用同一 巨塊中橫過主塊之共有資訊。現首先説明置换矩陣如何加 速重新構造空閘節省影像，亦即使用具有相同编碼結構及 同一巨塊中橫過主塊之共有資訊之相鄭主塊而快速評沽方 程式（31)。 首先以近似法計算DCT(ABC)形式之DC，AC01及AC10係 數之較佳實例，式中A，B，C爲8 X 8矩陣’此實例如下 式：DCf(ABC)kl 二 Γ vki(m,n)Bmn, (32) m+r»<l * 式中叫(m, η) = Uni，及〇红+ 。當a及（或）C爲一置換矩 陣P時，即獲致P，即獲致 DGT{VBA)hl = vZ(m,n)(B)mn, 4(m,n) = (33) τη+π<1 DCT{ABV)ki = ^(m,n) = v4fcm^rW (34) m+n<l DCT{VBV% = Σ 4(m，n)(否W， ^(ττζ,η) = (35Γ m+n<l 式中k+1 1及m. + n S1。表3 :表4 ’及表5顯示用於近似法中 -32 -_ _ 本紙張尺度適用中國國家標隼（CNS M4规格（2丨0X297公楚） —7—丨'.----,τ— (%尤閱讀背面之注意事項再填荈本頁) -訂 &K· 經滴部中央標準局員工消贽合作社印嚷 12 17 5 8 (37) 〇 /8-、1，( (Λ.I) \{rrt, n) (0,0) (0,1) (1,0) (0,0) 0 (0,1) 0 0,〇) 0 0 A7 B7 五、發明説明（30 ) 9係數（數値/即對於每一（k，u及對之v>m，幻)（表 J )，二w(m ’ _〇)(表2，及 v2fc〗(m , n)(表 5 ) ώ 表 3 及表 4 説明 般(观）或黯(聊）之（DC，AC〇ilAc叫之三數値，在 當有4輸入項爲零值時，可以5次乘算計算，如此對於一般 情況’可節省4次乘算。同樣，表5説明i)CT^5P〇之三數 値’在當一輸入項爲I及6輸入項爲零値時，僅需以2次乘 算計算。 當垂直或水平相鄰主塊具有相同編碼格式時，用於Dct 域反運動補償之方程式可重新安排，如此彼等可包括置換 矩陣及有如表3，4及5所提示者可節省就同樣計算所花費 之計算成本。繼續進行處理過程，可注意到用於水平移位 Si2之矩陣可有下列特性： S〇2(w〇) ~ S22(w2), S12(wi) = ^32(^3), (36) 5〇2(^〇) + *?12(^i) — P° — ^— ·ρ------------訂------泉 f讀先閱讀背面之：;χ意事項再瑱寫本頁〕 經漓部中央標準局負工消费合作社印製 λ λ 表3 : 一使用置換矩陣之預先乘算/ 5次乘算 (Λ, I) \ (m, η} (0,0) (0,1) (1,0) (〇,〇) 0 (0,1) 0 (1,0) 0 0 -33- 本纸張尺度通用中國國家樣準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 經濟部中央標苹局員工消費合作社印" 4 2 1 7 ^ H ^ a? Β7 五、發明说明（31 ) 2. p,— 表4 : w 使用置換矩陣之預先乘算/ 5次乘算 (λ, 1) \(m, η) (0,0) (0,1) (1,0) (0,0) 1 0 0 (0,1) 0 0 (1,0) 0 0 表5 : AmVn/—使用置換矩陣之預先及事後乘算：2次乘算 及P〇爲一 8 X 8置换矩陣。 現繼續説明重新方程式（3 1)之較佳具體實例以利用方程 式（36)及(3Ό，亦説明有如表3，4及5提示之加速情況。 使用相同编碼格式之相鄰主塊 有二種情況：（i)使用相同编碼格式之2相鄰之主塊及（ϋ) 使用相同編碼格式之全部4相鄰主塊0 ⑴使用相同編碼格式之2相鄰主塊 假定2上部主塊M0及屬於以相同格式編碼之巨塊。在此 情況下，不管編碼格式或運動預測模式爲何 S0l = S„ ^ P〇= Pi (38) 使用此等關係，將QM〇 + QM〗之預測以方程式寫出之一較 佳方式爲： qM〇 + = p〇S〇lM〇S〇2 + P^nMiSjs (39) =P〇Soi(M〇 - M〇S〇2 + PoSoiMjP0 (40) 於方程式（40)之第二項中有使用一置換矩陣之一乘算後 情沉。以DC+2AC使之近似於方程式（40)之第一項需要9次 乘算，但使用一種自表4計算以DC+2AC近似此方程式第二 項之較佳方法可以5次乘算而完成。與方程式（39)相較，需 -34- __________ 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2]0x 297公f ) --- -------K _I _ 1— T _ n I 1 I— n I * 4 、T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 421758 _______B7 _ 五、發明説明（32 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 要3次額外加法演算以計算。但是由於有4項爲零值 (見表4)，故可節省4次加法演算，結果節省4次乘法及1次 加法演算操作。此較佳具體實例可以一單獨步驟計算QM*> + QMl共同之貢獻，與此相較則係以二分別步驟（即單獨計算 qM〇及計算此貢獻β此增益獲自以置換矩陣表示qM〇 + QM〗及獲自因之如表4所提示之乘算次數之減少a 同樣，當二下部主塊M2及M3以相同格式編碼時，用於預 測QM2 + QM3之方程式可以同樣方式重寫’因而節省同樣數 量之計算。在此種情況下，可使用S2】=S3I& P2 = p3之事 實。 當垂直相鄰主塊以相同格式編碼時，可獲致相同之節 省。然而，計算之節省係決定於主塊之預測模式及編碼格 式。舉例而s ,當二主塊及係以同樣格式編碼時，則 可有= IV及 qM〇 + qM2 = p〇s〇]M〇s〇2 + p2s2iM3S22 =P〇SOI(M〇 - M2)S〇2 + P〇XM2S〇2 » (41) 經漭部中决粽準局貞工消貧合作社印裝 式中X = Sw+S：^。需注意在基於框之MC及非交錯主塊之情 況下，P〇-I及X爲一置換矩陣，因而產生有如水平相郝情 況下之同樣節省。一般言之，如果具有交錯之主塊，X將 不會爲一置換矩陣。 (ii)全部四主塊均有相同編碼格式 當全部四主塊均以相同格式編碼時，一較佳表示q之方 式為 -35 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS } Λ4規格（2丨0X 297公f A7 421758 _________ B7_ 五、發明説明（33 )

Q t=o - .___5i___ ^ 、. =ΆΛΐ(入ί〇 — —別2 + A43)S〇2 +凡知(人—別3)户0 + _Ζκ 人^ 〜別必们 +7^01/。 （42) 於方程式（42)中有二項係包括蓋換矩陣ρ〇。因此以 DC+2AC近似於Q可以28(=9+9+5+5)次乘法演算計算。其亦 需要9次額外之加法演算以計算Hi = ·Μι -別3,馬=別2 -別3及 Μί-私-如8次加法演算因零係數而得節省。此表示節省 8次乘法演算及需要加寿一次加法演算。方程式（42)中之各 項亦將其標記爲Ζ,，Ζ2，义3及24。此等標記亦將於方程式 (47) ’方程式（4S)及方程式（49)中引用，及圖16至23中引 用’用以説明以快速方法於同一巨塊中就4塊實施DCT域反 運動補償。 基於巨塊之預測：重新使用中間計算 在很多情況下，一组相鄰之目標塊係使用同一運動向量 予以預測。例如，一巨塊中之4個8X8亮度資料塊（或在 CHROMA 444)中之彩色資料塊）係共用場及框預測二者之 同一運動向量5於CHROMA 422中，二垂直相鄰之彩色塊 共用同一運動向量。在此種情沉下，此同一主塊可在橫過 多個目標塊之情沉下被共用。此即意指在預測多目標塊方 面可能有共用資訊。於後文之説明中將對塊之間之共用資 訊納入考慮而説明由4個8 X 8塊组成之一 16X 16之巨塊之 DCT反運動補償之較佳具體實例及證明所獲致之速度之提 高3其他相似情況即可以此類推？ ________-36- 本紙乐尺度適用中國國家標隼（CNS ) A4规格（210X297公釐} ---^---N1----装-------訂------良 (請先W讀背面之注意事項再填穷本頁) 經濟部中央標翠局負工消費合作社印聚 經满部中央標準局貝工消費合作社印製 4 2 17^¾ a? B7___ 五、發明説明（34 ) 圖1 0顯示對於一 16 X 16巨塊Q之預測。4個8 X 8目標塊 QM 1005，QN 1010，QT 1015，及 QlM〇20 t 之每一目標塊分別 由4主塊Μ,，Ν,·，Τί，及Ui，i=0，1 ’ 2 ’ 3預測。爲能預測每一 目標塊（1005，1010，1015，1020) ’ 4提出貢獻之主塊之DCT 域値需予以計算及相加。但是需注意4目標塊之蕷測係彼 此緊密關聯，而無需單獨計算。現考慮以下之二項觀察所 得。 首先，雖然總共有16個提出貢獻之主塊，但僅有9個不同 之主塊及其中5塊係由多重目標塊所共用，因爲此等目標 塊屬於同一巨塊及使用同一運動向量予以預測。舉例而 言，目標塊QM 1005及<^ 1010共用二主塊，即Μ, = N〇及M3 = N2。同樣，QM J〇〇5及QT 1015 共用 M2 = T〇及M3 = T,等。其 次，於主塊中每一提出貢獻之次塊之垂直及水平位移橫過 4 目標塊 ’ QM 1005，QN 1010，QT 1015，及Qu 1020之距離相 同。此即 wM| = wN* = wT| = wulliM! = hNi = hTi = liUi< 而 〇 si <3， 式中由主塊對W及h所作上標（例如wMihMi)係表示由與每一 主塊相關之運動向量所造成之水平及垂直位移。 (i)二相鄰區域之貢獻之計算 當分別疋主塊具有相同主塊時’首先考慮有如圖丨〇及Η 中所示之二水平相鄱目標塊1〇〇5及}〇1〇之上部區域 1115 <預測。自圖丨2以後，僅例示提出贡獻之子塊之運動 及相加演算’且假定彼等以非交錯格式編碼，亦即對於一 般以PyYLZ表示之提出貢獻之子塊之運動，爲簡明計對於匕 之效果係予以忽略不計，其中Y爲Sil形式或x , L爲—主塊 __ -37- 本紙張尺度適财( CNS ) Α4·_⑺以职公楚）-1 --------- „ Γ----^ -------—訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 421758 A7 B7 經濟部中央標卑局貝工消f合作杜印製 五、發明説明（35 ) (例如M〇)或主塊之_组合（例如，Μ〇 - Μι)，及Z爲Sj2或P0形 式。但如果提出貢獻之子塊以交錯格式编碼時，則其情況 相同。 圖12中顯示蠻力算法（先前技術）。子塊A，B，C及D中 之每一子塊分別於DCT域中處理，A及C分別自！^及叫之右 下方角隅移至中間塊1220及1225之左上方角隅，B及D分別 自及N】之左下方角隅移至中間塊1230及1235之右上 方角隅。中間塊之其餘係數設定爲零（中間塊1220 , 1225， 123〇及1235之白色空間）。用.於預先及事後乘算以使塊移動 之矩陣8(^亦示於圖12中。在此種移動之後，包括A及B之中 間塊係相加在一起及包括C及D之塊亦相加在一起以產生框 内編碼之目標塊1005A及1010A之上部區域（1105及1110)。根 據此種方法，需要4對矩陣預先及事後乘算》 但是本發明顥示一種用於計算目標塊上部區域1105及 1110之貢獻之具體實例，此計算係將橫過三提出貢獻之框 内編碼主塊M0，MfN。）及Ni之共用資訊（B及C )納入考慮、 由本發明所處理之資訊之共用情況例示於圖丨3中及此處理 過程之流程圖示於圖14中。根據此較佳具體實例，無需分 別將子塊A，B，C及D中每一子塊予以移動，而係將每一 對相鄰之框内编碼主塊（，Ml對及，仏對）有如圖〗4中 明確説明者首先彼此相減（13〇2，1402)。於1403中，獲自 1402中塊相減之右下方子塊a-C使之移至左上方角隅，且於 1404中獲自1402中塊相減之左下方子塊D-B使之移至右上方 角隅。用於此移動之矩陣示於圖Π中並且與用於圖〗1中者 -38- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填WT本頁) 訂 A7 421758 __ B7 五、發明説明（36 ) (請先閱讀背#之注意事碩再填寫本頁} 相同。一重要區別（1404)爲同時分別將位於左下角之子塊B 及位於右下角之C分別移至右上方及左上方。此種移動可 由一預先及事後乘算：說明，式中P〇(w)界定 於方程式（37)中。此結果再度相加（1306，1406)以產生有如 1^(13〇5八）及L2(l3l〇A)之結果。根據此較诖具禮實例，相較 於使用4對圖12中之蠻力算法，此實例僅需要3對矩陣預先 及事後乘算。 根據先前技術，係將框内编碼共用主塊之共用資訊（即提 出貢獻之子塊B及C )分開成4中間塊，而本發明則係使共用 之資訊（子塊B及C )置於每一「非共用J框内主塊中，然後 提出貢獻之子塊（B及C)之位置在框内共用主塊中反轉，如 此中間塊之分別對之相加係於框内編碼目標塊（例如 1305Α=1〇〇5Α及131〇A=1010A)之同樣上部區域（分別爲11〇5 及1H0)中產生（1305A及1310A) >但是此工作係以少於25% 之使子塊（A，B，C，D )移動之矩陣乘算情沉下完成。此 外’僅使用3中間塊。 於後文中將就圖14中之流程圖作更確實之解説^需注意 方程式（40)界定步驟1402，1404及1406。方程式（40)可重新 寫成： 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 qMo+qA 二 p〇Sw(Mi —M〇)s;2+p〇s〇，MnP〇， (43) 因而可將相對應之目標塊QN之方程式寫成： QN〇-f q^i = P0S〇i(N1-N〇)S12+P()S〇1N(,P0 ^ (44) 此方程式界定步驟1402 , 1404及1406。可注意到方程式（44) 之第二項之DCT域傻，即，凡&从Ρ〇業經使用方程式（40)而 _ -39- 本紙張尺度適用中國國家榡準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐} 經潴部中央標隼局員工消費合作社印裝 42175 8 A7 ______B7__ 五、發明説明（37 ) 當作尸。計算。此爲共用子塊B及C之移位1404及調 換14〇4。僅有-蚪)和（成對減法演算及移動）需要另 外之計算以獲致^。有關產生DC+2AC近似方面則需 要9次另外之乘算。由於方程式（43)需要14次乘算，逐需要

總共23(=14+9)次乘算以構造炉。+ <?私及炉。+炉i之DC+2AC 之近似。 根據此項揭示，可將同樣新穎步驟應用於任何三個相鄰 之框内編碼主塊（亦即水平，垂直及對角線相鄰框内編碼主 塊）°更確切言之，炉。+和：及15¾ +炉之預測爲 qM〇 + qM2= p〇s〇iM〇s〇2 + p〇s21m2S22 = P〇(S01M〇 + S21M2)S〇2 =P〇(S〇iM〇 + (X - S01)M2)S〇2= P〇S0i(M〇 - M2)S〇2 + P〇XM2S〇2 (45) 同樣 QT〇 + qt2 = p〇s22(i2 - T〇)S〇2 + = (46) 由於M2= T〇，二方程式之第二項爲相同。可發現無論x 是否爲置換矩陣，此情況均爲眞實。在此種情況下，預測 二區域之乘算總數爲27(=9+9+9)。在框預測及主塊非交錯 情沉，此總數變爲23(=9+5 + 9)。 (ii)二相鄰塊之預測 現將説明使用本發明利用三個或更多個（例如6個）主塊 (於本發明中爲，Μ!，N!，M2，M3及N3)以將二相鄰框際編 碼目標塊（例如1005及10 10)轉換爲二相鄰框内编碼目標塊 (1005A及 1010A)。 於圖15中，首先安排用於圖16 t之符號表示。此等符號 表示有如圖10中之同樣配置，連同有如圖中所示之提出貢 _ -40- 本紙张尺度適用中國國家掠率（CNS ) Λ4規格（210X29"?公釐） ^^^1 ]fi— ιϋ^ϋ 1---- 一 .、 _ I ,T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 421758 A7 _______ B7 _ 五、.發明説明（38 ) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印聚 1^— 丁 、ye (請先閲讀背面之注意事項再填窍本頁) 獻之子塊八彳。主塊]\4()及％係經標示並經於151〇组合成\{0-。根據符號表示，自Mu所劃之實線係指所取之Mu未經任 何修改，而自所刻之虚線係指所取之叫爲-Μι，亦即取％ 之負値。如前述，矩陣預先及事後乘算使相加後之塊-“】移位之效應係由二矩陣&及$似説明。圖16例示有如方程 式（42)中所説明之主塊组合及移動之效應β子塊a，b , C，D，E，F，G，I，J及K對於數値提出貫獻。塊組合 (1605-1607)及移動（16I5U618)之效應，導致如圖16及方程 式（42)所標示產生中間塊，Z2，Z3及24。子塊之组合及移 動與圖13中所説明者相同。更具體言之，得自分別之相鄰 之主塊（Μ〇，Μ】’ M2及M3)之提出贡歎之子塊A，C，I及K係 於1605中组合及於1615使之移動，如此中間塊A包含共用 資訊A-C-I + K，此資訊於1615移位至中間塊I之左角。得 自相鄰之主塊（M〇 ’ M.〇之提出贡獻之子塊B，C，J及K係於 1606組合及於1616使之移動，如此中間塊z2包含共用資訊C -K，此資訊於1616移位至Z2之左上角及資訊B-J於1616同 時移位至I之右上角。以同樣方式，得自相鄰之主塊（M# Μ;)之提出貢獻之子塊E，G，I及K係於1607组合及於16Π 使之移動，如此中間塊Z3包括共用資訊I - K，此資訊於 1617移位至Zj之左上角及資訊E-G於1617同時移位至之左 下角。最後，得自主塊M3之提出贡獻之子塊（}，f，k及J於 1618组合’如此中間塊24包含〇，戶，1<：及1，但自左至右，自 下部至上部，自M.d Z4移位。 於圖！ 7中，Ζ!至Zj係相加，在一起以產生QM。於圓！ 8中，顯 -41 - 本紙伕尺度適用中國®家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 421758 A7 B7 五、發明説明（39 ) 示塊之組合及移位以產生相鄰目標塊QN。於此圖中，塊之 組合及移動與圖16中者相似。此外，Z2及艺4可由圖16重複使 用及此二塊係另外加一圓圈標示。此種共用型式再度類似 於圖12中所例示者。於圖19中，結果使之相加以獲致。 由於圖16及18中子塊之组合及相加以產生新框内编碼目標 碼QM〗005&QN 1010，因此可能僅需要6對預先及事後乘 算，此係因爲使用共用資訊之故，如果每一提出貫獻之子 塊均經分別處理，則需要8對預先及事後矩陣乘算。 對於圖16至19之一更確切之解説爲方程式（42)及方程式 (47)，此方程式如下式所示： ι=0

Zi 2h_ =P〇<S〇l(-A/i ' Λ^ο — Λ/3 + Λ^)<5ΐ2 + V〇Sqi{Mo ^2)Ρ° + A Zi V〇X(M3 - M2)Sn + V〇XM2P° (47) 由於N0 = MAN2 = M3，方程式（47)之第二项（Z2)及第四項 (Z4)與方程式（42)中者相同及可予以重新使用。因此，對應 於第一及第三項之A = -此+死)6^2及 23 = τνφ^-#2於2逐需另行計算Μ資訊之共用類似於圖13中 所示者’例外之處爲在現在之情沉係考慮全部4子塊，而 非於每一塊中僅考慮2子塊。構造及之pC+2> G近似 算法之乘算總數現變爲46卜9+5+9+5+9+9)。用於框預測之 乘算現變爲 35(=9+5+5+2+9+5)。 (iii)整個巨塊之預測 當所有主塊對於一巨塊中之4目標塊言均屬於相同格式時， -42- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公势) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁j

經濟部中央標準局員工消費合作社印« 42175 8 Α7 Β7 五、發明説明（如） 即可應用相同觀念以節省計算。現假$QM 1005及QN】0〗0之 框内编碼DCT表示業已根據由方程式（42；)及（47)及圖16至19 有關共用之資訊而計算，即可進一步使用此共用之資訊以 計算 QT 1015 及Qu 1020 〇 圓20中示出塊之纽合及移位以產生QT。此外。4中間塊中 之2塊（圖16中之Z3&Z4)可被重新使用。圖22顯示塊之蚯合 及移位。於此圖中，4中間塊中之3塊可被重新使用（囷20 中之Z8，圖18中之Z6及圖16中之Ζ4) β其淨效應爲對此較佳 具體實例言僅需要9對預先及事後矩陣乘算，與此相較如 果塊QM，QN，QT&QU中每一塊均需分別處理，貝1(需16對預 先及事後矩陣乘算。 對於圖20至23之一更確切之解説如下列，QT&QU可寫作： ,_5!_. .. -.-¾__„ Q7 = v〇s2i{% - r3 - r〇 + τ〇502 + v〇s2i(r3 - τ^ρ0 + Ζ3 7^〇又(別2 —別 3)S〇2 + (48) z9 __ 7^0^21(¼ — + Wo)^12 ~Η ^0^21(^3 ^ι)Ρ°

_2$_ ZJ + 巧)·^人户0 (49) 在DC+2AC近似算法方面，業已示出及ί^可以46次 乘法演算計算（或對於框預測及非交錯主塊情況言則爲35 次）。由於方程式（48)中二新項包括一置換矩陣，之 DC+2AC近似算法可僅使用14(=9+5)次乘法演算。對於δ2 之DC+2AC近似演算而言，對於第1項僅需9次額外乘法演 算。因此，對於整個巨塊$ DC+2AC近似算法而言，係使用 *43- 本紙張尺度適用中國國家榇举-(CNS ) Α4規格（210X297公资） ---：---Ϊ-----表-- f (請先閱讀背面.s-'/i意事項再填巧本頁j 訂 經濟部中央標準局貝工消費合作社印聚 42175 8_ b7____ 五、發明説明（41 ) 69次乘法演算（在框預測及非交錯主塊方面爲58次），結果 每一塊爲17.25(14.5)次乘法演算。此快速方程式（31)計算之 較佳具體實例較之需要36次乘法演算之方法，在乘法演算 之數目方面產生約50%(或60%)之改進。 節省影像之應用 使用本發明自壓縮之視頻中取出之節省影像組可進一步 供視頻劉覽使用。使用節省影像之瀏覽技術之一實例可見 於「有關MPEG壓縮視頻之微觀瀏覽」（此文獻係由B.L. Yeo於199?年於IBM T.J. Watson研究中心，技術報告 RC20841中提出）。由於每一節省之影像之尺寸相較於全部 框及經壓縮視頻本身爲很小，例如，具有4.0百萬位元/秒 及708 x 480之空間解像度编碼之一 MPEG-2視頻之DC影像之 尺寸爲88 X 60及僅佔有約〇.2百萬位元/秒。此组DC影像或 一子集DC影像可在不使用太多頻帶寬之情況下自一服務站 發送至一客户以供快速瀏覽之用5此DC影像可進一步壓缩 以減少位元率。 於瀏覽時，節省之影像可於圖形顯示器（例如圖2之200逐 一回放。顯示器238可爲電視或電腦監視器238。由於無需 實施在計算上昂貴之解壓縮工作，DC影像可以較即時更快 之速度回放，，亦即對3〇框/秒視頻而言，此組DC影像可以 較30框/秒更快速度回放。此種功能性可使用户快速瀏覽視 頻内容。此外可随機接達視頻之其他部分^當有壓縮視頻 時，隨機接達遠較困難及費時。節省影像亦可用作進入個 別視頻圖塊之索引。索引可目視以致使用者可藉看到所選 _ -44- 本纸張尺度適用中國國家^隼（CNS ) A4規格（21〇·〆297公釐） !| I -- ·----- HI I ! -- —I. '''尽 1— 1— (讀先閱讀背面之泣意事項#填寫本页) 订 經满部中央標準局貝工消资合作社印製

d2175 B A7 ______ B7 五、發明説明（42 ) ' 擇4影像（洌如，每一次拍攝~影像）而導航至個別之拍 攝。此等索引亦可用作以影像爲主之比對。 圓24爲用於顯示節約影像序列之電視之方塊圖3顯示幕 由顯示主要TV節目（2405)之部分連同一個或數個顯示節省 影像序列之窗（2402，2403)組成。於機頂匣24〇1中，可置放 有正規之MPEG-2解碼器用以將主要電視節目之原有尺寸之 顯示解碼。此外’機顶匣2401亦可包括一個或數個自 MPEG-2視頻取出知省影像之装置（處理，3 及no) Q此 節省影像取出器此時可用以顯示同—電視節目之多個鏡頸 所攝之景物（例如’由不同之攝影機對同一運動節目所攝之 景物）或同時顯示可能來自不同頻道之不同節目β控制按扭 2404可用以（例如經由遙控）開啓或關斷其他節目之節省影 像之顯示或轉換至不同節目使其顯示於額外之窗（例如24〇2 及2403)中。機頂匣中之節省影像取出裝置較之完全MpEG_ 2編碼器在成本上遠爲低廉，因此加添數個取出器不會大幅 增加機頂匣之成本，但可對觀賞者提供較佳之電视觀賞及 頻道探尋經驗。 如果相當於本文所揭示之代替性具體實例對於熟諳本行 技術者爲顯然易見，此等具體實例亦屬於本案發明人之設 想範圍内。 -45 - 本紙乐尺度適财翻家梯準（CNS ) ( 210X 297公瘦） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -I -" 丁

Claims (1)

1. 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 42175 8 、个 韶 C3 __________ D8 六' 申請專ίϊϊϊί ^ 〜' ^ —~ L 援交錯框編碼之運動補憤壓縮格式之空 間節省影像序列之系統，包括： -運動補償視頻框之序列，每—框有多個像素，該序 列由—位元流界定及儲存於一記憶器中，每一框以一框 内格式編碼及有一個或多個框内編碼塊’編碼塊中包含 ’國頻率成分，此等頻率成分由框中像素之離散餘弦變 換（DCT)而產生； —由一處理器所執行之取出器，此取出器檢查位元流 及自一個或多個框内编碼塊選出頻率成分之子集；及 —由該處理器執行之構造器，此構造器於該子集中產 生頻率成分之组合，以於一第二序列中構造一個或多個 2間節省之影像，每一空間節省之影像具有多個第二像 素° 2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中—個或多個第二像 素係使用一個或多個枢内编碼塊中之—DC及一個或多 個AC頻率成分之一加權線性组合而產生α 3. 如申請專利範圍第2項之系統，其中AC頻率成分爲AC01 及AC 10頻率成分。 4·如申請專利範圍第2項之系統，其中一個或多個框内編 碼塊具有一場編碼與一框編碼中之一之编碼。 5_如申請專利範園第4項之系統，其中一個或多個加權線 性組合之加權値決定於包含頻率成分之框内編碼之巨填 是否爲枢編碼或場編碼。 6_如申請專利範園第2項之系统，其中空間節省影像爲DC -46- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現格（210X297公董T I -I— m —rin 1^1 il n^i In HI ϋ. I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 7 5 8 經濟部中央梯準局負工消費合作社印繁 AS B8 C8 D8 六、申讀專利範圍 影像。 7.如申請專利範圍第2項之系統，其中空間節省影像爲 DC+2AC影像 ^ S, —種用以於支援交錯框編碼之一運動補償壓縮格式中取 出空間節省影像序列之系统，包括： 一運動補償壓縮視頻框之序列，每一框有多個像素， 該序列由一位元流界定及儲存於一記憶器中，每—框以 一框際格式與一框内格式中之—編碼’以框際格式編碼 心.-框有一個或多個框際编碼塊，每一框際編碼使用相對 於一個或多個麥考框之運魴補償資訊及使用相對於其本 身及一個或多個參考框之軻餘而编碼，及每一框内编碼 框包括一個或多個由框中像素之離散餘弦變換（DC 丁）所 產生之頻率成分； 一由一處理器執行之取出器/此取出器檢查位元流及 自一個或數個框際編碼塊中選出運動補償資訊及另外自 値或數個框内編碼塊中選出頻率成分之子集，此取出 器使用位凡流中之標題資訊以識別框際編碼及框内編碼 塊；及 由涊處理器執行之構造器，該構造器使用所選之運 =償資訊以決定如何於子集中產生頻率成分之組合而 万；第一序列中構造—個或多個空間節省影像，每一空間 節省影像具有多個第二像素。 9.如申叫專利範圍第8項之系統，其中空間節省影像爲沉 影像θ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

   8 8 B 8 ABCD 421755 A、申請專利範圍 ίο.如申請專利範園第s項之系統’其中空間節省影像爲 DC+2AC影像。 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} II·如申請專利範圍第8項之系統，其中一個或多個第二像 素係使用一個或多個參考框中一個或多個提出貢獻之主 塊之一DC及一個或多個AC頻率成分之一加權線性组 合，而自框際編碼框中之一產生，每一提出貢獻之主塊 倮由框際组編碼塊中之一之一個或多個運動向量決定， 運動向量爲經選出之運動補償資訊之一部分。 12.如申請專利範圍第^項之系統，其中每一框際編碼框可 在經選出之運動補償資訊爲基於場或基於框之運動補償 之情況產生。 13‘如申請專利範圍第12項之系統，其中在參考框中之提出 貢獻之主塊可爲框或場編碼。 14·如申請專利範圍第U項之系統，其中加權之線性組合之 加權値可由下述一項或多項決定： (a)框際編碼塊之一個或多個運動向量； 0>)提由貫獻之主塊中頻率成分之數目； (c) 經選出之運動補償資訊：及 經濟部中央標隼局員工消費合作社印装 (d) 參考框中提出貢獻之主塊爲框编碼或場編构， 15·如申請專利範園第i丨項之系統，其中ac頻率成分爲 AC01及AC10頻率成分。 16.如申請專利範圍第1項之系統，其中空間節省影像序列 係經由一網路而發出^ 17·如中請專利範園第1项之系統，其中空間節省影像序列 -48 - 本紙張尺度通用帽固家襟準（CNS )祕植（2獻加公着） 42 175 8 ABCD 六、申請專利範圍 係經麼縮"， 18. 如申請專利範園第1項之系統，其中空間節省影像序列 係以圖形顯示器之視見之系列播出。 19. 如申請專利範圍第1S項之系統，其中圖形顯示器爲一電 20. 如申請專利範圍第1S项之系統，其中節省影像序列中之 一個或多個節省影像係供瀏覽。 21. 如申請專利範園第18項之系碑，其中節省影像序列中之 一個或多個部省影像係供索引。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標率局員工消費合作社印製 -49- 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4規格（210X297公釐）