專利名稱：具有幀速變換功能的圖像譯碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像譯碼裝置，特別涉及將具有與畫面顯示裝置的幀速不同幀速的輸入圖像信號能變換成具有畫面顯示裝置幀速而輸出的具有幀速變換功能的圖像譯碼裝置。
近年來，與衛(wèi)星廣播開始的同時(shí)，一個(gè)國家的衛(wèi)星廣播的無線電區(qū)域會覆蓋到鄰國，因此，為適應(yīng)用戶的多種視聽需求，預(yù)計(jì)在鄰國間傳送衛(wèi)星視聽節(jié)目會活躍起來。
但是，一般各國的電視圖像接收機(jī)是以本國的電視傳送方式為基準(zhǔn)制作的，所以只有與本國的電視傳送方式相同的圖像才可在畫面上顯現(xiàn)，因此，現(xiàn)在的電視圖像接收機(jī)不能收看到以與本國不同的傳送方式傳播的圖像信號。只是，若在電臺使用昂貴的設(shè)備將圖像信號的幀速變換再錄制后再將該信號傳送到各家庭的電視接收機(jī)則可以收看到該節(jié)目。在這種情況下，只限于在電臺進(jìn)行了幀速變換而傳送的節(jié)目才能收看到，具有用戶不能自由地收看到所希望的節(jié)目的缺點(diǎn)。
因此，需要電視圖像接收機(jī)不受播送方式的限制可自如地顯示圖像，這種要求在今后的高畫質(zhì)電視(HDTV)中更顯迫切。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有幀速變換功能的圖像譯碼裝置，在進(jìn)行了編碼壓縮的比特串的幀速與畫面顯示裝置的幀速不同時(shí)，可以將輸入比特串變換為畫面顯示裝置的幀速輸出。
為了達(dá)到上述目的，將具有與畫面顯示裝置的幀速不同幀速的編碼后的圖像可以變換成具有畫面顯示裝置幀速而輸出的具有幀速變換功能的圖像譯碼裝置包括將接收的經(jīng)編碼的圖像信號譯碼的譯碼器，按照規(guī)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生所述經(jīng)編碼的圖像信號的第一幀速的第一幀速發(fā)生器；根據(jù)所述基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生畫面顯示裝置的第二幀速的第二幀速發(fā)生器；幀速變換部，輸入從所述第一及第二幀速發(fā)生器產(chǎn)生的所述第一及第二幀速，當(dāng)所述第一幀速比所述第二幀速大時(shí)產(chǎn)生將規(guī)定的幀抽出的抽出控制信號，所述第一幀速比所述第二幀速小時(shí)產(chǎn)生將規(guī)定的幀重復(fù)的重復(fù)控制信號并輸出到所述譯碼器；使由所述譯碼器輸出的幀速符合所述畫面顯示裝置的幀速而輸出的畫面接續(xù)部。
下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明較理想的實(shí)施例，其中

圖1表示由國際標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)圖像專家組(MPEG)確定的1GOP的幀序列圖；圖2是本發(fā)明理想的實(shí)施例即具有幀速變換功能的圖像譯碼裝置結(jié)構(gòu)圖；圖3A為輸入比特串的幀速比畫面顯示裝置的幀速大時(shí)的幀速變換動作的說明圖，圖3B為輸入比特串的幀速比畫面顯示裝置的幀速小時(shí)的幀速變換動作的說明圖。
圖1表示國際標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)圖像壓縮規(guī)范MPEG的1GOP確定的圖像序列，如圖所示，GOP由三種幀構(gòu)成，I幀(Intra-Coded)是只將幀內(nèi)信息編碼的圖像數(shù)據(jù)，P幀是從以前的I幀或P幀預(yù)測其動態(tài)而將動態(tài)向量與其差分?jǐn)?shù)據(jù)編碼后的數(shù)據(jù)，而B幀是將由以前和以后的I幀或P幀得到的動態(tài)向量及其差分?jǐn)?shù)據(jù)編碼的數(shù)據(jù)，這樣，若利用各幀間的相關(guān)性將圖像編碼則可提高壓縮率。
本發(fā)明揭示的裝置為在具有上述幀序列的輸入信號的幀速與畫面顯示裝置的幀速不同時(shí)，將上述幀序列變換為畫面顯示裝置的幀速輸出。
圖2是本發(fā)明的理想的實(shí)施例的圖像譯碼裝置的結(jié)構(gòu)圖。
在該圖的裝置中，輸入緩沖器10輸入經(jīng)編碼的圖像信號并將其輸出到譯碼器20，譯碼器20將輸入的圖像信號譯碼并將該結(jié)果存儲到幀存貯器30。譯碼器20從幀存貯器30讀出譯碼后的圖像，并通過畫面接續(xù)部40將其輸出到畫面顯示裝置。
另外，在圖2的裝置中，第一幀速發(fā)生器50輸入基準(zhǔn)時(shí)鐘而產(chǎn)生輸入比特串的幀速即第一幀速。第二幀速發(fā)生器60仍輸入基準(zhǔn)時(shí)鐘而產(chǎn)生畫面顯示裝置的幀速即第二幀速。幀速變換部70輸入由第一及第二幀速發(fā)生器50、60產(chǎn)生的第一及第二幀速，產(chǎn)生將輸入比特串的幀速變換為畫面顯示裝置的幀速的控制信號，幀速變換部70用于將控制信號供給譯碼器20并控制譯碼后的圖像的輸出。更詳細(xì)地，幀速變換部70的第一演算部輸入從第一及第二幀速發(fā)生器50、60得到的第一及第二幀速，計(jì)算用于確定從抽出或重復(fù)從譯碼器20輸出的幀的時(shí)刻的臨界值。第二演算部74計(jì)算將輸入比特串的規(guī)定幀為輸出而延時(shí)為畫面顯示裝置的幀速的延時(shí)時(shí)間。抽出決定部71輸入第一演算部73及第二演算部74的輸出而確定譯碼后的幀中應(yīng)抽出的幀。同樣，重復(fù)決定部72輸入第一演算部73及第二演算部74的輸出而確定應(yīng)重復(fù)的幀。
畫面接續(xù)部40使譯碼器20的輸出與由第二幀速發(fā)生器60提供的幀速相符合地輸出到畫面顯示裝置(未圖示)。
就具有這樣結(jié)構(gòu)的圖2的裝置的動作，根據(jù)圖3A、圖3B說明如下。
圖2裝置的輸入緩沖裝置10輸入經(jīng)壓縮編碼的圖像信號的比特串并輸出到譯碼器20。譯碼器20將從輸入緩沖裝置10輸入的圖像信號進(jìn)行反量化、反DCT及動態(tài)補(bǔ)償?shù)刃盘柼幚?，譯碼為壓縮編碼前的圖像信號。譯碼器20將經(jīng)譯碼的圖像信號存儲于幀存貯部30。
第一幀速發(fā)生器50利用基準(zhǔn)時(shí)鐘產(chǎn)生輸入比特串的幀速即第一幀速。第二幀速發(fā)生器60仍然輸入基準(zhǔn)時(shí)鐘而產(chǎn)生畫面顯示裝置的幀速即第二幀速。
幀速變換部70輸入第一及第二幀速發(fā)生器50、60的第一、第二幀速，根據(jù)兩個(gè)幀速差產(chǎn)生控制譯碼器20輸出的控制信號。
為此，首先根據(jù)圖3A說明將第一幀速的輸入圖像信號輸出到第二幀速的畫面顯示裝置的動作原理。
輸入比特串的幀速比畫面顯示裝置的幀速大的情況的幀速變換動作如圖3A所示，圖3A表示在具有PAL制式的畫面顯示裝置的電視圖像接收機(jī)中輸入NTSC制式的輸入比特串的情況的例子。
如圖3A，在NTSC制式下，每秒鐘輸出30幀畫面，換言之，各幀之間的輸出時(shí)間間隔為1/30秒。另外，PAL制式的畫面顯示裝置每秒鐘輸出25幀畫面，各幀每隔1/25秒被輸出。因此，若將輸入比特串以畫面顯示裝置的幀速輸出，則相當(dāng)于兩種制式之差的輸入比特串的最后五幀因在畫面上的輸出時(shí)間過長，所以不可能得到實(shí)時(shí)畫面的輸出。
在此，將輸入比特串的六幀畫面輸出的時(shí)間相當(dāng)于畫面顯示裝置的五幀的輸出時(shí)間，因此，若將輸入比特串的每六幀畫面抽出一幀便能夠適合畫面顯示裝置的幀速而輸出。
若更詳細(xì)說明，則如圖3A中B所示，在將GOP的開始幀的I幀輸出后，并不是將下面的幀以適合輸入比特串幀速的1/30秒輸出，而是以適合畫面顯示裝置幀速的1/25秒輸出，即，I幀后的幀為適合畫面顯示裝置的幀速必須各延長規(guī)定時(shí)間輸出，這時(shí)，設(shè)最初的延時(shí)時(shí)間為Δ，則Δ相當(dāng)于將輸入比特串的幀輸出的間隔與在畫面顯示裝置輸出圖像的間隔之差(1/25-1/30)，即，I幀以后的幀按1Δ、2Δ、3Δ……的延時(shí)時(shí)間連續(xù)累積。
若將延時(shí)時(shí)間連續(xù)累積，輸入比特串的第五幀在第四幀被顯示于畫面后，再經(jīng)過5Δ即相當(dāng)于輸入比特串的幀速的1/30秒后在畫面上顯示，因此，若將輸入比特串的第六幀抽出，則第七幀的輸出時(shí)刻與畫面顯示裝置的幀速一致。通過該動作的反復(fù)就可以使輸入比特串的幀速符合畫面顯示裝置的幀速。
這時(shí)，抽出的幀限定為至少包含本幀信息的B幀，以希望使因幀的抽出引起的畫質(zhì)變差最小化。
在圖2中，幀速變換部70內(nèi)的第一演算部73從第一及第二幀速發(fā)生器50、60輸入第一及第二幀速，計(jì)算作為抽出時(shí)刻判斷基準(zhǔn)的臨界值。臨界值是為使輸入比特串的規(guī)定幀具有畫面顯示裝置的幀速、檢測出的延遲時(shí)間相當(dāng)于輸入比特串的輸出間隔(5Δ)的時(shí)刻，所以最好設(shè)定得比輸入比特串的輸出間隔(5Δ)略小。作為本發(fā)明的實(shí)施例，第一演算部73計(jì)算出輸入比特串的輸出間隔減基準(zhǔn)延時(shí)時(shí)間Δ的一半所得到的時(shí)間，將計(jì)算結(jié)果輸出到抽出決定部71。
另外，第二演算部74輸入第一及第二幀速，計(jì)算相當(dāng)于兩個(gè)幀速差的基準(zhǔn)延時(shí)時(shí)間Δ，從該計(jì)算結(jié)果計(jì)算每幀延遲量，輸出到抽出決定部71。
抽出決定部71比較由第一演算部73輸入的臨界值和由第二演算部74算得的延遲量，比較結(jié)果若是延遲量大于臨界值，抽出決定部71判斷這時(shí)的該幀是否為B幀，抽出決定部71在延遲量大于臨界值、并判斷到該幀為B幀時(shí)產(chǎn)生抽出控制信號。
譯碼器20將存儲于幀存貯器30的圖像信號輸出到畫面接續(xù)部40，譯碼器20在從抽出決定部71輸入抽出控制信號時(shí)，使輸出到畫面接續(xù)部40的順序幀抽出，從而將后續(xù)幀輸出到畫面接續(xù)部40。
畫面接續(xù)部40使由譯碼器20輸出的經(jīng)譯碼的圖像適合從第二幀速發(fā)生器60產(chǎn)生的幀速地輸出到畫面顯示裝置。
另外，輸入比特串的幀速比畫面顯示裝置的幀速小的情況的動作如圖3B所示，圖3B表示在具有NTSC制式的畫面顯示裝置的電視圖像接收機(jī)中，輸入PAL制式的輸入比特串的情況的例子，可以通過圖3A的逆過程進(jìn)行幀速變換，即，圖3B的情況下，五幀輸入比特串的輸出時(shí)間相當(dāng)于畫面顯示裝置的六幀輸出時(shí)間，因此，若將輸入比特串每五幀重復(fù)一幀，則能夠符合畫面顯示裝置的幀速輸出。這時(shí)，為了將輸入比特串以畫面顯示裝置的幀速輸出，要比輸入比特串的幀輸出間隔提前規(guī)定時(shí)間輸出，提前的基準(zhǔn)時(shí)間使用與所述基準(zhǔn)時(shí)間相同的Δ。
重復(fù)決定部72比較由第一演算部73輸入的臨界值和由第二演算部74算得的延遲量，這時(shí)，延遲量為負(fù)值，即為縮短量。比較結(jié)果若縮短量比臨界值大，重復(fù)決定部72產(chǎn)生重復(fù)控制信號。譯碼器20在從重復(fù)決定部72輸入重復(fù)控制信號時(shí)，將在先輸出的幀再一次輸出到畫面接續(xù)部40。
如上所述，本發(fā)明的譯碼裝置通過變換使具有與畫面顯示裝置的幀速不同幀速的圖像信號具有畫面顯示裝置的幀速，可以通過同一個(gè)畫面顯示裝置顯示具有與畫面顯示裝置的幀速不同幀速的圖像。
權(quán)利要求
1.一種圖像譯碼裝置，將具有與畫面顯示裝置的幀速不同幀速的編碼后的圖像信號變換為具有畫面顯示裝置的幀速而輸出，其特征在于包括將接收的經(jīng)編碼的圖像信號譯碼的譯碼器；按照規(guī)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘，產(chǎn)生所述經(jīng)編碼的圖像信號的第一幀速的第一幀速發(fā)生器；按照規(guī)定的基準(zhǔn)時(shí)鐘，產(chǎn)生畫面顯示裝置的第二幀速的第二幀速發(fā)生器；幀速變換部，輸入從所述第一及第二幀速發(fā)生器產(chǎn)生的第一幀速及第二幀速，當(dāng)所述第一幀速比第二幀速大時(shí)，產(chǎn)生用于抽出規(guī)定的幀的抽出控制信號，所述第一幀速比所述第二幀速小時(shí)，產(chǎn)生使規(guī)定的幀重復(fù)的重復(fù)控制信號并輸出到上述譯碼器；使由所述譯碼器輸出的幀速符合畫面顯示裝置的幀速而輸出的畫面接續(xù)部。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像譯碼裝置，其特征在于，所述幀速變換部為使所述輸入信號的規(guī)定幀具有所述畫面顯示裝置的幀速，根據(jù)延遲時(shí)間產(chǎn)生抽出或重復(fù)控制信號。
3.如權(quán)利要求2所述的圖像譯碼裝置，其特征在于，所述幀速變換部在所述延遲時(shí)間在已設(shè)定的臨界值以上時(shí)產(chǎn)生抽出控制信號。
4.如權(quán)利要求3所述的圖像譯碼裝置，其特征在于，所述幀速變換部在所述延遲時(shí)間在臨界值以上時(shí)的幀為B幀的情況下產(chǎn)生抽出控制信號。
5.如權(quán)利要求2所述的圖像譯碼裝置，其特征在于，所述幀速變換部在所述延遲時(shí)間的符號為負(fù)并且絕對值在已設(shè)定的臨界值以上時(shí)產(chǎn)生的重復(fù)控制信號為負(fù)，絕對值在已設(shè)定的臨界值以上時(shí)產(chǎn)生重復(fù)控制信號。
6.如權(quán)利要求3或5所述的圖像譯碼裝置，其特征在于，所述臨界值根據(jù)所述輸入信號的幀速可以設(shè)定得略小。
7.如權(quán)利要求1所述的圖像譯碼裝置，其特征在于，所述幀速變換部包括計(jì)算所述臨界值的第一演算部；為使所述輸入信號以畫面顯示裝置的幀速輸出而計(jì)算延遲時(shí)間的第二演算部；輸入所述臨界值和延遲時(shí)間若所述延遲時(shí)間的符號為正并且絕對值比所述臨界值大則產(chǎn)生抽出控制信號的抽出決定部；輸入所述臨界值和延遲時(shí)間，若所述延遲時(shí)間的符號為負(fù)并且絕對值比所述臨界值大則產(chǎn)生重復(fù)控制信號的重復(fù)決定部。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像譯碼裝置，包括譯碼器、第一幀速發(fā)生器、第二幀速發(fā)生器、產(chǎn)生抽出控制信號或重復(fù)控制信號的幀速變換部、及畫面接續(xù)部。通過變換使具有與畫面顯示裝置不同幀速的圖像信號具有畫面顯示裝置的幀速，可以通過同一個(gè)畫面顯示裝置顯示具有與畫面顯示裝置不同幀速的圖像。
文檔編號H04N7/32GK1150367SQ96112869
公開日1997年5月21日 申請日期1996年9月23日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月29日
發(fā)明者林明植 申請人:三星電子株式會社