專利名稱：數(shù)字圖像編碼解碼方法及使用它的數(shù)字圖像編碼解碼裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于存儲(chǔ)或者傳送數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的編碼、解碼方法和裝置。特別涉及對(duì)圖像預(yù)測(cè)的活動(dòng)信息進(jìn)行編碼、解碼，高精度地生成預(yù)測(cè)圖像的方法和裝置。
背景技術(shù)：
為了有效地存儲(chǔ)或者傳送數(shù)字圖像數(shù)據(jù)，需要進(jìn)行壓縮編碼。
作為用于壓縮編碼數(shù)字圖像的方法，以往除以JPEG和MPEG為代表的離散余弦變換(DCT)外，還有Subband和Wearplate以及Flactale等的波形編碼方法。此外，在去除圖像間的冗余信號(hào)時(shí)，進(jìn)行使用活動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像間預(yù)測(cè)，對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行波形編碼。
這里，對(duì)以活動(dòng)補(bǔ)償為基礎(chǔ)的MPEG方式進(jìn)行說(shuō)明。將輸入圖像分割成多個(gè)16×16的宏塊進(jìn)行處理。1個(gè)宏塊進(jìn)一步分割成8×8的塊，在施行8×8的DCT后進(jìn)行量化。這稱為幀內(nèi)編碼。另一方面，以塊匹配為首的活動(dòng)檢測(cè)方法中，從時(shí)間上相鄰的其它幀內(nèi)檢測(cè)對(duì)象宏塊中誤差最小的預(yù)測(cè)宏塊，并基于檢測(cè)出的變化，從過(guò)去的圖像進(jìn)行活動(dòng)補(bǔ)償，取得最佳預(yù)測(cè)塊。表示誤差最小的預(yù)測(cè)宏塊的信號(hào)是活動(dòng)向量。接著，求出對(duì)應(yīng)于對(duì)象塊的預(yù)測(cè)塊的差分，進(jìn)行DCT，對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行量化，同時(shí)傳送或者存儲(chǔ)活動(dòng)信息。這稱為幀頻間編碼。
在接收側(cè)，在將被量化的變換系數(shù)復(fù)原到原來(lái)的差分信號(hào)后，根據(jù)活動(dòng)向量取得預(yù)測(cè)塊，并與差分信號(hào)相加，進(jìn)行圖像的再現(xiàn)。
雖然預(yù)測(cè)圖像的生成以塊為單位進(jìn)行，但也有取全景和變焦那樣圖像整體移動(dòng)的場(chǎng)合，并對(duì)這種場(chǎng)合圖像整體進(jìn)行活動(dòng)補(bǔ)償。活動(dòng)補(bǔ)償或者預(yù)測(cè)圖像的生成包括從單純平行移動(dòng)到帶有放大、縮小、旋轉(zhuǎn)等變形的各種情況。
式(1)到式(4)示出了表示移動(dòng)和變形的公式。(x,y)是象素的坐標(biāo)，(u,v)是變換后的坐標(biāo)，是(x,y)的活動(dòng)向量。其它的變量是表示移動(dòng)和變形的變換參數(shù)。
(u,v)=(x+e,y+f) (1)(u,v)=(ax+e,dy+f) (2)(u,v)=(ax+by+e,cx+dy+f) (3)(u,v)=(gx2+pxy+ry2+ax+by+e,hx2+qxy+sy2+cx+dy+f) (4)式(3)的變換稱為仿射變換，下面，以其為例進(jìn)行說(shuō)明。仿射變換的參數(shù)(a,b,c,d,e,f)能象以下所述那樣求得。
首先，將圖像分割成多個(gè)塊(2×2,4×4,8×8等)，用塊匹配的方法求得各塊的活動(dòng)向量。從求得的活動(dòng)向量中至少選擇3個(gè)可靠性高的，利用對(duì)6個(gè)式(3)的聯(lián)立方程式求解，得到仿射參數(shù)。為了減小誤差，通常選擇較多的點(diǎn)，用最小二乘法求得仿射參數(shù)。在預(yù)測(cè)圖像生成中使用這樣求得的仿射參數(shù)。為了在接收側(cè)也能同樣進(jìn)行預(yù)測(cè)圖像生成，需要傳送仿射參數(shù)。
但是，以往的幀間編碼以對(duì)象圖像和參照?qǐng)D像有相同的大小為前提，對(duì)不同大小的圖像不能充分適應(yīng)。
鄰接的2個(gè)圖像的大小的變化多數(shù)起因于該圖像中物體的活動(dòng)。例如，由于放下兩手站立的人物(圖7A)舉起兩手，圍住人物的長(zhǎng)方形大小發(fā)生變化(圖7B)。在考慮編碼效率時(shí)，為了減少活動(dòng)向量的編碼量，需要在同一坐標(biāo)空間變換對(duì)象圖像和參照?qǐng)D像。此外，由于圖像大小的變化，被分割的圖像的宏塊的配置變化。例如，從圖7A變化到圖7B時(shí)，因?yàn)閷⒑陦K701分成宏塊703和宏塊704兩個(gè)并進(jìn)行壓縮編碼，在圖7B的再現(xiàn)圖像中，人物的面孔上出現(xiàn)量化造成的垂直失真，使視覺(jué)上的圖像質(zhì)量降低。
為了高精度地進(jìn)行仿射變換，因仿射參數(shù)(a,b,c,d,e,f等)一般是小數(shù)點(diǎn)以下的實(shí)數(shù)，所以如果希望傳送精度高，則要用長(zhǎng)的位數(shù)進(jìn)行傳送。過(guò)去，因用固定長(zhǎng)度或者可變長(zhǎng)度編碼簡(jiǎn)單地量化并傳送仿射參數(shù)，所以使仿射變換的精度降低，不能得到高精度的仿射變換，不能生成所要的預(yù)測(cè)圖像。
由式(1)到(4)可知，變換參數(shù)的個(gè)數(shù)是2到10個(gè)或者更多。在傳送變換參數(shù)時(shí)，如果按照其最多的個(gè)數(shù)進(jìn)行編碼，則有在傳送參數(shù)少時(shí)傳送冗余碼的問(wèn)題。
發(fā)明概述本發(fā)明的第一個(gè)目的，是提供在仿射變換那樣其參數(shù)具有不是整數(shù)的多位數(shù)的場(chǎng)合，能用較少的數(shù)據(jù)傳送量實(shí)現(xiàn)正確變換的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)編碼、解碼裝置。
為達(dá)到這種目的，本發(fā)明的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置，包括對(duì)輸入圖像進(jìn)行編碼并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的圖像壓縮手段；對(duì)將該圖像壓縮手段壓縮后的圖像解碼而得到的圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，輸出因進(jìn)行該坐標(biāo)變換而產(chǎn)生的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換手段；從這種坐標(biāo)變換手段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)的變換參數(shù)生成手段；用由這種變換參數(shù)生成手段生成的變換參數(shù)，從輸入圖像生成預(yù)測(cè)圖像的預(yù)測(cè)圖像生成手段；傳送所述壓縮圖像和坐標(biāo)數(shù)據(jù)的傳送手段。
此外，數(shù)字圖像解碼裝置，包括輸入壓縮圖像數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行可變長(zhǎng)度解碼的可變長(zhǎng)度解碼手段；從所述可變長(zhǎng)度解碼手段解碼后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)的變換參數(shù)生成手段；用由所述變換參數(shù)生成手段生成的變換參數(shù)，生成預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)圖像生成手段；對(duì)來(lái)自所述預(yù)測(cè)圖像生成手段的預(yù)測(cè)圖像和進(jìn)行所述可變長(zhǎng)度解碼后的壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算，從而生成解碼圖像的加法運(yùn)算手段。
具體地說(shuō)，這是變換參數(shù)生成手段從N個(gè)(N是自然數(shù))象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，生成變換參數(shù)的數(shù)字圖像編碼、解碼裝置。此外，這是變換參數(shù)生成手段輸入大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像設(shè)定共同空間坐標(biāo)，并對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，用規(guī)定的的方法進(jìn)行壓縮編碼，生成第1到第N個(gè)壓縮圖像，而且對(duì)所述第1到第N個(gè)壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，在生成第1到第N個(gè)擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)，同時(shí)輸出將所述第1到第N個(gè)擴(kuò)展圖像變換成所述共同空間坐標(biāo)生成的變換參數(shù)的數(shù)字圖像編碼、解碼裝置。
本發(fā)明的第二個(gè)目的，是特別提供作為坐標(biāo)數(shù)據(jù)，傳送大小不同的圖像進(jìn)行預(yù)測(cè)編碼時(shí)，將對(duì)象圖像和參照?qǐng)D像變換成相同坐標(biāo)空間的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而改善活動(dòng)檢測(cè)的精度，同時(shí)減少活動(dòng)向量的編碼量，謀得提高圖像質(zhì)量的數(shù)字圖像編碼、解碼裝置。
為達(dá)到這種目的，本發(fā)明的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置，
輸入大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，對(duì)第1到第N個(gè)對(duì)象圖像設(shè)定共同空間坐標(biāo)，并對(duì)第1對(duì)象圖像，用規(guī)定的的方法進(jìn)行壓縮編碼，生成第1壓縮圖像后，對(duì)第1壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成共同空間坐標(biāo)，生成第1擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)將第1擴(kuò)展圖像變換成共同空間坐標(biāo)而生成的第1偏移信號(hào)(座標(biāo)數(shù)據(jù))進(jìn)行編碼，并與第1壓縮圖像一起傳送，對(duì)第n(n=2,3,……,N)對(duì)象圖像，變換成共同空間坐標(biāo)，參照第(n-1)的擴(kuò)展圖像生成預(yù)測(cè)圖像，由第n對(duì)象圖像和預(yù)測(cè)圖像生成差分圖像并進(jìn)行壓縮編碼，生成第n壓縮圖像后，對(duì)第n壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成共同空間坐標(biāo)，生成第n擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)同時(shí)對(duì)將第n擴(kuò)展圖像變換成共同空間坐標(biāo)而生成的第n偏移信號(hào)(座標(biāo)數(shù)據(jù))進(jìn)行編碼后，與第n壓縮圖像一起傳送。
本發(fā)明的圖像預(yù)測(cè)解碼裝置，包括輸入端、數(shù)據(jù)分析器、解碼器、加法運(yùn)算器、坐標(biāo)變換器、活動(dòng)補(bǔ)償器和幀存儲(chǔ)器，在輸入端上對(duì)大小不同的從第1到第N個(gè)對(duì)象圖像進(jìn)行編碼，輸入包含將第n(n=1,2,3,……,N)對(duì)象圖像變換成共同空間坐標(biāo)而生成的第n偏移信號(hào)的第1到第N個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)分析器分析第1壓縮圖像數(shù)據(jù)，輸出第1壓縮圖像信號(hào)和第1偏移信號(hào)，將第1壓縮圖像信號(hào)輸入到解碼器，復(fù)原為第1再現(xiàn)圖像后，用坐標(biāo)變換器以第1偏移信號(hào)為基礎(chǔ)，使第1再現(xiàn)圖像坐標(biāo)變換后，存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中，又對(duì)第n(n=2,3,………,N)壓縮圖像數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)分析器分析第n壓縮圖像數(shù)據(jù)。輸出第n壓縮圖像信號(hào)和第n偏移信號(hào)以及第n活動(dòng)信號(hào)，將第n壓縮圖像信號(hào)輸入到解碼器中，復(fù)原為第n擴(kuò)展差分圖像，將第n偏移信號(hào)和第n活動(dòng)信號(hào)輸入到活動(dòng)補(bǔ)償器中，以第n偏移信號(hào)和第n活動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)，從存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的第(n-1)再現(xiàn)圖像取得第n預(yù)測(cè)圖像，在用加法運(yùn)算器對(duì)第n擴(kuò)展差分圖像和第n預(yù)測(cè)圖像進(jìn)行加法運(yùn)算，復(fù)原為第n再現(xiàn)圖像并輸出，同時(shí)在坐標(biāo)變換器以第n偏移信號(hào)為基礎(chǔ)使第n再現(xiàn)圖像坐標(biāo)變換后，存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中。
本發(fā)明的第三個(gè)目的，是提供作為坐標(biāo)數(shù)據(jù)，高精度傳送包含在傳送數(shù)據(jù)中的進(jìn)行仿射變換時(shí)的仿射變換參數(shù)，能生成高精度的預(yù)測(cè)圖像的數(shù)字圖像編碼、解碼裝置。
采用本發(fā)明，則在包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器的數(shù)字圖像解碼裝置中，將數(shù)據(jù)輸入到可變長(zhǎng)度解碼單元中，從數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)分出坐標(biāo)數(shù)據(jù)并輸入到變換參數(shù)生成單元，在差分圖像生成單元擴(kuò)展差分圖像數(shù)據(jù)，并傳送到加法運(yùn)算單元，在變換參數(shù)生成單元從坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)，并傳送到預(yù)測(cè)圖像生成單元，在預(yù)測(cè)圖像生成單元從變換參數(shù)和幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到加法運(yùn)算單元中，加法運(yùn)算單元將預(yù)測(cè)圖像與被擴(kuò)展的差分圖像相加，生成圖像并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中。
前述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，或者是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值，或者是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，或者是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)和預(yù)測(cè)值的差分值，這種預(yù)測(cè)值是規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，或者是前幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)。
采用本發(fā)明，則數(shù)字圖像編碼裝置，包括變換參數(shù)推定單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元、第1加法運(yùn)算單元、差分圖像壓縮單元、差分圖像擴(kuò)展單元、第2加法運(yùn)算單元、幀存儲(chǔ)器和傳送單元，輸入數(shù)字圖像，在變換參數(shù)推定單元從存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的圖像和數(shù)字圖像推定變換參數(shù)，將所推定的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的圖像輸入到預(yù)測(cè)圖像生成單元中，根據(jù)所推定的變換參數(shù)生成預(yù)測(cè)圖像，在第1加法運(yùn)算單元求得數(shù)字圖像和預(yù)測(cè)圖像的差分，用差分圖像壓縮單元壓縮成壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)，送到傳送單元，同時(shí)差分圖像擴(kuò)展單元將壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展成擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)，在第2加法運(yùn)算單元與預(yù)測(cè)圖像相加后，存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器，在這種數(shù)字圖像編碼裝置中，從變換參數(shù)推定單元將坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到傳送單元，與壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
前述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由變換參數(shù)變換N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，或者是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)的差分，或者是由變換參數(shù)變換規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，并且是N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)的差分，或者是由N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分。
采用本發(fā)明，則數(shù)字圖像解碼裝置，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到可變長(zhǎng)度解碼單元，從數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)將坐標(biāo)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入到變換參數(shù)生成單元中，在差分圖像擴(kuò)展單元擴(kuò)展差分圖像，并傳送到加法運(yùn)算單元，在變換參數(shù)生成單元根據(jù)變換參數(shù)的個(gè)數(shù)切換變換參數(shù)生成方法，從坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)，并傳送到預(yù)測(cè)圖像生成單元，在預(yù)測(cè)圖像生成單元從變換參數(shù)和幀存儲(chǔ)器輸入的圖像、生成預(yù)測(cè)圖像并傳送到加法運(yùn)算單元中，加法運(yùn)算單元將預(yù)測(cè)圖像與被擴(kuò)展的差分圖像相加，生成圖像生成并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中。
前述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，或者坐標(biāo)數(shù)據(jù)是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)差分，或者坐標(biāo)數(shù)據(jù)是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)圖像的坐標(biāo)點(diǎn)的差分和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)差分，或者坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，或者坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的差分，或者坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分。
原樣地傳送變換參數(shù)時(shí)，在用圖像尺寸使變換參數(shù)倍增后，進(jìn)行量化，加以編碼，或者求得變換參數(shù)的最大值的指數(shù)部分，用指數(shù)部分將變換參數(shù)歸一化，并傳送指數(shù)部分和歸一化后的變換參數(shù)。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1表示基于本發(fā)明實(shí)施例1的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置的方框圖。
圖2A表示本發(fā)明實(shí)施例1、2中圖像坐標(biāo)變換的第一模式圖。
圖2B表示本發(fā)明實(shí)施例1、2中圖像坐標(biāo)變換的第一模式圖。
圖2C表示本發(fā)明實(shí)施例1、2中圖像坐標(biāo)變換的第一模式圖。
圖3表示基于本發(fā)明實(shí)施例1的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置的編碼圖像數(shù)據(jù)序列的模式圖。
圖4A表示本發(fā)明實(shí)施例1、2中圖像坐標(biāo)變換的第二模式圖。
圖4B表示本發(fā)明實(shí)施例1、2中圖像坐標(biāo)變換的第二模式圖。
圖5表示基于本發(fā)明實(shí)施例2的圖像預(yù)測(cè)解碼裝置的方框圖。
圖6A表示在本發(fā)明實(shí)施例1、2中被分割的圖像的模式圖。
圖6B表示在本發(fā)明實(shí)施例1、2中被分割的圖像的模式圖。
圖7A表示在以往的方法中被分割的圖像的模式圖。
圖7B表示在以往的方法中被分割的圖像的模式圖。
圖8表示本發(fā)明實(shí)施例3的數(shù)字圖像解碼裝置的方框圖。
圖9表示本發(fā)明實(shí)施例3的數(shù)字圖像編碼裝置的方框圖。
圖10表示本發(fā)明實(shí)施例4的數(shù)字圖像解碼裝置的方框圖。
圖11表示本發(fā)明實(shí)施例5的數(shù)字圖像解碼裝置的方框圖。
圖12表示本發(fā)明實(shí)施例5的數(shù)字圖像編碼裝置的方框圖。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式下面，參照附圖1到附圖12對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1表示基于本發(fā)明實(shí)施例1的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置的方框圖，在圖1中，101是輸入端，102是第1加法運(yùn)算器，103是編碼器，106是輸出端，107是解碼器，110是第2加法運(yùn)算器，111是第1坐標(biāo)變換器，112是第2坐標(biāo)變換器，113是活動(dòng)檢測(cè)器，114是活動(dòng)補(bǔ)償器，115是幀存儲(chǔ)器。
下面，對(duì)前述結(jié)構(gòu)的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在輸入端101上輸入大小不同的從第1到第N的對(duì)象圖像。根據(jù)圖像的長(zhǎng)度決定N。首先，在輸入端101上輸入第1對(duì)象圖像，通過(guò)第1加法運(yùn)算器102后，用編碼器103進(jìn)行壓縮編碼。這種場(chǎng)合，第一加法運(yùn)算器102不作減法運(yùn)算。在本實(shí)施例中，將對(duì)象圖像分割成多個(gè)鄰接的塊(8×8象素)，用離散余弦變換器(DCT)104，將空間區(qū)域的信號(hào)變換成頻率區(qū)域的信號(hào)，并生成變換塊。量化器(Q)105對(duì)變換塊進(jìn)行量化，生成第1壓縮圖像，并輸出到輸出端106中，變換成固定長(zhǎng)度或者可變長(zhǎng)度的編碼進(jìn)行傳送(未圖示)。同時(shí)，用解碼器107將第1壓縮圖像復(fù)原為擴(kuò)展圖像。在本實(shí)施例中，由反量化器IQ(108)進(jìn)行反量化后，在反離散余弦變換器(IDCT)109變換成空間信號(hào)，用第1坐標(biāo)變換器111對(duì)這樣得到的再現(xiàn)圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，形成第1再現(xiàn)圖像并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器115中。
下面，對(duì)第1坐標(biāo)變換器111的操作進(jìn)行說(shuō)明。以圖2A為第1對(duì)象圖像。圖像201的象素a1在坐標(biāo)系203中具有(0,0)的坐標(biāo)。在圖2C中設(shè)定新的坐標(biāo)系205。這種坐標(biāo)系也可以是顯示畫(huà)面的坐標(biāo)系，或者也可以是以對(duì)象圖像的中心點(diǎn)為原點(diǎn)的坐標(biāo)系。對(duì)任何一種場(chǎng)合，坐標(biāo)系205都在開(kāi)始編碼前被預(yù)先設(shè)定。圖2C示出了將對(duì)象圖像201映射到坐標(biāo)系205。利用這種坐標(biāo)變換，對(duì)象圖像201的象素a1的坐標(biāo)成為(x_a,y_a)。此外，有時(shí)也進(jìn)行包含旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)變換。將x_a,y_a的值編碼成8位固定長(zhǎng)度，并與第1壓縮圖像一起傳送。
接著，將第n(n=2,3,………,N)個(gè)對(duì)象圖像輸入到輸入端101中。通過(guò)導(dǎo)線126，將第n個(gè)對(duì)象圖像輸入到第2坐標(biāo)變換器112，并變換到坐標(biāo)系205中。以圖2B的圖像202作為第n個(gè)對(duì)象圖像。將其映射到坐標(biāo)系205，將象素b1的坐標(biāo)變換成(x_b,y_b)(圖2C)。被坐標(biāo)變換后的對(duì)象圖像202又輸入到活動(dòng)檢測(cè)器113，分割成多個(gè)塊，參照存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器115中的第(n-1)個(gè)再現(xiàn)圖像，用塊匹配等方法進(jìn)行活動(dòng)檢測(cè)，并生成活動(dòng)向量。將生成的活動(dòng)向量在導(dǎo)線128上輸出，進(jìn)行編碼并傳送(未圖示)，同時(shí)傳送到補(bǔ)償器114中，對(duì)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器115中的第(n-1)個(gè)再現(xiàn)圖像進(jìn)行訪問(wèn)，生成預(yù)測(cè)塊。例如，在USP5,193,004中公開(kāi)了關(guān)于活動(dòng)檢測(cè)和活動(dòng)補(bǔ)償?shù)膶?shí)施例。
在第1加法運(yùn)算器102上輸入第n個(gè)對(duì)象圖像的塊及其預(yù)測(cè)塊，生成差分塊。用編碼器103壓縮差分塊，生成第n個(gè)壓縮圖像，并輸出到輸出端106上，同時(shí)用解碼器107復(fù)原成擴(kuò)展差分塊。在第2加法運(yùn)算器110將通過(guò)導(dǎo)線125傳送擴(kuò)展預(yù)測(cè)塊與擴(kuò)展差分塊相加，對(duì)圖像進(jìn)行再現(xiàn)。將這樣再現(xiàn)的圖像輸入到第1坐標(biāo)變換器111中，進(jìn)行與圖2C的圖像202相同的坐標(biāo)變換，并作為第n個(gè)再現(xiàn)圖像存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器115中，同時(shí)對(duì)象素b1的坐標(biāo)(x_b,y_b)進(jìn)行編碼，并與第n個(gè)壓縮圖像一起傳送。
圖3表示基于本發(fā)明實(shí)施例的圖像預(yù)測(cè)編碼裝置的編碼圖像數(shù)據(jù)序列的模式圖。在編碼圖像數(shù)據(jù)的前頭是圖像同步信號(hào)303，接著是基于坐標(biāo)變換的參數(shù)x_a(304)、y_a(305)，圖像的尺寸306、307，量化中所用量化級(jí)的值308。然后接著活動(dòng)向量和圖像的壓縮數(shù)據(jù)。也就是說(shuō)，傳送作為坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳，傳送x_a(304)、y_a(305)和圖像的尺寸306、307。
圖4表示本發(fā)明實(shí)施例的圖像坐標(biāo)變換的其它形態(tài)。這種場(chǎng)合，將對(duì)象圖像分割成多個(gè)區(qū)域，并對(duì)各區(qū)域分別進(jìn)行坐標(biāo)變換。例如，將圖像201分割成三個(gè)區(qū)域R1,R2,R3，在壓縮、擴(kuò)展各區(qū)域后，用第1坐標(biāo)變換器111分別使被再現(xiàn)的R1,R2,R3的區(qū)域坐標(biāo)變換，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器115中。同時(shí)編碼并傳送在坐標(biāo)變換中使用的參數(shù)(x_a1,y_a1),(x_a2,y_a2),(x_a3,y_a3)。
接著，輸入圖像202，分割成區(qū)域R4,R5,R6，用第2坐標(biāo)變換器112對(duì)各自的區(qū)域進(jìn)行坐標(biāo)變換。對(duì)各坐標(biāo)變換后的區(qū)域，參照存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器115中的區(qū)域進(jìn)行活動(dòng)檢測(cè)和活動(dòng)補(bǔ)償，生成預(yù)測(cè)信號(hào)，并在第1加法運(yùn)算器102生成差分信號(hào)，進(jìn)行壓縮、擴(kuò)展后，在第2加法運(yùn)算器與預(yù)測(cè)信號(hào)相加。對(duì)這樣再現(xiàn)的各區(qū)域分別進(jìn)行坐標(biāo)變換，并存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器115中。同時(shí)編碼并傳送在坐標(biāo)變換中使用的參數(shù)(x_b1,y_b1),(x_b2,y_b2),(x_b3,y_b3)。
借助于將大小不同的圖像變換成共同的空間坐標(biāo)，能提高活動(dòng)檢測(cè)的精度，同時(shí)能減少活動(dòng)向量的編碼量并改善圖像質(zhì)量。借助于讓圖6A和圖6B的圖像在點(diǎn)605上坐標(biāo)一致，使塊601和塊603、塊602和塊604重合，所以能正確地確定活動(dòng)檢測(cè)。在本例中，因塊603和塊604的活動(dòng)向量值接近于0，所以能減少活動(dòng)向量的編碼量。對(duì)于一般的圖像，可以說(shuō)相鄰的兩個(gè)圖像也是這樣。與圖7B不同，圖6B中臉部在一個(gè)塊內(nèi)，所以臉不會(huì)出現(xiàn)量化帶來(lái)的垂直失真。
實(shí)施例2圖5表示基于本發(fā)明實(shí)施例2的圖像預(yù)測(cè)解碼裝置的方框圖。在圖5中，501是輸入端，502是數(shù)據(jù)分析器，503是解碼器，506是加法運(yùn)算器，507是輸出端，508是坐標(biāo)變換器，509是活動(dòng)檢測(cè)器，510是幀存儲(chǔ)器。
下面，對(duì)前述結(jié)構(gòu)的圖像預(yù)測(cè)解碼裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。在輸入端501上對(duì)大小不同的從第1到第N的對(duì)象圖像進(jìn)行編碼，輸入包含將第n(n=1,2,3,……,N)個(gè)對(duì)象圖像變換成共同空間坐標(biāo)所生成的第n個(gè)變換參數(shù)的從第1到第N個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)。圖3的模式圖示出了壓縮圖像數(shù)據(jù)的一例。用數(shù)據(jù)分析器502分析輸入后的壓縮圖像數(shù)據(jù)。
首先，用數(shù)據(jù)分析器502分析第1個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)，將第1壓縮圖像輸出到解碼器503中。通過(guò)導(dǎo)線520，將進(jìn)行共同空間坐標(biāo)變換所生成的第1個(gè)變換參數(shù)(圖2C的x_a,y_a)送到坐標(biāo)變換器508中。在解碼器503，將第1個(gè)壓縮圖像復(fù)原成擴(kuò)展圖像，并輸出到輸出端508中。在本實(shí)施例中，進(jìn)行反量化，施行IDCT，并復(fù)原成空間區(qū)域的信號(hào)。在坐標(biāo)變換器508，以第1個(gè)變換參數(shù)為基礎(chǔ)，將擴(kuò)展圖像映射到共同空間坐標(biāo)系，作為第1個(gè)再現(xiàn)圖像輸出，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器510中。關(guān)于坐標(biāo)變換，與實(shí)施例1中的說(shuō)明相同。
接著，用數(shù)據(jù)分析器502分析第n(n=1,2,3,……,N)個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)，將第n個(gè)壓縮差分圖像輸出到解碼器503中。通過(guò)導(dǎo)線521將生成的第n個(gè)活動(dòng)數(shù)據(jù)送到活動(dòng)補(bǔ)償器509中，通過(guò)導(dǎo)線502將進(jìn)行共同空間坐標(biāo)變換所生成的第n個(gè)變換參數(shù)(相當(dāng)于圖2C的x_b,y_b)送到坐標(biāo)變換器508和活動(dòng)補(bǔ)償器509。在解碼器503中，將第n個(gè)壓縮差分圖像復(fù)原成第n個(gè)擴(kuò)展差分圖像，并輸出到加法運(yùn)算器506。在本實(shí)施例中，將對(duì)象塊的差分信號(hào)進(jìn)行反量化并進(jìn)行IDCT后，作為擴(kuò)展差分塊輸出。另一方面，在活動(dòng)補(bǔ)償器509中，用第n個(gè)變換參數(shù)和該塊的活動(dòng)向量，從幀存儲(chǔ)器510取得預(yù)測(cè)塊。在本實(shí)施例中，用變換參數(shù)變換對(duì)象塊的坐標(biāo)，即借助于在對(duì)象塊的坐標(biāo)上加上第n個(gè)變換參數(shù)(例如圖2C的x_b,y_b)，并在其和上加上活動(dòng)向量，決定幀存儲(chǔ)器510的地址。將這樣得到的預(yù)測(cè)塊送到加法運(yùn)算器506中，與擴(kuò)展差分塊相加，并對(duì)圖像進(jìn)行再現(xiàn)。將被再現(xiàn)的圖像輸出到輸出端507，同時(shí)在坐標(biāo)變換器508用第n個(gè)變換參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)變換，并存儲(chǔ)到幀存儲(chǔ)器510中。
此外，不用坐標(biāo)變換器508，而在活動(dòng)補(bǔ)償器509或者其前后添加具有在對(duì)象塊的坐標(biāo)上加上第n個(gè)圖像和第n-1個(gè)圖像的變換參數(shù)的差分(x_b-x_a,y_b-y_a)，并在其上加上活動(dòng)向量的功能的其它裝置，決定幀存儲(chǔ)器510地址，當(dāng)然也有相同的效果。
下面，考慮在輸入端501上輸入其它的壓縮圖像數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。也就是說(shuō)，將大小不同的從第1到第N個(gè)對(duì)象圖像分割成多個(gè)對(duì)象區(qū)域并進(jìn)行編碼，并輸入包含將各對(duì)象區(qū)域變換成共同空間坐標(biāo)所生成的變換參數(shù)的從第1到第N個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)。
首先，用數(shù)據(jù)分析器502對(duì)第1壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將第m(m=1,2,3,……,M)個(gè)壓縮區(qū)域輸出到解碼器503。在圖4A中M=3。通過(guò)導(dǎo)線520將進(jìn)行共同空間坐標(biāo)變換所生成的第m個(gè)變換參數(shù)(圖4A的x_am,y_am,m=1,2,3)送到坐標(biāo)變換器508。在解碼器503，將第m個(gè)壓縮區(qū)域復(fù)原成第m個(gè)擴(kuò)展區(qū)域，并輸出到輸出端507上。同時(shí)，將第m個(gè)擴(kuò)展區(qū)域輸入到坐標(biāo)變換器508。這里，以第m個(gè)變換參數(shù)為基礎(chǔ)，將第m個(gè)擴(kuò)展區(qū)域映射到共同空間坐標(biāo)系，作為第m個(gè)再現(xiàn)區(qū)域輸出，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器510中。方法與前文所述相同。
接著，用數(shù)據(jù)分析器502對(duì)第n(n=2,3,……,N)個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將其中的第k(k=1,2,3,………,K)個(gè)壓縮差分區(qū)域輸出到解碼器503中。在圖4A中K=3。通過(guò)導(dǎo)線521將對(duì)應(yīng)的活動(dòng)數(shù)據(jù)送到活動(dòng)檢測(cè)器509，并將進(jìn)行共同空間坐標(biāo)變換所生成的第k個(gè)變換參數(shù)(圖4B的x_bk,y_bk,k=1,2,3)送到坐標(biāo)變換器508和活動(dòng)補(bǔ)償器509。在解碼器503，將第k個(gè)壓縮差分區(qū)域復(fù)原成第k個(gè)擴(kuò)展差分區(qū)域，并輸出到加法運(yùn)算器506。在本實(shí)施例中，將對(duì)象塊的差分信號(hào)進(jìn)行反量化并進(jìn)行IDCT后，作為擴(kuò)展差分塊輸出。另一方面，在活動(dòng)補(bǔ)償器509中，用第k個(gè)變換參數(shù)和相當(dāng)塊的活動(dòng)向量，從幀存儲(chǔ)器510取得預(yù)測(cè)塊。在本實(shí)施例中，用第k個(gè)變換參數(shù)變換對(duì)象塊的坐標(biāo)，即借助于在對(duì)象塊的坐標(biāo)上加上第k個(gè)變換參數(shù)(例如圖4B的x_bk,y_bk,k=1,2,3)，并在其和上加上活動(dòng)向量，決定幀存儲(chǔ)器510的地址。將這樣得到的預(yù)測(cè)塊送到加法運(yùn)算器506，與擴(kuò)展差分塊相加，并對(duì)圖像進(jìn)行再現(xiàn)。在將被再現(xiàn)的圖像輸出到輸出端507的同時(shí)，用坐標(biāo)變換器508使該圖像坐標(biāo)變換，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器510中。
實(shí)施例3圖8表示本發(fā)明實(shí)施例3的解碼裝置的方框圖。包括輸入端801、可變長(zhǎng)度解碼器802、差分圖像擴(kuò)展單元803、加法運(yùn)算器804、輸出端805、變換參數(shù)生成單元806、幀存儲(chǔ)器807和預(yù)測(cè)圖像生成單元808。
將被壓縮編碼的數(shù)據(jù)輸入到輸入端801上。在可變長(zhǎng)度解碼器802，分析輸入數(shù)據(jù)，分離差分圖像數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并通過(guò)導(dǎo)線8002和8003分別送到差分圖像擴(kuò)展單元803和變換參數(shù)生成單元806中。在差分圖像數(shù)據(jù)中包含進(jìn)行過(guò)DCT且量化的變換系數(shù)和量化寬度。在差分圖像擴(kuò)展單元803，利用量化寬度，將變換系數(shù)反量化后進(jìn)行逆DCT，并擴(kuò)展成差分圖像。
另一方面，在坐標(biāo)數(shù)據(jù)中包含用于生成變換參數(shù)的數(shù)據(jù)，用變換參數(shù)生成單元806生成變換參數(shù)。例如，在式(3)所示的仿射變換的場(chǎng)合，生成(a,b,c,d,e,f)。下面，說(shuō)明其詳況。
將變換參數(shù)生成單元806生成的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的圖像輸入到預(yù)測(cè)圖像生成單元808。在式(3)所示的仿射變換的場(chǎng)合。按照式(3)，使用從變換參數(shù)生成單元806送來(lái)的(a,b,c,d,e,f)，在(x,y)處的象素的預(yù)測(cè)值變?yōu)榇鎯?chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的圖像(u,v)中的象素。對(duì)于式(1)、式(2)、式(4)的場(chǎng)合也相同。
將這樣生成的預(yù)測(cè)圖像送到加法運(yùn)算單元804，與差分圖像并對(duì)圖像進(jìn)行再現(xiàn)。被再現(xiàn)的圖像輸出到輸出端805，同時(shí)存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器807中。
前述的坐標(biāo)數(shù)據(jù)能取多種形態(tài)，下面進(jìn)行說(shuō)明。
考慮坐標(biāo)數(shù)據(jù)由N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換該N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)組成的場(chǎng)合。這里，N是用于求得變換參數(shù)所需的點(diǎn)的個(gè)數(shù)。因在仿射參數(shù)的場(chǎng)合有6個(gè)參數(shù)，為了求得6個(gè)變量，需要6個(gè)式子。因在一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)上有(x,y)的分量，所以如果N=3，則能解6個(gè)仿射變換參數(shù)。在式(1)的場(chǎng)合，N=1，式(2)的場(chǎng)合，N=2，式(4)的場(chǎng)合，N=5。N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)是活動(dòng)向量，相當(dāng)于從式(1)到式(4)的左邊的(u,v)。
在仿射變換的場(chǎng)合，通過(guò)導(dǎo)線8003,3個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(x0,y0)、(x1,y1)、(x2,y2)和變換后坐標(biāo)點(diǎn)(u0,v0)、(u1,v1)、(u2,v2)輸入到變換參數(shù)生成單元806中。在變換參數(shù)生成單元806，借助于求解式(5)的聯(lián)立方程式，能得到仿射參數(shù)。
(u0,v0)=(ax0+by0+e,cx0+dy0+f)(u1,v1)=(ax1+by1+e,cx1+dy1+f)(5)(u2,v2)=(ax2+by2+e,cx2+dy2+f)此外，能用更多的坐標(biāo)數(shù)據(jù)求得變換參數(shù)。在其它的場(chǎng)合也能同樣解變換參數(shù)。借助于很好地選擇N個(gè)(x,y)能求得非常高精度的變換參數(shù)。正交配置的N個(gè)(x,y)是令人滿意的。
此外，對(duì)變換后坐標(biāo)點(diǎn)(u0,v0)、(u1,v1)、(u2,v2)求對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)點(diǎn)(x0,y0)、(x1,y1)、(x2,y2)時(shí)，也可以用式(6)的聯(lián)立方程式代替式(5)。
(x0,y0)=(Au0+Bv0+E,Cu0+Dv0+F)(x1,y1)=(Au1+Bv1+E,Cu1+Dv1+F)(6)(x2,y2)=(Au2+Bv2+E,Cu2+Dv2+F)接著，考慮坐標(biāo)數(shù)據(jù)由N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換該N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值的場(chǎng)合。在用于取差分的預(yù)測(cè)值是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)的場(chǎng)合，用變換參數(shù)生成單元806對(duì)N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值進(jìn)行加法運(yùn)算，由N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)。此外，在用于取差分的預(yù)測(cè)值是前幀的N個(gè)象素的變換后坐標(biāo)點(diǎn)的場(chǎng)合，用變換參數(shù)生成單元806對(duì)前幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值進(jìn)行加法運(yùn)算，由N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)。將加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)作為下一個(gè)幀的預(yù)測(cè)值預(yù)先進(jìn)行存儲(chǔ)。
接著，考慮坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的場(chǎng)合。規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)是預(yù)先確定的坐標(biāo)點(diǎn)，不必進(jìn)行傳送。用變換參數(shù)生成單元806，由規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)。
接著，考慮坐標(biāo)點(diǎn)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值的場(chǎng)合。在用于取差分的預(yù)測(cè)值是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)的場(chǎng)合，用變換參數(shù)生成單元806對(duì)N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值進(jìn)行加法運(yùn)算，由N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)。此外，在用于取差分的預(yù)測(cè)值是前幀的N個(gè)象素的變換后坐標(biāo)點(diǎn)的場(chǎng)合，用變換參數(shù)生成單元806對(duì)前幀的N個(gè)象素的變換后坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值進(jìn)行加法運(yùn)算，由N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)。將加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)作為下一個(gè)幀的預(yù)測(cè)值預(yù)先進(jìn)行存儲(chǔ)。
圖9表示本發(fā)明實(shí)施例3的編碼裝置的方框圖。包括輸入端901、變換參數(shù)推定單元903、預(yù)測(cè)圖像生成單元908、第1加法運(yùn)算單元904、差分圖像壓縮單元905、差分圖像擴(kuò)展單元910、第2加法運(yùn)算單元911、幀存儲(chǔ)器909和傳送單元906。將數(shù)字圖像輸入到輸入端901上，用變換參數(shù)推定單元903，由存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的圖像和數(shù)字圖像推定變換參數(shù)。關(guān)于仿射參數(shù)的推定方法與前文所述相同。
此外，也可以用其原圖像代替存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中的圖像。通過(guò)導(dǎo)線9002將用變換參數(shù)推定單元903推定的變換參數(shù)送到預(yù)測(cè)圖像生成單元908中。通過(guò)導(dǎo)線9009將用變換參數(shù)變換的坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到傳送單元906中。關(guān)于坐標(biāo)數(shù)據(jù)，如前所述也可以具有多種形態(tài)。在預(yù)測(cè)圖像生成單元908，輸入被推定的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器909中的圖像，并根據(jù)被推定的變換參數(shù)，如前所述地生成預(yù)測(cè)圖像。接著，用第1加法運(yùn)算單元904，求得數(shù)字圖像和預(yù)測(cè)圖像的差分，用差分圖像壓縮單元905，對(duì)差分圖像進(jìn)行DCT后量化。同時(shí)，用差分圖像擴(kuò)展單元910，將壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展成擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)。在差分圖像擴(kuò)展單元910施行反量化和反DCT。用第2加法運(yùn)算單元，對(duì)擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)和預(yù)測(cè)圖像進(jìn)行加法運(yùn)算，并存儲(chǔ)在幀存儲(chǔ)器中。在傳送單元906，對(duì)壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)、量化寬度、坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并加以復(fù)接后進(jìn)行傳送和存儲(chǔ)。
實(shí)施例4圖10表示本發(fā)明實(shí)施例4的數(shù)字圖像解碼裝置。包括輸入端1001、可變長(zhǎng)度解碼單元1002、差分圖像擴(kuò)展單元1003、加法運(yùn)算單元1004、變換參數(shù)生成單元1006、預(yù)測(cè)圖像生成單元1008和幀存儲(chǔ)器1007?；緞?dòng)作與圖8相同。僅對(duì)不同的地方進(jìn)行說(shuō)明。變換參數(shù)生成單元1006形成能生成多種變換參數(shù)的結(jié)構(gòu)。參數(shù)生成單元1006a包括式(2)所示的參數(shù)(a,e,d,f)，參數(shù)生成單元1006b包括式(3)所示的參數(shù)(a,b,c,d,e,f)，參數(shù)生成單元1006c包括式(4)所示的參數(shù)(g,p,r,a,b,e,h,q,s,c,d,f)。如果式(2)有2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，式(3)有6個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，式(4)有12個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，則能生成參數(shù)。這種坐標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)通過(guò)導(dǎo)線10010控制開(kāi)關(guān)1009和1010。當(dāng)坐標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)是2時(shí)，將開(kāi)關(guān)1009和1010分別與端子1011a和1012a連接，通過(guò)導(dǎo)線10003將坐標(biāo)數(shù)據(jù)送到參數(shù)生成單元1006a中，借助于求解聯(lián)立方程式，生成式(2)的參數(shù)，并從端子1012a輸出。當(dāng)坐標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)是3、6時(shí)，分別與參數(shù)生成單元1006b和1006c連接。這樣，根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)信息，知道傳送的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的種類，能切換并生成變換參數(shù)。通過(guò)導(dǎo)線10003的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的形態(tài)如前所述。此外，在已知從式(2)到式(4)的右邊的(x,y)的場(chǎng)合，因不必進(jìn)行傳送，所以通過(guò)導(dǎo)線10010的坐標(biāo)點(diǎn)的個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)于式(2)是1、對(duì)應(yīng)于式(3)是3、對(duì)應(yīng)于式(4)是6。此外，變換參數(shù)生成單元不限于3，也可以是大于3。
實(shí)施例5圖11和圖12表示本發(fā)明實(shí)施例5的數(shù)字圖像解碼裝置和編碼裝置的方框圖?；旧吓c圖8和圖9相同。不同的地方是用變換參數(shù)擴(kuò)展單元1106代替變換參數(shù)生成單元806，此外，變換參數(shù)推定單元903與1203的動(dòng)作有些不同。下面，對(duì)此進(jìn)行說(shuō)明。在圖12的變換參數(shù)推定單元1203推定變換參數(shù)，乘以圖像尺寸進(jìn)行倍增，并在量化后、通過(guò)導(dǎo)線12009傳送到傳送單元1206中。變換參數(shù)是實(shí)數(shù)值，倍增后需要進(jìn)一步取整數(shù)。在仿射參數(shù)的場(chǎng)合，需要高精度地表現(xiàn)(a,b,c,d)。a和c是垂直坐標(biāo)參數(shù)，乘以圖像的垂直象素?cái)?shù)V。b與d是水平坐標(biāo)的參數(shù)，乘以圖像的水平象素?cái)?shù)H。如式(4)所示，在有二次項(xiàng)的場(chǎng)合，同樣能使起倍增作用圖像尺寸形成二次項(xiàng)(H2、V2、HV)。在圖11的變換參數(shù)擴(kuò)展單元1106，對(duì)倍增后的參數(shù)進(jìn)行除法運(yùn)算，并再現(xiàn)參數(shù)。
圖12的變換參數(shù)推定單元1203在推定變換參數(shù)后，確定變換參數(shù)的最大值。最好是絕對(duì)值的最大值。用該最大值的指數(shù)部分(最好是2次冪的指數(shù)部分)，對(duì)變換參數(shù)進(jìn)行歸一化。也就是說(shuō)，在各變換參數(shù)上乘以指數(shù)部分的值。這樣，將被歸一化的變換參數(shù)和指數(shù)部分送到傳送單元1206中，變換成固定長(zhǎng)度編碼進(jìn)行傳送。在圖11的變換參數(shù)擴(kuò)展單元1106，將歸一化后的變換參數(shù)除以指數(shù)部分，擴(kuò)展成變換參數(shù)。在仿射參數(shù)(a,b,c,d)的場(chǎng)合，從(a,b,c,d)中求得最大值。雖然也可以包含平行移動(dòng)的參數(shù)(e,f)，但因普通值的大小位數(shù)不同，所以沒(méi)有包含。關(guān)于式(4)的參數(shù)也相同，雖然分開(kāi)二次項(xiàng)與一次項(xiàng)的參數(shù)進(jìn)行歸一化是令人滿意的，但是也不限于此。
如前所述，在實(shí)施例中，雖然對(duì)差分圖像為非零的場(chǎng)合進(jìn)行了說(shuō)明，但差分圖像為全零的場(chǎng)合也相同。這種場(chǎng)合，預(yù)測(cè)圖像原樣地輸出。此外，雖然對(duì)圖像整體的變換進(jìn)行了說(shuō)明，但將二維或者三維的圖像分割成多個(gè)小區(qū)域，在各小區(qū)域施行以仿射變換為首的變換的場(chǎng)合，也同樣能用。
工業(yè)上的實(shí)用性如前所述，采用本發(fā)明，則借助于將大小不同的圖像變換到同一坐標(biāo)系中后，進(jìn)行活動(dòng)檢測(cè)并生成預(yù)測(cè)圖像，能得到在提高活動(dòng)檢測(cè)精度的同時(shí)，減少活動(dòng)向量的編碼量的效果。借助于在解碼側(cè)從坐標(biāo)數(shù)據(jù)確定變換參數(shù)，能得到高精度的變換參數(shù)，并能生成高精度的預(yù)測(cè)圖像。借助于變換參數(shù)一邊歸一化、一邊用圖像尺寸進(jìn)行倍增，能用對(duì)應(yīng)于圖像的精度傳送參數(shù)。此外，借助于根據(jù)坐標(biāo)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，切換變換參數(shù)的生成，能對(duì)變換參數(shù)的生成進(jìn)行最佳處理，同時(shí)能高效率傳送坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1．一種數(shù)字圖像編碼裝置，其特征在于，包括對(duì)輸入圖像進(jìn)行編碼并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的圖像壓縮手段；對(duì)將所述圖像壓縮手段壓縮后的圖像解碼而得到的圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換，并輸出因進(jìn)行該坐標(biāo)變換而產(chǎn)生的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換手段；從所述坐標(biāo)變換手段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)的變換參數(shù)生成手段；用由所述變換參數(shù)生成手段生成的變換參數(shù)，從所述輸入圖像生成預(yù)測(cè)圖像的預(yù)測(cè)圖像生成手段；傳送所述壓縮圖像和坐標(biāo)數(shù)據(jù)的傳送手段。
2．如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像編碼裝置，其特征在于，變換參數(shù)生成手段從N個(gè)(N是自然數(shù))象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，生成變換參數(shù)。
3．如權(quán)利要求1所述的數(shù)字圖像編碼裝置，其特征在于，變換參數(shù)生成手段輸入大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，設(shè)定共同空間坐標(biāo)，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，用規(guī)定的的方法進(jìn)行壓縮編碼，生成第1到第N個(gè)壓縮圖像，而且對(duì)所述第1到第N個(gè)壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，生成第1到第N個(gè)擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)同時(shí)輸出將所述第1到第N個(gè)擴(kuò)展圖像變換成所述共同空間坐標(biāo)而生成的變換參數(shù)。
4．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括輸入壓縮圖像數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)行可變長(zhǎng)度解碼的可變長(zhǎng)度解碼手段；從所述可變長(zhǎng)度解碼手段解碼后的坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)的變換參數(shù)生成手段；用由所述變換參數(shù)生成手段生成的變換參數(shù)，生成預(yù)測(cè)圖像數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)圖像生成手段；對(duì)來(lái)自所述預(yù)測(cè)圖像生成手段的預(yù)測(cè)圖像和進(jìn)行所述可變長(zhǎng)度解碼后的壓縮圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加法運(yùn)算，從而生成解碼圖像的加法運(yùn)算手段。
5．如權(quán)利要求4所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，變換參數(shù)生成手段從N個(gè)(N是自然數(shù))象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，生成變換參數(shù)。
6．如權(quán)利要求4所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，變換參數(shù)生成手段輸入大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，設(shè)定共同空間坐標(biāo)，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，用規(guī)定的的方法進(jìn)行壓縮編碼，生成第1到第N個(gè)壓縮圖像，對(duì)所述第1到第N個(gè)壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，生成從第1到第N個(gè)擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)。同時(shí)輸出將所述第1到第N個(gè)擴(kuò)展圖像變換成所述共同空間坐標(biāo)而生成的變換參數(shù)。
7．一種圖像預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，輸入大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，設(shè)定共同空間坐標(biāo)，對(duì)所述第1對(duì)象圖像，用規(guī)定的的方法進(jìn)行壓縮編碼，生成第1壓縮圖像，對(duì)所述第1壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，生成第1擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)將所述第1擴(kuò)展圖像變換成所述共同空間坐標(biāo)而生成的第1偏移信號(hào)進(jìn)行編碼，并與所述第1壓縮圖像一起傳送，對(duì)所述第n(n=2,3,……,N)對(duì)象圖像，變換成所述共同空間坐標(biāo)，參照第(n-1)的擴(kuò)展圖像，生成預(yù)測(cè)圖像，由生成所述第n對(duì)象圖像和所述預(yù)測(cè)圖像生成差分圖像并進(jìn)行壓縮編碼，生成第n壓縮圖像后，對(duì)所述第n壓縮圖像進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，生成并存儲(chǔ)第n擴(kuò)展圖像加以存儲(chǔ)同時(shí)將把所述第n擴(kuò)展圖像變換成所述共同空間坐標(biāo)而生成的第n偏移信號(hào)編碼后，與所述第n壓縮圖像一起傳送。
8．一種圖像預(yù)測(cè)編碼裝置，其特征在于，輸入大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，對(duì)所述第1到第N個(gè)對(duì)象圖像，設(shè)定共同空間坐標(biāo)，將所述第1對(duì)象圖像分割成M個(gè)區(qū)域，用規(guī)定的方法對(duì)所述第m(m=1,2,……,M)區(qū)域進(jìn)行壓縮編碼，生成第m壓縮區(qū)域，對(duì)所述第m壓縮區(qū)域進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，在生成第m擴(kuò)展區(qū)域加以存儲(chǔ)，同時(shí)對(duì)將所述第m擴(kuò)展區(qū)域變換成所述共同空間坐標(biāo)而生成的第m偏移信號(hào)進(jìn)行編碼，并與所述第m壓縮區(qū)域一起傳送，將所述第n(n=2,3,……,N)對(duì)象圖像分割成K個(gè)區(qū)域，將所述第k(k=1,2,3,……,K)區(qū)域變換成所述共同空間坐標(biāo)，參照第m擴(kuò)展區(qū)域，生成預(yù)測(cè)圖像由所述第k區(qū)域和所述預(yù)測(cè)圖像生成差分區(qū)域并進(jìn)行壓縮編碼后，生成第k壓縮區(qū)域，對(duì)所述第k壓縮區(qū)域進(jìn)行解碼，變換成所述共同空間坐標(biāo)，生成第k擴(kuò)展區(qū)域加以存儲(chǔ)，同時(shí)將把所述第k擴(kuò)展區(qū)域變換成所述共同空間坐標(biāo)而生成的第k偏移信號(hào)進(jìn)行編碼后，與所述第壓縮區(qū)域一起傳送。
9．一種圖像預(yù)測(cè)解碼裝置，其特征在于，包括輸入端、數(shù)據(jù)分析器、解碼器、加法運(yùn)算器、坐標(biāo)變換器、活動(dòng)補(bǔ)償器和幀存儲(chǔ)器，在所述輸入端上對(duì)大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像進(jìn)行編碼，輸入包含將第n(n=1,2,3,……,N)對(duì)象圖像變換成共同空間坐標(biāo)而生成的第n偏移信號(hào)的第1到第N個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)，用所述數(shù)據(jù)分析器分析所述第1壓縮圖像數(shù)據(jù)，輸出第1壓縮圖像信號(hào)和第1偏移信號(hào)，將所述第1壓縮圖像信號(hào)輸入到所述解碼器中，并復(fù)原為第1再現(xiàn)圖像，用所述坐標(biāo)變換器以所述第1偏移信號(hào)為基礎(chǔ)，使第1再現(xiàn)圖像坐標(biāo)變換后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中，又對(duì)第n(n=2,3,……,N)壓縮圖像數(shù)據(jù)，用所述數(shù)據(jù)分析器分析所述第n壓縮圖像數(shù)據(jù)，輸出第n壓縮圖像信號(hào)和第n偏移信號(hào)以及第n活動(dòng)信號(hào)，將所述第n壓縮圖像信號(hào)輸入到所述解碼器中，并復(fù)原為第n擴(kuò)展差分圖像，將所述第n偏移信號(hào)和所述第n活動(dòng)信號(hào)輸入到所述活動(dòng)補(bǔ)償器中，以所述第n偏移信號(hào)和第n活動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)，從存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的第(n-1)的再現(xiàn)圖像取得第n預(yù)測(cè)圖像，在所述加法運(yùn)算器對(duì)所述第n擴(kuò)展差分圖像和所述第n預(yù)測(cè)圖像進(jìn)行加法運(yùn)算，復(fù)原為第n再現(xiàn)圖像并輸出，同時(shí)，在所述坐標(biāo)變換器以所述第n偏移信號(hào)為基礎(chǔ)使第n再現(xiàn)圖像坐標(biāo)變換后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
10．一種圖像預(yù)測(cè)解碼裝置，其特征在于，包括輸入端、數(shù)據(jù)分析器、解碼器、加法運(yùn)算器、坐標(biāo)變換器、活動(dòng)補(bǔ)償器和幀存儲(chǔ)器，在所述輸入端上將大小不同的第1到第N個(gè)對(duì)象圖像分割成多個(gè)對(duì)象區(qū)域并進(jìn)行編碼，輸入包含將所述多個(gè)對(duì)象區(qū)域變換成共同空間坐標(biāo)而生成的偏移信號(hào)的第1到第N個(gè)壓縮圖像數(shù)據(jù)，用所述數(shù)據(jù)分析器分析所述第1壓縮圖像數(shù)據(jù)，輸出第m(m=2,3,……,M)壓縮區(qū)域信號(hào)和第m偏移信號(hào)，將所述第m壓縮區(qū)域信號(hào)輸入到所述解碼器中，并復(fù)原為第m再現(xiàn)區(qū)域，用所述坐標(biāo)變換器以所述第m偏移信號(hào)為基礎(chǔ)，使第m再現(xiàn)區(qū)域坐標(biāo)變換后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中，對(duì)第n(n=2,3,……,N)壓縮圖像數(shù)據(jù)，用所述數(shù)據(jù)分析器分析所述第n壓縮圖像數(shù)據(jù)，輸出第k(k=1,2,…,K)壓縮區(qū)域信號(hào)、第k偏移信號(hào)以及第k活動(dòng)信號(hào)，將所述第k壓縮區(qū)域信號(hào)輸入到所述解碼器中，并復(fù)原為第k擴(kuò)展差分區(qū)域，將所述第k偏移信號(hào)和所述第k活動(dòng)信號(hào)輸入到所述活動(dòng)補(bǔ)償器中，以所述第k偏移信號(hào)和第k活動(dòng)信號(hào)為基礎(chǔ)，從存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的所述第m再現(xiàn)區(qū)域取得第k預(yù)測(cè)區(qū)域，在所述加法運(yùn)算器對(duì)所述第k擴(kuò)展差分區(qū)域和所述第k預(yù)測(cè)區(qū)域進(jìn)行加法運(yùn)算，復(fù)原第k再現(xiàn)區(qū)域并輸出，同時(shí)在所述坐標(biāo)變換器以所述第k偏移信號(hào)為基礎(chǔ)使第k再現(xiàn)區(qū)域坐標(biāo)變換后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
11．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)將N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)輸入到所述變換參數(shù)生成單元，用所述差分圖像生成單元將所述差分圖像數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，傳送到所述加法運(yùn)算單元，用所述變換參數(shù)生成單元從所述N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，用所述預(yù)測(cè)圖像生成單元從所述變換參數(shù)和由所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加，生成圖像并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
12．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)將N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值輸入到所述變換參數(shù)生成單元，用所述差分圖像生成單元將所述差分圖像數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，傳送到所述加法運(yùn)算單元，用所述變換參數(shù)生成單元對(duì)所述N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值進(jìn)行加法運(yùn)算，從所述N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和所述加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，所述預(yù)測(cè)圖像生成單元從所述變換參數(shù)和由所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加，生成圖像并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
13．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)將N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)輸入到所述變換參數(shù)生成單元，用所述差分圖像生成單元將所述差分圖像數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，傳送到所述加法運(yùn)算單元，用所述變換參數(shù)生成單元從所述規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，用所述預(yù)測(cè)圖像生成單元從所述變換參數(shù)和由所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像加與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加，生成圖像并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
14．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)將N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值輸入到所述變換參數(shù)生成單元，用所述差分圖像生成單元將所述差分圖像數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，傳送到所述加法運(yùn)算單元，用所述變換參數(shù)生成單元對(duì)所述N個(gè)變換后的坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)測(cè)值和所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的差分值進(jìn)行加法運(yùn)算，從所述規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和所述加法運(yùn)算后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)生成變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，用所述預(yù)測(cè)圖像生成單元由所述變換參數(shù)和從所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加，生成圖像并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
15．如權(quán)利要求14所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)測(cè)值是規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)。
16．如權(quán)利要求14所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)測(cè)值是前幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)。
17．一種數(shù)字圖像編碼裝置，包括變換參數(shù)推定單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元、第1加法運(yùn)算單元、差分圖像壓縮單元、差分圖像擴(kuò)展單元、第2加法運(yùn)算單元、幀存儲(chǔ)器和傳送單元，輸入數(shù)字圖像，用所述變換參數(shù)推定單元從存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像和所述數(shù)字圖像推定變換參數(shù)，將所述推定得到的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像輸入到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，根據(jù)所述推定得到的變換參數(shù)生成預(yù)測(cè)圖像，在所述第1加法運(yùn)算單元求得所述數(shù)字圖像和所述預(yù)測(cè)圖像的差分，用所述差分圖像壓縮單元壓縮成壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)，送到所述傳送單元，同時(shí)，所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展成擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)，在所述第2加法運(yùn)算單元與所述預(yù)測(cè)圖像相加后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中，其特征在于，將N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由所述變換參數(shù)變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)送到所述傳送單元，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
18．如權(quán)利要求17所述的數(shù)字圖像編碼裝置，其特征在于，不是將所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，而是將所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與所述N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分送到所述傳送單元，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
19．一種數(shù)字圖像編碼裝置，包括變換參數(shù)推定單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元、第1加法運(yùn)算單元、差分圖像壓縮單元、差分圖像擴(kuò)展單元、第2加法運(yùn)算單元、幀存儲(chǔ)器和傳送單元，輸入數(shù)字圖像，用所述變換參數(shù)推定單元從存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像和所述數(shù)字圖像推定變換參數(shù)，將所述推定得到的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像輸入到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，根據(jù)所述推定得到的變換參數(shù)生成預(yù)測(cè)圖像，在所述第1加法運(yùn)算單元求得所述數(shù)字圖像和所述預(yù)測(cè)圖像的差分，用所述差分圖像壓縮單元壓縮成壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)，送到所述傳送單元，同時(shí)所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展成擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)，在所述第2加法運(yùn)算單元與所述預(yù)測(cè)圖像相加后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中，其特征在于，從所述變換參數(shù)推定單元將由所述變換參數(shù)變換規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)送到所述傳送單元，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
20．如權(quán)利要求19所述的數(shù)字圖像編碼裝置，其特征在于，不是將所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，而是將所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與所述規(guī)定的N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分送到所述傳送單元，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
21．如權(quán)利要求19所述的數(shù)字圖像編碼裝置，其特征在于，不是將所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)，而是將所述N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)之間差分送到所述傳送單元，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
22．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)生成單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元中的同時(shí)將坐標(biāo)數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)和所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)輸入到所述變換參數(shù)生成單元，用所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述差分圖像擴(kuò)展后，傳送到所述加法運(yùn)算單元，在所述變換參數(shù)生成單元根據(jù)變換參數(shù)的個(gè)數(shù)切換變換參數(shù)生成方法，從所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，所述預(yù)測(cè)圖像生成單元從所述變換參數(shù)和由所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加上，生成圖像并在輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
23．如權(quán)利要求22所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)。
24．如權(quán)利要求22所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與所述N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分。
25．如權(quán)利要求22所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)是N個(gè)象素的坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)圖像的坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分和由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換所述N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分。
26．如權(quán)利要求22所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)。
27．如權(quán)利要求22所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與所述規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分。
28．如權(quán)利要求22所述的數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)是由規(guī)定的線性多項(xiàng)式變換規(guī)定的N個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)后的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)與過(guò)去的幀的N個(gè)變換后坐標(biāo)點(diǎn)之間的差分。
29．一種數(shù)字圖像編碼裝置，包括變換參數(shù)推定單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元、第1加法運(yùn)算單元、差分圖像壓縮單元、差分圖像擴(kuò)展單元、第2加法運(yùn)算單元、幀存儲(chǔ)器和傳送單元，輸入數(shù)字圖像，用所述變換參數(shù)推定單元從存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像和所述數(shù)字圖像推定變換參數(shù)，將所述推定得到的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像輸入到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，根據(jù)所述推定得到的變換參數(shù)生成預(yù)測(cè)圖像，在所述第1加法運(yùn)算單元求得所述數(shù)字圖像和所述預(yù)測(cè)圖像的差分，用所述差分圖像壓縮單元壓縮成壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)，送到所述傳送單元，同時(shí)所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展成擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)，在所述第2加法運(yùn)算單元與所述預(yù)測(cè)圖像相加后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中，其特征在于，在所述變換參數(shù)推定單元以圖像尺寸使所述變換參數(shù)倍增后，進(jìn)行量化，加以編碼并送到所述傳送單元，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
30．一種數(shù)字圖像編碼裝置，包括變換參數(shù)推定單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元、第1加法運(yùn)算單元、差分圖像壓縮單元、差分圖像擴(kuò)展單元、第2加法運(yùn)算單元、幀存儲(chǔ)器和傳送單元，輸入數(shù)字圖像，用所述變換參數(shù)推定單元從存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像和所述數(shù)字圖像推定變換參數(shù)，將所述推定得到的變換參數(shù)和存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中的圖像輸入到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，根據(jù)所述推定得到的變換參數(shù)生成預(yù)測(cè)圖像，在所述第1加法運(yùn)算單元求得所述數(shù)字圖像和所述預(yù)測(cè)圖像的差分，用所述差分圖像壓縮單元壓縮成壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)，送到所述傳送單元，同時(shí)所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)擴(kuò)展成擴(kuò)展差分?jǐn)?shù)據(jù)，在所述第2加法運(yùn)算單元與所述預(yù)測(cè)圖像相加后，存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中，其特征在于，在所述變換參數(shù)推定單元求得所述變換參數(shù)的最大值的指數(shù)部分，用所述指數(shù)部分對(duì)所述變換參數(shù)進(jìn)行歸一化，將所述指數(shù)部分和所述歸一化后的變換參數(shù)送到所述傳送單元中，與所述壓縮差分?jǐn)?shù)據(jù)一起傳送。
31．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)擴(kuò)展單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)，將壓縮變換參數(shù)輸入到所述變換參數(shù)擴(kuò)展單元，用所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述差分圖像數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，傳送到加法運(yùn)算單元，在所述變換參數(shù)擴(kuò)展單元除以圖像尺寸倍增的所述壓縮變換參數(shù)除以圖尺寸，擴(kuò)展為變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，所述預(yù)測(cè)圖像生成單元從所述變換參數(shù)和從所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加，生成圖像并輸出同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
32．一種數(shù)字圖像解碼裝置，其特征在于，包括可變長(zhǎng)度解碼單元、差分圖像擴(kuò)展單元、加法運(yùn)算單元、變換參數(shù)擴(kuò)展單元、預(yù)測(cè)圖像生成單元和幀存儲(chǔ)器，將數(shù)據(jù)輸入到所述可變長(zhǎng)度解碼單元中，從所述數(shù)據(jù)分出差分圖像數(shù)據(jù)并傳送到所述差分圖像擴(kuò)展單元，同時(shí)，將壓縮變換參數(shù)輸入到所述變換參數(shù)擴(kuò)展單元，用所述差分圖像擴(kuò)展單元將所述差分圖像數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，傳送到加法運(yùn)算單元，在所述變換參數(shù)擴(kuò)展單元進(jìn)行所述被歸一化的變換參數(shù)除以所述指數(shù)部分，擴(kuò)展為變換參數(shù)，并傳送到所述預(yù)測(cè)圖像生成單元，所述預(yù)測(cè)圖像生成單元從所述變換參數(shù)和從所述幀存儲(chǔ)器輸入的圖像生成預(yù)測(cè)圖像，并傳送到所述加法運(yùn)算單元，所述加法運(yùn)算單元將所述預(yù)測(cè)圖像與進(jìn)行所述擴(kuò)展后的差分圖像相加，生成圖像并輸出，同時(shí)存儲(chǔ)在所述幀存儲(chǔ)器中。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種數(shù)字圖像編碼解碼方法及使用它的數(shù)字圖像編碼解碼裝置,包括:對(duì)輸入圖像進(jìn)行編碼并進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮的圖像壓縮手段對(duì)將該圖像壓縮手段壓縮后的圖像解碼而得的圖像進(jìn)行坐標(biāo)變換,并輸出因進(jìn)行該坐標(biāo)變換而產(chǎn)生的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的坐標(biāo)變換手段;從這種坐標(biāo)變換手段的坐標(biāo)數(shù)據(jù)生成變換參數(shù)的變換參數(shù)生成手段;用由這種變換參數(shù)生成手段生成的變換參數(shù),從輸入圖像生成預(yù)測(cè)圖像的預(yù)測(cè)圖像生成手段;傳送壓縮圖像和坐標(biāo)數(shù)據(jù)的傳送手段。本發(fā)明提供在仿射變換那樣其參數(shù)具有不是整數(shù)的多位數(shù)的場(chǎng)合,能用較少的數(shù)據(jù)傳送量實(shí)現(xiàn)正確變換的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)編碼、解碼裝置。
文檔編號(hào)H04N7/26GK1209933SQ97191777
公開(kāi)日1999年3月3日 申請(qǐng)日期1997年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月22日
發(fā)明者C·S·布恩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社