在一个MPEG译码器中对交错的数据流进行并行译码制造技术

在一个高清晰度的电视接收机中的一个ＭＰＥＧ译码器译码和解压缩ＭＰＥＧ编码的数据以产生解压缩的图象象素块，且包括连接到帧存储器的运动补偿网络以产生最终的译码的象素数据用于显示。在将解压缩的ＭＰＥＧ数据存储到帧存储器之前由多个并行的再压缩器对之进行再压缩。每个再压缩器接收一个交错的象素数据数据流并且在每一时钟周期期间分别预测和压缩交错的象素值。在再压缩之前对象素数据进行子采样的时候，在数据缩减的处理模式中对一个再压缩器撤去电源。在再压缩之前将子采样的数据重排序。连接到帧存储器的多个并行解压缩器将象素数据提供给运动处理网络。控制单元在数据源被中断时通过重复最后一个有效数据确保将一个未被中断的交错的数据流提供给解压缩器。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及处理数字图象表示信息。
技术介绍
数字技术的快速发展已在诸如高清晰度电视(HDTV)的各个领域的数字图象信号处理中产生了相应的进步。一个相关的发展是用于MPEG-2的视频处理的MPEG(运动图象专家组)信号压缩标准(ISO/IEC国际标准13818-2，1995年1月20日)。已经发现这一广泛接受的图象处理标准在卫星，有线电视，和包括HDTV系统的地面广播系统的应用中特别具有吸引力。在美国，最近采纳为大联盟HDTV系统(Grand Alliance HDTV System)的数字HDTV地面广播系统定义了一种高清晰度(HD)节目素材的数字广播的标准，该节目素材已经使用MPEG-2压缩标准进行了压缩。该大联盟HDTV系统的描述可在例如1994美国广播协会会刊的1994年3月20-24日第48届广播工程会议年会的会刊中找到(1994 Proceedings of the NationalAssociation of Broadcasters，48thAnnual Broadcast EngineerConference Proceedings，March 20-24，1994)。该HD广播标准提供了高达每行1920个象素(水平)×1080行的分辨率。该MPEG-2标准定义了用于解压缩该HD图象以由诸如在电视接收机中的显示设备用于再现所需的过程。如在地面广播标准中所定义的，MPEG译码器正确地译码HD图像需要大约80兆位(Mb)的存储器。在一个消费者接收机中通常需要96Mb的存储器。在一个比如可以在电视信号接收机中发现的MPEG视频信号译码器，为译码一个MPEG编码的数字数据流通常需要一个以上的图象帧存储器，如所公知的，这些帧代表I，P，B图象帧，通常需要3个帧存储器以译码一个MPEG数据流，需要两个帧存储器来存储参考I或P帧数据和使用另外一个帧存储器存储B帧数据。一个MPEG译码器包括一个DPCM环，该DPCM环与用于产生最终译码的像素采样的运动补偿功能相关，这是公知的。正如在1998年12月8授予的美国专利No.5847762中所公开的，DPCM环被通过包括一个数字压缩网络而进行有益的改动。这一压缩网络在将被解压缩MPEG数据传送给帧处理器之前对该解压缩的MPEG数据进行再压缩，从而减少了对MPEG译码器的存储器需要。DPCM环使得要被压缩的像素值取决于预测器电路对要处理像素的紧邻的左边，正上方和对角线左上方的各个像素的计算结果。该预测器操作是一个实时的计算密集的串行操作。该预测器操作是重要的，因为涉及一个以上的像素值而且还因为好的压缩需要精确的预测而不是对像素值的“猜测”。
技术实现思路
根据本专利技术的原则，一个数字图像信号处理器(诸如MPEG兼容译码器)处理包括一个预定的交错图像数据序列的多个数据流。附图说明图1是根据本专利技术原则安排的利用一个MPEG译码器和相关的数字信号处理网络的一个电视信号接收机一部分的框图。图2-17示出了有助于理解图1所表示的压缩/解压缩和相关网络的操作的像素块处理格式。图18示出了像素的子采样(subsampling)和上采样(upsampling)。图19是用于执行图18示出的过程的装置的框图。图20示出了图1的压缩网络的细节。图21示出了图1的解压缩网络的细节。图22示出了有助于理解图20所示出的网络操作的像素布局。图23-26示出了图1系统的数据流控制操作图27是一个表示在图20示出的网络的操作期间像素关系的表。图28示出了一个图23示出的网络的另一种安排。具体实施例方式在本专利技术的所公开的一个实施例中，电视接收机中的MPEG译码器在该译码器和它的帧存储器之间利用了包括再压缩的数据缩减，从该译码器的帧存储器导出要显示的图像信息，预测器处理器的时序要求，本系统使用了流水线处理，其中必须得到3个像素(图像单元)的值，以预测一个给定的第4个像素的值，然而流水线处理降低了处理的速度(减少了带宽)。这个问题通过将来自MPEG解压缩器的独立的8×8像素块的象素数据进行交错而解决。交错增加了处理的速度，因为它允许以交替的时钟处理数据，从而总是在产生压缩的像素值。该再压缩功能使用了数量缩减的压缩操作，用共享的功能进行交错的操作，从而节省了集成电路的面积。图1示出了数字视频信号处理器的一部分，该信号处理器比如可以在处理一个输入的高清晰度的视频信号的电视接收机中看到。该视频处理器包括可在常规的MPEG译码器中看到的功能。例如在由Ang等人在题目为“视频压缩带来巨大的好处”(Video Compression Makes Big Gains)(发表于1991年10月IEEE Spectrum)的文章中描述了一个MPEG编码器和译码器。这些功能通常包括输入缓冲，可变长译码，逆量化和在产生最终译码的输出采样的相关的运动补偿处理之前的逆DTC变换。有关这些和相关的视频信号处理功能的其它信息，可以在Weiss的书“关于先进的电视技术的问题”(Issues In Advanced Television Technology)(FocalPress，Boston，USA出版)中找到。图一的系统从单元10表示的数据源接收一个MPEG编码压缩的数据的控制的数据流，该单元10包括一个在输入信号解调之后把数据包分开的传送译码器，在这个例子中所接收的输入数据流表示高清晰度图像素材(1920像素/水平行×1088个水平行)，如在美国高清晰度地面电视广播系统的大联盟规范中所规定的。1920×1088高清晰度信息的数据速率是94003200字节/秒，其由下式确定(1920HX1088VX30FX(8+4)YC)/B其中H表示水平像素数V表示垂直行数F表示帧数/秒YC表示(亮度+色度)位数B表示8位/字节在实践中通过内部存储器总线55和包括在单元128中的一个压缩的数据的接口提供所压缩的MPEG数据流，单元128在微处理器120的控制下从控制总线114接收数据，微处理器120通过压缩数据的输入端接收MPEG数据流。来自源10的输入数据流采取数据块的形式，每个数据块表示8×8个象素，这个数据表示压缩的编码的帧内信息和帧间信息。帧内信息包括I帧定位帧(anchor frame)；帧间信息包括预测的运动编码的残留图像信息，该残留图象信息表示相邻图像帧之间的图像差别。该帧间运动编码涉及产生运动矢量，该运动矢量代表在一个当前正在处理的数据块和在一个先前重构的图像块之间的偏移。将代表当前和先前块之间的最佳匹配的运动矢量进行编码和传送。在进行传输之前也对每个运动补偿的8×8块和先前重构的块之间的差别(残留)进行DCT变换、量化和可变长度编码。这运动补偿编码过程的细节在各种公开物中都有描述，其中包括上述的Weiss的教材和Ang等人的论文。MPEG译码器要求的存储器容量减少了，这就允许外部帧存储器的总容量大大减小。正如随后将要解释的，这是通过将要存储在存储器中的解压缩的视频帧进行再压缩和根据该译码器的操作模式通过选择性地水平过滤和分样(即子采样或下采样)在译码器环中的像素数据而完成的。比如在一种模式中该系统提供定位帧压缩，在另一个模式中该系统通过低通滤波和下采样进行水平细节缩减之后提供压缩。输入的压缩的像素数据块，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个ＭＰＥＧ兼容的数字信号处理系统，包括一个输入网络，用于接收一个ＭＰＥＧ编码数据的数据流；一个耦合网络，用于响应所述数据流并从中导出图象数据的一个预定序列；以及一个图象信号处理器，用于响应所述图象数据，其中，　 　所述耦合网络包括交错装置，该交错装置响应于所述ＭＰＥＧ编码数据的数据流并从中导出至少第一和第二数据流，所述第一数据流是由一个第一预定的第一和第二空间相邻象素块分量的交错序列构成，而所述第二数据流是由一个第二预定的第三和第四空间相邻象素块分量的交错序列构成，第一和第二数据流可用于产生译码的图象信息，所述译码的图象信息可选择用于以高解析度或降低解析度的数据图象再现模式来产生一个完整图象，其中所述输入网络包括：一个译码器（１４），用于译码所述ＭＰＥＧ编码数据流；以 及一个解压缩器（１８，２０），用于解压缩来自所述译码器的输出信号；其中所述交错网络响应来自所述解压缩器的输出信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA克拉纳维特，MA舒尔茨，
申请(专利权)人：汤姆森消费电子有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]