[發明專利]集成電路(IC)芯片中實現的圖象處理設備

無效

• 申請號: 02122053.0
• 申請日: 2002-05-31
• 公開（公告）號: CN1390045A
• 公開（公告）日: 2003-01-08
• 發明（設計）人: 岡田茂之
• 申請（專利權）人: 三洋電機株式會社
• 主分類號: H04N5/92
• 分類號: H04N5/92
• 代理公司: 上海專利商標事務所
• 代理人: 錢慰民

發明領域

本發明涉及圖象處理設備。本發明涉及處理根據例如MPEG(活動圖象專家組)標準編碼的數據的技術。

背景技術

在多媒體中的信息處理是巨量的，而且是多種多樣的，因此，在把多媒體投入實際使用的規劃過程中需要信息的快速處理。為了以高速度處理信息，數據的壓縮和擴展變成必需的。“MPEG”方法是數據壓縮和擴展技術中之一。在ISO(標準化國際組織)/IEC(國際電工技術委員會)下的MPEG委員會(ISO/IECJTC1/SC29/WG11)正在進行MPEG方法的標準化。把利用MPEG方法的圖象處理設備構造成各種與圖象有關的裝置，諸如電影攝影機、靜止攝像機、電視機、視頻CD再現設備、DVD再現設備等等。

在MPEG中處理的視頻數據與活動畫面有關，例如，每秒30幀的多個靜止畫面或幀構成活動畫面。如在圖1中所示，視頻數據具有分層結構，并按次序包括6層，它們是序列層、GOP(畫面組)層，畫面層、切片層、宏模塊層以及塊層。構成單個畫面的切片數目是不固定的，構成單個切片的宏模塊的數目也是不固定的。在圖1中省略宏模塊層和塊層。

此外，根據編碼速率，主要在兩種方法下，即，MPEG-1和MPEG-2，對MPEG進行分類。在MPEG-1中，一幀相應于一幅畫面。然而，在MPEG-2中，也可以使幀或半幀相應于畫面。兩個半幀構成一幀。把相應于畫面的幀的結構稱為幀結構，而把相應于畫面的半幀的結構稱為半幀結構。

在MPEG中，使用被稱為幀間預測的壓縮技術。幀間預測根據幀中間的瞬時相關壓縮幀間數據。在幀間預測中，執行雙向預測。雙向預測使用兩種預測，從過去再現圖象或畫面預測當前再現圖象的正向預測，以及從將來再現圖象預測當前再現圖象的反向預測。

這種雙向預測使用三類畫面，它們是I畫面(內-畫面)、P畫面(預測-畫面)以及B畫面(雙向預測-畫面)。I畫面是不管過去和將來再現圖象而通過幀內編碼處理獨立產生的圖象。為了執行隨機訪問，在GOP中需要至少一幅I畫面。在I畫面中的所有宏模塊類型都是幀內預測畫面(幀-內)。使用從過去I或P畫面進行預測的正向預測，通過幀間編碼處理產生P畫面。在P畫面中的宏模塊類型包括幀內預測畫面和正向預測畫面(正向幀間)。

使用雙向預測，通過幀間編碼處理產生B畫面。在雙向預測中，通過下面三種預測中之一產生B畫面。

(1)正向預測；從過去I畫面或P畫面進行預測。

(2)反向預測；從將來I畫面或P畫面進行預測。

(3)雙向預測；從過去和將來I畫面或P畫面進行預測。

在B畫面中的宏模塊類型包括四類畫面，它們是幀內預測畫面、正向預測畫面、反向預測畫面(反向幀間)以及內插預測畫面(內插幀間)。

分別對這些I、P和B畫面進行編碼。即，即使不可得到過去或將來畫面時，也可以產生I畫面。對比之下，沒有過去畫面不能產生P畫面，而且沒有過去或將來畫面不能產生B畫面。然而，當宏模塊類型是P和B畫面的內插預測畫面時，即使沒有過去或將來畫面也能產生宏模塊。

在幀間預測中，首先周期性地產生I畫面。然后，在I畫面前數幀處產生一個幀作為P畫面。通過在從過去到當前方向上的預測，即，正方向上的預測，產生這個P畫面。此后，產生位于I畫面之前和P畫面之后的一個幀作為B畫面。當產生這個B畫面時，從正向預測、反向預測和雙向預測三個預測方法中選擇最佳預測方法。一般，在連續運動畫面中當前圖象和它的前后圖象是彼此相似的，它們只有一部分不同。因此，假設以前幀和下一幀是基本相同的。如果兩幀之間有差異，則僅獲取和壓縮該差異。例如，如果以前幀是I畫面而下一幀是P畫面，則獲取差異作為B畫面數據。從而，根據各幀中間的瞬時相關可以對幀間數據進行壓縮。把按照MPEG視頻部分編碼的視頻數據的數據序列或位流稱為MPEG視頻流。

主要為諸如視頻CD(光盤)或CD-ROM(CD只讀存儲器)之類的存儲媒體設計MPEG-1。另一方面，不但為了諸如視頻CD、CD-ROM、DVD(數字視頻盤)以及VTR(錄像機)之類的存儲媒體，而且也為了傳輸媒體而設計MPEG-2，所述傳輸媒體一般包括諸如LAN(局域網)之類的通信媒體和諸如地面波廣播、衛星廣播和CATV(有線電視)之類的廣播媒體。