用于视频信号编码系统的行程编码方法和装置 本发明涉及一种用于编码数字视频信号的方法和装置；且更具体地，涉及一种用于视频信号编码系统的改进的行程编码方法和装置。
众所周知，数字化视频信号的传输能够获得比模拟信号传输更高质量的图象。当图象信号以数字形式表示时，会产生用于传输的非常大的数据量，特别在高清晰度电视(HDTV)系统的情况下。然而，由于常规传输信道可用的频带宽度是有限的，为了通过其传输达么大量的数字数据，不可避免的要压缩或减少传输数据的量。
在现代视频图象传输或处理系统中，一数字视频信号可通过首先得到一象素块的离散余弦变换(DCT)而被编码。该减少或消除图象数据帧间的冗余的DCT将一数字图象数据块，例如一8×8象素块转换成一组变换数数据。该变换系数数据被量化利于“零”的出现且然后被折线扫描，从而生成一具有多个零和非零值的图象数据流。然后，该数据流被进行行程编程以在该数据流中开发出零串。
如图1所示，一采用行程编码的常规装置包括第一缓冲器11、零值检测器12、计数器13和第二缓冲器14。第一缓冲器11临时地存储数据流并序列地将其提供给并联的零值检测器12和第二缓冲器14，该零值检测器12检查馈至其的该数据流的元素是否为零并将该结果输出给计数器13并作为一控制信号给第二缓冲器14。计数器13对在零值检测器12被检测为零地数据流的元素数进行计数并在控制信号的指令下输出该数字作为一行程。响应于来自零值检测器12的控制信号，第二缓冲器14输出该数据流的非零值作为一对应自计数器13抽取的行程的电平。因此，该数据流被转换成多个行程-电平对，各行程-电平对包括一行程和一对应的电平，其中行程表示位于一非零值之前的一串连续零中的零的数目而电平表示跟随该串连续零的非零值的幅度。
然而，因为常规的装置以一串联的方式对该数据流中的各元素进行处理，所以仍期望开发出一种能进一步提高数据处理速度的方法。
因此，本发明的主要目的是提供一种能以一被提高的速度将一输入数据流转换成多个行程-电平对的行程编码方法和装置。
根据本发明，提供有一种用于一图象数据的输入数据流进行编码的行程编码装置，其中该输入数据流包括多个零及非零值，该装置包括：一输入缓冲器，用于生成该输入数据流的第一序列和第二序列，该第一及第二序列分别包括该输入数据流中的第2M-1个数据和第2M个数据，M为一正整数；一控制电路，用于根据第一及第二序列中的数据提供第一及第二计数控制信息而且还有相加控制信息；第一计数器，用于响应于第一计数控制信息，计算第一序列中的零的数目，从而提供一第一计数值；第二计数器，用于响应于第二计数控制信息，计算第二序列中的零的数目，从而提供一第二计数值；及一加法单元，用于响应相加控制信息对第一和第二计数值进行求和并输出该和作为一行程，其中该行程表示该输入数据流中一非零值之前一串连续零中零的数目。
从以下结合附图对优选实施例的描述中，本发明的上述及其它目的和特征将变得明显，附图中：
图1示出了一常规行程编码装置的概略方框图；
图2示出了根据本发明的一行程编码装置；及
图3A至3F示出了示例性状态映象以生成用于控制图2中装置的控制信号
参照图2，提供了一种根据本发明的优选实施例的行程编码装置。该行程编码装置100对一输入图象数据流进行编码以提供一行程编码信号，其中该输入数据流包括多个零及非零值。
如图2中所示，一输入数据流被馈至一输入缓冲器10以进行重排和临时存储。在输入缓冲器10，提供给其的输入数据流被拆成一奇数序列和一偶数序列，其中该奇数序列包括该输入数据流的第2M-1数据及该偶数序列包括该输入数据流的第2M数据，M为一正整数。然后，该奇数序列经一线L50被提供给第一零值检测器20A和一多路复用器60，而该偶数序列经一线L60被提供给第二零值检测器20B和该多工路60。
如果从该输入缓冲器10抽取的输入数据流的第2M-1数据为零，该第一零值检测器20A生成一逻辑低，即数字“0”，的当前检测值Q1给一控制器30；如果该2M-1数据是一非零值，则提供一逻辑高，即数字“1”给该控制器30。以同样的方式，自第二零值检测器20B提供给控制器30的当前检测值Q2依据来自输入缓冲器10的输入数据流的第2M数据而变化。同时，第一零值检测器20A还生成第一写信号WRI TE1通过线L10给第一和第二计数器40A和40B，及第二零值检测器20B提供第二写信号WRI TE2通过线L20给第一和第二计数器40A和40B。该第一及第二写信号WRITE1和WRI TE2分别具有与第一和第二检测器Q1和Q2相同的模式。
根据分别在第一及第二零值检测器20A和20B产生的当前检测值Q1和Q2及来自先前操作周期的先前检测值Q1′和Q2′，控制器30生成控制信号以控制第一及第二计数器40A和40B、加法单元50和多工路60。
首先，控制器30提供各自的计数控制信号给第一及第二计数器40A和40B以调整它们内的计数操作，计数器40A和40B的各计数器控制信号包括例如一设置信号S、一复位信号R和一计数信号C，即第一计数器40A的S1、R1和C1和第二计数器40B的S2、R2和C2。当各信号S、R和C为逻辑高而被允许启用时，设置信号S控制各计数器以将各计数器的当前计数值设置为1；复位信号R管理各计数器以将当前计数值复位为零；及计数信号C调整各计数器以将先前计数值加1从而更新当前计数值，为了控制计数器，一次仅启动各计数器信号S、R及C中的一个信号。根据(表1)中所示的一激励表来确定计数器的待被允许启用的信号。 先前的 当前的 输出信号 Q1′ Q2′ Q1 Q2 1st 2nd 0 0 0 0 C1 C2 0 0 0 1 R1 R2 0 0 1 0 R1 S2 0 0 1 1 R1 R2 0 1 0 0 S1 S2 0 1 0 1 R1 R2 0 1 1 0 R1 S2 0 1 1 1 R1 R2 1 0 0 0 S1 C2 1 0 0 1 R1 R2 1 0 1 0 R1 S2 1 0 1 1 R1 R2 1 1 0 0 S1 S2 1 1 0 1 R1 R2 1 1 1 0 R1 S2 1 1 1 1 R1 R2
在(表1)中，各输出信号表示一逻辑高，即一被允许启用状态。
(表1)可被描述为图3A至3F中所示的各信号C1、C2、R1、R2、S1及S2的一状态映象。参照(表1)及图3A至3F中的映象，各输出信号被描述如下：
S1＝Q1′*/Q1*/Q2+/Q1′*Q2′*/Q1*/Q2 [EQ1-a]
S2＝Q2′*/Q1*/Q2+Q1*/Q2 [EQ2-a]
R1＝Q1+/Q1*Q2 [EQ1-b]
R2＝Q2 [EQ2-b]
C1＝/Q1′*/Q2′*/Q1*/Q2 [EQ1-c]
C2＝/Q2′*/Q1*/Q2 [EQ2-c]
其中/Qi及/Qi′分别表示Qi及Qi′的补数，及i是1或2。
在本发明的优选实施例中，用于生成计数器控制信号的控制器30根据状态方程[EQ1-a]至[EQ2-c]被构成为一门阵列。
因此，如果写信号WRI TE1和WRI TE2中的至少一个被允许启用，第一及第二计数器40A和40B响应来自控制器30的控制信号进行它们的计数操作并将它们的计数值输出给加法单元50。
仅在如果来自第一及第二零值检测器20A及20B的当前第一及第二检测值Q1和Q2各自分别具有数字“0”和“1”时，控制器30还通过线L40提供给加法单元50一增量信号以将加法单元50的相加后的计数值增加1，其中相加后的计数值是自第一及第二计数器40A和40B抽取的计数值的和；控制器30还在当Q1和Q2中的至少一个具有数字“1”时生成被允许启用的相加控制信号并通过线L70给加法单元50。更具体地，当Q1，Q2分别为0，1或1，0时，生成该相加控制信号以控制该加法单元50，该加法单元50输出一先前相加后的计数值作为一行程，及当各Q1和Q2具有一数字值“1’时，分别提供一先前相加后的计数值及一当前相加后的计数值作为行程，该先前相加后的计数值是一根据当前检测值Q1′和Q2′的来自第一及第二计数器40A和40B的计数值的和，及该当前相加后的值是通过当前检测值Q1和Q2而被确定的。
同时，控制器30还提供一在Q1和Q2中的至少一个具有一数字“1”时被允许启用的选择信号，经线路L30给多路复用器60以用于产生自线路L50和L60接收的数据的至少一个非零值作为一电平。也就是说，同样在加法单元50，选择信号具有一信号模式以控制多路复用器60，该多路复用器60在如果Q1、Q2分别为0、1或1、0时输出自线路L50和L60接收的一非零值作为一电平，并在如果各Q1和Q2具有一数字“1”时序列地提供自线路L50和L60接收的非零值作为电平，其中来自线路L60的一非零值永远跟随着一个来自线路L50的一非零值。
这样，自输入数据流构成一序列行程-电平对时，从而产生一被行程编码的信号。
参照以下提供的一例子可更易于理解该行程编码装置的操作。假设输入给图2中所示的输入缓冲器10的输入数据流由序列“0、0、0、11、0、0、12、0、0、0、13、14、0、0…”组成且两计数器40A和40B被初始地复位成零，其中11、12、13和14为非零值。
在第一操作周期，在奇数及偶数序列中的第一个值0和0同时被分别提供给第一和第二零值检测器20A和20B。然后，根据该第一个值0和0，第一零值检测器20A产生带有一数字“0”的第一检测值Q1及第二零值检测器20B提供一数字“0”的第二检测值Q2。同时，第一及第二零值检测器20A和20B还生成一逻辑低，即被禁止的第一和第二写信号WRI TE1和WRI TE2。控制器30通过将具有数字“0”的当前检测值Q1和Q2与被初始地设置成一数字“1”的初始检测值Q1′和Q2′相比较，分别提供被允许启用的设置信号S1和S2给第一和第二计数器40A和40B；提供被禁止的增量和相加控制信号给加法单元50，从而防止加法单元50提供一先前或当前相加后的计数值作为一行程；并且还通过被禁止的选择信号控制多路复用器60不能工作。然后，第一及第二计数器40A和40B分别响应被允许启用的设置信号S1和S2，产生当前计数值1。这些当前计数值，即在第一和第二计数器40A和40B生成的1和1被临时存储其中作为先前计数值直至下一个被允许启用的写信号被提供给其，因为由被禁止的当前写信号WRI TE1和WRI TE2所致计数器40A和40B不能将当前计数值送给下一个装置。在上述操作周期中，在控制器30中使用的当前检测值Q1和Q2也被存储在控制器30中以在下一操作周期中被用作为先前检测值Q1′和Q2’。
以在第一操作周期中相同的方式，在第二操作周期，奇数及偶数序列的各第二值0和11被分别提供给第一及第二零值检测器20A及20B。第一及第二零值检测器20A和20B分别产生具有数字“0”和“1”的当前检测值Q1和Q2；并还产生被禁止的第一写信号WRI TE1和被允许启用的第二写信号WRI TE2。通过将具有0、1的当前检测值Q1、Q2与在第一操作周期期间生成并存储在控制器30中的包括0、0的先前检测值Q1′、Q2′相比较，控制器30根据(表1)分别提供被允许启用的R1和R2信号给第一及第二计数器40A和40B；提供被允许启用的增量及相加控制信号给加法单元50，其中，如前所述，因为当前检测值Q1和Q2具有各自的数字“0”和“1”；该增量信号被允许启用；并还输出一被允许启用的选择信号给多路复用器60。因此，加法单元50将先前相加后的计数值增加1并在此次输出被增加后的值，即3作为一行程，因为在先前操作周期，计数器40A和40B的计数值通过被允许启用的信号S1和S2而被设置为1，该先前相加后的计数值是来自计数器40A和40B的计数值的和，即2。同时，多路复用器60响应来自控制器30的被允许启用的选择信号而提供非零值11作为一电平。然后，计数器40A和40B通过被允许启用的信号R1和R2而被复位。作为第二操作周期的结果，产生一具有行程3和电平11的行程-电平对(3，11)。
在第三操作周期，根据提供给其的奇数及偶数序列的第三值0和0，第一及第二零值检测器20A和20B分别产生各具有一数字“0”的当前检测值Q1和Q2，及被禁止的写信号WRI TE1和WRI TE2，如(表1)中所示；被禁止的增量及相加控制信号被提供给加法单元50；且一被禁止的选择信号被提供给多路复用器60，然后，由于被禁止的相加控制信号，加法单元50不输出任何相加后的计数值，且多路复用器60响应于被禁止的选择信号而也不能工作。然后，计数器40A和40B通过被允许启用的信号S1和S2而被设置，因此，计数值1分别作为先前计数值被存储在第一和第二计数器40A和40B。
在第四操作周期期间，奇数及偶数序列的第四值12和0被传送给第一及第二零值检测器20A和20B。因此，产生具有数字“1”的Q1和包含数字“0’的Q2并且生成被允许启用的WRI TE1信号和被禁止的WRI TE2信号，控制器30分别提供被允许启用的R1和S2信号给第一和第二计数器40A和40B；提供一被允许启用的相加控制信号给加法单元50；并输出一被允许启用的选择信号给多路复用器60。加法单元50响应来自控制器30的被允许启用的相加控制信号，计算第一及第二计数器40A和40B的先前计数值，例如1和1的和并输出该和，即2作为一行程。同时，多路复用器60在来自控制器30的被允许启用的选择信号的控制下提供非零值12作为一电平。然后，第一计数器40A通过R1被复位而第二计数器40B通过S2被设置。通过第四操作周期，构成第二行程-电平对(2，12)。
以与上述操作中所用的相似方式，根据自输入缓冲器10抽取的第五值0和0而实现第五操作周期。也就是说，如(表1)中所示，具有相应值1、0、0和0的Q1′、Q2′、Q1和Q2被允许启用而WRI TE1和WRI TE2都被禁止。因此，加法单元50和多路复用器60不提供一行程和一电平。第一计数器40A通过被设置而包含一计数值1而第二计数器40B通过将先前计数值增加1而具有一计数值2。
在接下来的一周期，非零值13和14被提供给第一和第二零值检测器20A和20B，且因此产生被允许启用的写信号WRI TE1和WRI TE2，从而在第一和第二计数器40A和40B上操作。并且控制器30生成被允许启用的R1和R2信号。然而，由于在该操作周期，各检测值Q1和Q2具有一值“1”，相加控制信号及选择信号不得不被允许启用两次，从而序列地输出非零值13和14作为一电平，其中被两次允许启用的相加控制信号和选择信号需在第一和第二被允许启用的信号之间具有一适当的时间间隔，该时间间隔长到足够在第一和第二计数器40A和40B通过被允许的R1和R2信号而分别确定当前计数值。也就是说，根据非零值13和第一和第二计数器40A和40B中存储的先前计数值，即1和2，第一被允许启用的相加控制及选择信号控制加法单元50和多路复用器60以构成第一行程-电平对。在另一方面，根据非零值14和通过被允许启用的信号R1和R2分别在第一和第二计数器40A和40B产生的当前计数值，即0和0，第二被允许启用的相加控制及选择信号使加法单元50及多路复用器60生成第二行程-电平对。因此，在该操作周期，装置100提供两行程-电平对，第一对(3，13)和第二对(0，14)。
输入缓冲器10的其余输出根据(表1)通过与在上述处理中所用的相同或相似方式而也被转换成一序列行程-电平对。
结果，该序列“0、0、0、11、0、0、12、0、0、0、13、14、0、0…”被转换成行程-电平对(3，11)、(2、12)、(3、13)、(0、14)等，从而通过由本发明建议的行程编码方法和装置而产生被行程编码的信号。
尽管仅结合优选实施例对本发明进行了图示和描述，但对于本领域的熟练技术人员而言，在不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围的前提下，显然可以作出许多改变和改型。