CN1056717C - 利用通用存贮器对压缩的数字视频信号解码和2-3下降变换的解码器 - Google Patents

利用通用存贮器对压缩的数字视频信号解码和2-3下降变换的解码器 Download PDF

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Abstract

一种用于扩展表示一个运动图象的压缩数字视频信号以提供一种数字视频输出信号的设备，它包括有：一个帧存贮器，扩展器装置，以及控制装置，该控制装置用于控制：把每个重新构成的隔行帧写入帧存贮器之一页；和读出存贮在帧存贮器页中的重构的隔行帧以提供数字视频输出信号的图象，对读出进行控制以便以24Hz帧频实现存贮在帧存贮器之页中的重构隔行帧的2-3下降变换，从而提供具有至少49Hz图象速率的数字视频输出信号之图像。

Description

利用通用存贮器对压缩的数字视频信号解码和2-3下降变换的解码器
本发明涉及一种对具有24Hz帧频的压缩隔行数字视频信号进行解码的设备，以提供一种或是具有60Hz场频的隔行数字输出信号，或是一种具有60Hz帧频的非隔行数字输出信号，其中具有每个页面存贮一帧的4页面的一场存贮器用于解码和图象速率转换。
由于需要非常大量的数据来数字式地表示一个运动图象，一般利用一个高效率压缩处理来压缩表示运动图象的数字视频信号，以便使数字视频信号能够进行发射，分配，或利用显著少的数据进行存贮。图1和图2分别表示了一个记录表示运动图象的数字视频信号的公知记录设备和一个再生压缩的数字视频信号的公知再现设备，其中数字视频信号在记录之前进行压缩，而压缩的数字视频信号在再生之后进行扩展。
具体地说，在图1所示的用于记录数字视频信号的记录设备1中，来自诸如摄象机(VIDCAM)2的视频信号源的模拟视频信号S1利用模/数转换器(A/D)3转换成数字视频信号。得到的数字视频信号D1输入到编码器(ENCODE)4，在其中将信号D1进行压缩。纠错电路(ECC)5将纠错码加到来自编码器4的压缩视频信号D2中，调制电路(MOD)6利用一个预定的调制方法调制所得到的信号。来自调制电路的记录信号S2记录在诸如光盘的记录介质7上。
在图2所示的用于再生压缩的数字视频信号的再现设备8中，从记录介质7再生的信号S3由解调电路(DEMOD)9进行解调。纠错电路(ECC)10使解调的信号经检错和纠错处理，以产生压缩的数字视频信号D3。解码器(DECODE)11扩展来自纠错电路10的压缩数字视频信号D3以产生数字输出信号D4。数/模转换器(D/A)12将数字输出信号D4转换成模拟信号，用以将模拟视频信号S4输送到监视器(TVMONI)13或类似的显示装置。另外，数字输出信号D4可以直接地传送到监视器13。
图3详细地表示了记录设备1的编码器4的构造。编码器4接收数字视频信号D1并将其存贮在帧存贮器(FRMMEM)20中，该存贮器由一个随机存取存贮器(RAM)组成。数字视频信号以预定的定时从帧存贮器20中读出并输入到减法器22和开关32的一个端点。开关32的另一个端点与减法器22的输出端相连。开关32的活动端经数据组除法电路21和减法器22连接到正交变换电路23，该变换电路23是一个诸如离散余弦变换(DCT)电路。根据开关32的状态，正交变换电路23正交变换一个数字视频信号数据组D1或一个数据视频信号数据组与一个对应的基准数据组之差的数据组。在正交换电路应用诸如一个离散余弦变换(DCT)。得到的变换系数由量化电路(Q)24进行量化。可变长度编码电路(VLC)25利用诸如霍夫曼编码的可变长度编码对量化的变换系数进行编码。所得的数字视频数据DO输入到视频输出缓冲器26，在缓冲器26中将数据DO进行暂时存贮。
数字视频信号的每幅图象(即每一帧或每一场都可以利用图象内编码或图象间编码来进行编码。一幅利用图象内编码所编码的图象(称为I图象)是进行自身编码，无需参照任何其它图象。当一幅图象被编码为I图象时，开关32将图象的每个图象的图象数据组馈送给正交变换电路23。
利用图象间编码所编码的图象(称为P图象或B图象)要参照基准图象进行编码，该基准图象是从一幅或多幅在前的或随后的图象中得到的。当利用图象间编码对图象进行编码时，减法器22产生该图象的数据块与对应的基准图象数据块之差的数据块，并使每个数据块通过开关32加到正交变换电路23以进行编码。
对应于被编码图象的基准图象是按以下所述方法从存贮在帧存贮器20中的重新构成的I图象和P图象中获得：一个P图象利用把一幅瞬时在前的I图象或P图象用作其基准图象的正向预测进行编码。一个B图象利用把随后的三种图象之一用作其基准图象的双向预测进行编码，这三种图象是：瞬时超前的I图象或P图象；瞬时落后的I图象或P图象；或是通过在瞬时超前I图象或P图象及瞬时落后的I图象或P图象之间内插形成的图象。
现在来描述存贮在帧存贮器20中的重新构成的I图象和P图象的重构。从每个I图象或每个P图象的各数据组获得的量化变换系数数据组从量化电路24输送到本地解码器33。本地解码器由反相量化器27、反相正交变换电路28和加法器29构成。本地解码器33将经量化的变换系数之每个数据组解码以提供一个重新构成的图象之数据组。然后该重构的图象数据组存贮到帧存贮器20中。
在本地解码器33中，量化的变换系数之每个数据组经量化器24送到反相量化电路(IQ)27，在其中将其进行反相量化。所得到的每个变换系数之数据组输送到反相正交变换电路(IDCT)28，在电路28中使其经受反相正交变换，例如一个反相DCT。从反相正交变换电路28得到的每个经本地编码的数据组提供到加法器29，在加法器29中将其加到来自运动比较器31的其对应基准数据块上。所得到的重新构成的图象数据块输入到帧存贮器20，在存贮器20中将其作为存贮器中的重构图象数据组进行存贮。当被编码的图象是I图象时，运动补偿器31不向加法器29提供基准数据组，而重构的图象数据组则只从来自反相正交变换电路28的本地解码数据组中获得。
通过刚刚描述的过程，通过解码压缩的数字数据从每个I图象和每个P图象中得到一个重新构成的图象，该压缩的数字数据与通过VLC电路25加到视频输出缓冲器26的压缩数字数据上相同的。重构的图象被写入帧存贮器20。新得到的存贮于帧存贮器20中的重构图象则被用于编码P图象和B图象。
当利用图象间编码(即为一个P图象或一个B图象)对当前图象进行编码时，用于对该图象的每个数据组进行编码的基准数据组利用响应于运动检测器30的运动补偿器31生成。运动检测器30对当前图象的每个数据组与从存贮在帧存贮器20中重构的图象中得到的基准图象的每个数据组之间进行数据组匹配。这就检测出当前图象相对于基准图象的每个数据组的运动。运动检测器30产生一个表示这个运动的运动矢量，并将该运动矢量馈送到VLC电路25以及运动补偿电路31。VLC电路25将可变长度编码加到运动矢量上并将该结果与从量化器24接收的可变长度编码变换系数进行组合。VLC电路25将该生成的数字视频数据馈送到视频输出缓冲器26。
响应于从运动检测器30接收的运动矢量，运动补偿器31在从存贮于帧存贮器20中的重构图象中得到的基准图象上完成运动补偿，并将所得到的与当前图象之图象数据组相对应的基准数据组提供给减法器22和加法器29。如上所述，减法器29从当前图象之图象数据组中减去来自运动补偿器31的基准数据组，以得到一个用于编码的差数据组，加法器29将来运动补偿器31的基准数据组加到来自反相正交变换电路28的本地编码数据组，以产生一个重构图象数据组，该重构图象数据组加到帧存贮器20用以存贮。
视频输出缓冲器26监视在其中累加的压缩数字视频数据的字节数目并调整量化电路24中的量化步长，以便累加的压缩数字数据字节数目不会使视频输出缓冲器上溢或下溢。存贮于视频输出缓冲器26的压缩数字视频数据以恒定速率读出，并作为压缩数字视频信号D2传送到纠错电路5。
运动图象再现设备8的解码器11(图2)如图4所示构成。压缩的数字视频信号D3以恒定速率从纠错电路(ECC)10传送到视频输入缓冲器40，并在其中进行存贮。每幅图象的压缩数字视频数据从视频输入缓冲器40中读出，然后加到反相VLC电路41。反相可变长度编码电路(反相VLC电路)将反相VLC编码加到每幅图象的压缩数字数据上，然后将经量化的变换系数的结果数据组提供给反相量化电路(IQ)42。
在将反相VLC编码加到每幅图象压缩数字数据完成之后，反相VLC电路41将一个请求码RQ送到输入缓冲器40，以使得视频输入缓冲器提供下一幅图象的压缩数字数据。与该请求码相响应，视频输入缓冲器40将下幅图象的压缩数字视频数据传送到反相VLC电路41。这个过程的传送速率与从VLC电路25至编码器4中的视频输出缓冲器26(图3)的传送速率的值相同，所以当视频输入缓冲器40以恒定传送速率从存贮介质7接收压缩视频数据时，它将既不会上溢也不会下溢。事实上，在编码器4中，视频输出缓冲器26控制在其中累加的压缩视频数据的字节数目，这是通过模拟解码器11中的视频输入缓冲器40而进行的，以使视频输入缓冲器将既不上溢也不下溢。
除了反相VLC编码加到每幅图象的压缩数字数据之外，反相VLC电路41还从压缩数字数据中提取每个数据组的运动矢量MV及量化步长数据SS。量化步长数据是利用编码器4(图1)产生的并包含在记录于记录介质7上的记录信号中，用于在解码器11中的去量化器42中将量化的变换系数进行去量化。运动矢量MV利用运动检测器30(图3)产生，并包含在记录于记录介质7上的记录信号中，用于解码器11中的运动补偿器46。
去量化器42根据反相VLC电路41从压缩数字视频数据中提取的量化步长数据SS，把由反相VLC电路41提供的经量化的变换系数之每个组数据去量化，并将得到的变换系数的每个数据组加到反相正交变换(IDCT)电路43。
反相正交变换电路41将诸如反相离散余弦变换的反相正交变换加到由去量电路42提供的变换系数之每个数据组，以提供一个解码的数据组，该已解码的数据组加至加法器44，加法器44也接收与基准图象对应的对应基准数据组，该基准图象是由运动补偿器46从存贮于帧存贮器45中的一个或多个重新构成的图象获得的。从加法器44得到的重构图象数据组作为一个新的重构图象存贮到帧存贮器45中。
如果当前图象是I图象，则运动补偿器46不向加法器44提供基准数据组，而重构数据组则仅利用已解码的数据组产生。如果当前图象是P图象，即其有一个I图象或另一个P图象作为其基准图象，则从帧存贮器45将I图象或P图象复制运动补偿器46，作为当前图象的基准图象。运动补偿器46根据当前图象的当前数据组的运动矢量将运动补偿加到从帧存贮器45中复制的基准图象上。然后，运动补偿器46把基准图象的结果数据组作为前图象之当前数据组的基准数据组提供组加法器44。
加法器44将来自反相正交变换电路43的已解码数据组加到来自运动补偿器46的基准数据组上，以重新构成当前P图象的当前数据组，并将其存贮在帧存贮器45。然后该过程进行重复以将当前P图象的数据组保留到当前图象的所有数据组都已被重新构成为止。
如果当前图象是B图象，则一个或多个I图象和/或P图象从帧存贮器45被复制到运动补偿器46，在其中响应当前数据组的运动矢量而从这些图象中产生用于重构当前数据组的基准数据组。运动补偿器46将该基准数据组提供给加法器44。
加法器44将来自反相正交变换电路43的已解码数据组加到来自运动补偿器46的基准数据组，以重新构成当前B图象的当前数据组，并将其存贮于帧存贮器。然后重复该过程以保留当前B图象的数据组直至所有的当前图象之数据组被重新构成为止。
如上所述，存贮在帧存贮器45中的当前图象由对帧存贮器45寻址的扫描地址产生电路(FOSL)47以行扫描的顺序读出。然后将所得到的数字输出信号D4或直接地，或通过数/模转换器12输送到监视器13(图2)。在将其读出之后，若当前图象是一个I图象或P图象则简单地存贮于帧存贮器45，以用于解码其它的P和B图象。
在刚才描述的方法中，记录设备和再现设备通过正交变换图象的平方数据组在每幅图象中减少冗余码，并借助运动矢量和数据组匹配减少图象间的冗余码。将这两种技术进行组合以压缩表示运动图象的数字视频信号，以便能使运动图象能够利用相对少的数据量进行记录，发射或分配。
当从一个诸如运动图象电影，或24帧视频信号的运动图象电视电影信号源得到一个具有60Hz场频的隔行视频信号时，则借助于电视电影机或其它设备利用公知的2-3下降转换的图象速率转换。由于隔行视频信号具有60Hz的图象速率，即60Hz场频，而运动图象电视电影信号源具有24Hz图象速率，即24Hz帧频，因此必须使用这种方法。在例如图5A和5B所示的这种方法中，从运动图象电视电影信号源的每两个连续帧之第一帧获得两场视频信号，而从运动图象电视电影信号源的两场之第二场获得三场视频信号。
在图5A和5B中，图5A表示四个连续帧，包括具有24Hz帧频的运动图象电视电影信号源的帧50和51。运动图象电视电影信号源的每一帧被扫描两次，以产生由实线表示的奇数场和用虚线表示的偶数场，偶数场与奇数场偏离一行。
因此，隔行视频信号的第一组两场是从第0运动图象电视电影信号源帧50中获得的，通过扫描运动图象电视电影信号源帧50产生的奇数场提供第0场52，而通过扫描运动图象电视电影信号源帧50产生的偶数场提供隔行视频信号的第一场53。
隔行扫描视频信号的其次三场从第一运动图象电视电影信号源帧51得到。通过扫描运动图象电视电影信号源帧51产生的奇数场提供第二场54，而通过扫描运动电视电影信号源帧51产生的偶数场提供隔行视频信号第三场55。然而，运动图象电视电影信号源帧51扫描第二次以提供一个奇数场，作为隔行视频信号的第4场56。该过程与运动图象电视电影信号源的第3帧57和第4帧58一起重复，除了重复的场是偶数场59之外，正如图中所示。应注意的是组成第4和第5场的隔行视频信号帧，以及组成第6和第7场的隔行视频信号各自从运动图象电视电影信号源的两个不同帧得到的。
因此，虽然运动图象电视电影信号源的帧频与隔行视频信号的场频不同，通过每隔一帧进行扫描使这些频率匹配以产生一个附加场。这是2-3下降转换方法的基本原理。2-3下降转换方法产生一个隔行视频信号，其中诸如第2场54和第4场56的确定场相互完全相同。
当具有50Hz的场频的隔行视频信号从具有24Hz帧频的运动图象电视电影信号源中获得时，则使用与刚刚描述相类似的一种2-3下降转换技术。PAL制及SECAM制视频信号是具有50Hz场频的隔行视频信号的典范。当从具有24Hz帧频的一个运动图像电视电影信号源产生一个具有50Hz场频的隔行视频信号时，则从运动图象电视电影信号源的每第12帧得到三场隔行视频信号，从所有的其它帧得到二场隔行视频信号。
在随后的描述中，将理解到：涉及具有60Hz图象频率(即场频或帧频)的视频信号也归类于具有50Hz图象频率的视频信号，而涉及从一个具有24Hz帧频的运动图象电视电影信号源或压缩视频信号得到具有60Hz图象频率的视频信号的2-3下降变换也归类于从一个具有24Hz帧频的运动图象电视电影信号源或压缩的视频信号得到具有50Hz图象频率的视频信号的2-3下降变换。还要理解到：涉及24Hz，50Hz和60Hz也包括对应的非整数图象频率。
由于利用2-3下降变换产生的隔行视频信号包括复制场，因此压缩表示运动图象数字视频信号的某些种类的设备要检测具有60Hz场频的隔行视频信号中的复制场。这种设备通过除去每对复制扬之一来进行场频转换，并将得到的数字视频信号压缩成具有24Hz帧频的隔行帧。这就改进了压缩过程的总效率。进而，为了进一步增加压缩过程的效率，可以把隔行帧以场模式或帧模式进行压缩。
为了扩展以刚刚描述的方法压缩的数字视频信号，解码器扩展已压缩的视频信号以提供具有24Hz帧频的隔行数字视频信号。解码器则进行2-3下降变换以获得具有60Hz场频的隔行视频信号。
如果采用这样一种解码器以上述方法扩展压缩的数字视频信号，来提供一个在诸如非隔行计算机显示器的非隔行监视器上显示的非隔行输出信号，则输出信号将以高图象质量进行显示，接近于具有24Hz帧频的原始运动图象电视电影信号源。但是，要采用解码器把通过扩展压缩的数字视频信号得到的隔行图象转换成一个非隔行视频信号需要一个场频转换电路或类似电路，这就增加了解码器的复杂性。
以上述内容来看，本发明的一个目的是提供一个扩展表示运动图象的压缩数字视频信号的解码器。该解码器具有一个简化的结构，并扩展表示成帧的运动图象的压缩数字视频信号，所述运动图象具有24Hz帧频，提供2-3下降变换，以提供一个隔行的或非隔行输出信号。
因此，本发明提供一种扩展代表运动图象的压缩数字视频信号以提供一种数字输出信号的设备。压缩数字信号包括多个具有24Hz帧频的隔行帧。数字输出信号包括多个具有至少49Hz图象频率的图象。该设备包括一个帧存贮器，该帧存贮器包括不多于每页存贮一帧的4页。该设备还包括一个扩展压缩数字信号以提供一个从每帧压缩数字视频信号中重新构成的隔行帧的扩展器。最后，该设备包括一个控制器，它控制将每个重构的隔行帧写入帧存贮器的一页，并从存贮于帧存贮器的4页中读出重构的隔行帧，以提供数字输出信号的图象。控制读出以实现具有24Hz帧频的存贮于帧存贮器中的重构隔行帧之2-3下降变换，从而提供具有至少49Hz图象频率的数字输出信号的图象。
本发明还提供一个***，用以记录代表运动图象的数字视频输入信号来提供一个包括具有24Hz帧频的多个隔行帧的压缩数字视频信号，并扩展该压缩数字视频信号来提供一个包括具有至少49Hz图象频率的多个图象的数字视频输出信号。该***包括一个压缩器和一个扩展器。
压缩器包括一个***，用以从运动图象电视电影信号源得到一个包含具有24Hz帧频的多个帧的非隔行数字视频信号，还包括一个电路，用以在非隔行数字视频信号上进行2-3下降变换，以获得具有高于24Hz帧频的隔行数字视频信号。电路压缩隔行数字视频信号以提供具有高于24Hz帧频的压缩数字视频信号。最后，一个电路将具有大于24Hz帧频的压缩数字视频信号的帧频降低至24Hz，以提供压缩数字视频信号。
扩展器包括一个含有不多于4页的帧存贮器，其每页存贮一帧。该设备还包括一个扩展器，用于扩展压缩的数字视频信号，以提供从每帧压缩数字视频信号中重新构成的隔行帧。最后，该设备还包括一个控制器，它控制每个重构隔行帧写入帧存贮器的一页，并读出存贮于帧存贮器的4页中的重构隔行帧，以提供数字输出信号图象。对读出进行控制以实现具有24Hz帧频的存贮于帧存贮器的重新构成隔行帧之2-3下降变换，从而提供具有至少49Hz图象频率的数字输出信号之图象。
当然，当结合附图进行阅读时，从以下的详细描述中，本发明的原理和实用将变得更加显见，附图中相同部件用相同的标号或字母表示。
图1是一个表示压缩和记录数字视频信号(例如代表运动图象的数字视频信号)的常规设备之结构的方框图。
图2是一个表示再现和扩展压缩数字视频信号的常规设备之结构的方框图。
图3是一个表示图1所示的常规压缩和记录设备的编码器之结构的方框图。
图4是一个代表图2所示的常规再现和扩展设备的解码器之结构的方框图。
图5A和5B是解释2-3下降变换理论的示意图。
图6是一个表示提供压缩数字视频信号的设备，用以通过含有根据本发明的扩展器的再现和扩展设备进行扩展的方框图。
图7是个表示包括根据本发明的扩展器的再现和扩展设备的方框图。
图8是一个表示根据本发明的扩展器之电路结构的方框图。
图9A和9B示意性地表示隔行扫描和非隔行扫描间的关系。
图10A和10B示意性地说明2-3下降变换和非隔行扫描之组合。
图11是一个表示过程内容的示意图，通过该过程从压缩视频信号中得到的重构隔行帧写入帧存贮器的页中并读出，以提供隔行数字输出信号的帧。
图12是一个表示过程内容的示意图，通过该过程从压缩的视频信号中得到的重构隔行帧写入帧存贮器的页并读出，以提供非隔行数字输出信号的帧。
图13是示意性地表示在根据本发明的扩展器中的频率变换器之构成的方框图。
图14是一个表示第一变换器之构成的连接图，该第一变换器在根据本发明的扩展器中的频率变换器中。
图15是一个表示第二变换器之构成的连接图，该第二变换器在根据本发明的扩展器中的频率变换器中。
图16是一个解释根据本发明的扩展器中的频率变换器的以非隔行模式操作的示意图。
图17A至17K是解释根据本发明的扩展器中的频率变换器以非隔行模式操作的定时图。
图18是一个解释根据本发明的扩展器中的频率变换器以隔行模式操作的示意图。
本发明的优选实施例将参照附图进行描述。
参看图6，其中与图1中相对应的那些元件用相同的标号标示，记录设备60包括经前述本发明为基础的编码器。在记录设备中，替代从摄象机2接收的视频信号S1的是具有60Hz场频的数字隔行视频信号FO，它是利用2-3下降变换从运动图象电视电影信号源中得到的，并被输入到场频处理级61的视频输入端。
频率处理级61把具有60Hz场频的数字隔行视频信号FO变换成具有24Hz帧频的隔行视频信号F1。隔行视频信号F1利用编码器4以类似于上述的参照常规的编码器的方法进行编码。纠错电路(ECC)5将纠错码以类似于上述的参照常规解码器的方法加入之后，得到的压缩数字视频信号D2就由调制电路6按照预定的调制方法进行调制。得到的记录信号32被记录到诸如光盘的记录介质7上。
在图7中，与图2所示的那些元件相对应的元件由相同的标号标示，再现设备65包括按照本发明的解码器。在图7中，由来自记录介质7的再现记录信号获得的信号S3通过解调电路9解调，并由纠错电路10进行检错和纠错。得到的压缩数字视频信号D3输入到解码器11。解码器11产生一个具有24Hz帧频的隔行数字视频信号。
在解码器11中，频率变换电路66与解码同步地控制在解码器中的帧存贮器的写入和读出定时，以执行2-3下降变换，而且可任意地把帧存贮器中读出的数字输出信号从具有30Hz帧频的隔行信号变换为具有60Hz帧频的双倍速率的非隔行信号。数/模变换器12把由解码器11产生的数字视频信号转换成一个模拟视频信号，用以作为视频输出信号S4传送到监视器13。另外，如果监视器能与数字输入信号一起工作，数字视频信号D4可以作为视频输出信号直接传送到监视器13。视频输出信号的扫描模式根据隔行/非隔行控制信号置定。控制信号可以通过用户操作一个对解码器的控制而输入到解码器11，或者可以利用输入信息提供控制信号，所说输入信息表示监示器13是否能够通过一个适当的信息通路(未示出)从监视器13到解码器12进行60Hz帧频的非隔行扫描。
在运动图象再现设备65中，解码器11如图8所示那样构成，其中，与图4所示解码器相对应的部件以相同标号标示。在图8中，帧存贮器45由随机存取存贮器(RAM)的4页构成，每页存贮一帧重构的数字视频信号。总线调度程序67控制着对帧存贮器45之页的存取。
本发明涉及如何对于利用一个常规的解码程序重新构成的视频图象写入和读出到帧存贮器45之页进行控制。在根据本发明的解码器所使用的常规解码过程中，反相VLC处理被加到再现的压缩视频信号；在反相VLC处理之后执行一个含有反相量化的诸如反相DCT的反相正交变换；最后，通过将来自反相正交变换的每个本地解码的数据组加到选自帧存贮器45的基准图象数据组来进行运动补偿。
在解码器11中，实施24Hz至60Hz或24Hz至30Hz帧频变换的频率变换器66向总线调度程序67提供信息，以指示帧存贮器45的页将进行读出，和将进行写入，以及这种读出与写入的时限。
实际上，当读出在帧存贮器45中存贮的重构信息以提供数字输出信号时，从存贮在帧存贮器中的隔行图象中得到一个非隔行数字输出信号的过程如下：为了产生非隔行数字输出信号，则存贮的隔行图象之行频(水平频率)要加倍，以提供具有加倍的隔行信号之每场扫描行数的一个帧，而使非隔行信号的帧频与隔行扫描信号的场频(垂直频率)相同。如图9A和9B所示，非隔行扫描信号(图9B)的帧垂直清晰度相对于隔行信号(图9A)的每场的垂直清晰度而言得到了改善。
具有2-3下降变换的组合扫描变换处理的结果示于图10A和图10B，其中，一个在图10A中用虚线表示的再生隔行帧(例如帧80)之奇数场首先写入帧存贮器45的页之一部分。然后，图10A中用实线表示的隔行帧80之偶场写入该帧存贮器的页相同部分。隔行帧81也写入帧存贮器45的一页中。
刚刚所述的在帧存贮器45的页中存贮的隔行帧80和81被读出为非隔行数字输出信号的帧如下所述进行：当读出帧80时，由图10B的虚线表示的奇数场之行与图10B实线所示的偶数场之行相交替地以双倍速度两次地读出，提供非隔行数字输出信号的帧82和83，以1/60秒读出每一帧。然后，从帧存贮器45的页中读出帧81。为了提供2-3下降变换，帧81的奇数场和偶数场行交替地读出兰次，以提供数字输出信号的帧84，85和86。帧82至86中的每一个都是以1/60秒速度读出。
因此，为了提供一个非隔行数字输出信号，在帧存贮器45之一页中存贮的每一帧以60Hz帧频至少读出两次。另一方面，每一帧可以从帧存贮器45和存贮在第二次和/或第三次读出帧的另一个帧存贮器中的结果帧中读出一次。但是，这种方法需要附加的帧存贮器。所以，在本发明的实施例中，每一帧以60Hz的频率从帧存贮器45中至少读出两次。
图11和12概念性地表示出根据利用诸如I图象，B图象以及P图象图象类型的本发明的读出和写入过程，所说的三种图象类型是由运动图象编码的运动图象专家组(MPEG)方法所标准化的图象类型以用于存贮。图16和18表示具有定时的读出和写入过程，以及实现2-3下降变换来提供具有30Hz或60Hz帧频的数字输出信号所需要的多个读出。
数字视频信号的每一帧都可以利用图象内编码或图象间编码进行编码。一个I图象是一个利用图象内编码而编码的帧，其中图象不需要参照超前的及随后的图象而进行编码。一个P图象或B图象参照基准图象进行编码，该基准图象是从一个或多个重新构成的在先或随后图象中获得的。当利用图象间编码来编码一个图象时，图象参照基准图象进行编码按如下所述进行：一个P图象利用把瞬时超前的I图象或P图象作为其基准图象的正向预测进行编码，一个B图象利用把随后的三种图象之一种作为其基准图象的双向预测进行编码：三种图象即为瞬时超前的I图象或P图象；瞬时随后的I图象或P图象；或在瞬时超前的I图象或P图象及瞬时随后的I图象或P图象之间内插形成的一个图象。
图11表示按照次序写入帧存贮器45的页中的已解码的图象，例如，I图象，B图象，B图象，P图象，B图象，B图象，P图象，B图象，B图象，P图象，……正如由分别标为I0，B1，B2，P3，B4，B5，P6，B7，B8，P9的实线所示。图象从帧存贮器45中的各页被读出，以提供按它们将被显示的顺序的数字输出信号，即以B1，B2，I0，B4，B5，P3，B7，B8，P6，B10，B11，P9，……的顺序。
在图11中，可以写入重构图象之帧的帧存贮器45的4页由M0，M1，M2和M3表示。以上述序列写入每一帧的帧存贮器之页在图11中由显现帧号数的标号为M0至M3的4行之一来表示。例如，帧I0显现在标号为M0的行上，因此帧I0就被写入帧存贮器45的M0页。另外，帧存贮器45之每一页都被分成一个偶数场部分fe和一个奇数场部分fo，也示如图11，其中分别写入帧的奇数和偶数场。最后，表示写入时间和读出时间之间关系的一个轴在图11上部表示。该轴不是一个真正的时间轴。
在图11所示的写入和读出序列中，由实线箭头I0表示的I图象I0首先写入帧存贮器45的页M0。其后，由实线箭头B1所示的B图象B1写入帧存贮器45的页M2；随后，由实线箭头B2表示的B图象B2写入帧存贮器45的页M3。同时，由虚线箭头B1表示的B图象B1从页M2读出。
随后，由实线箭头P3表示的P图象P3写入帧存贮器45的页M1，同时，由虚线箭头B2表示的B图象B2从帧存贮器45的页M3读出。由实线箭头B4表示的B图象B2写入帧存贮器45的页M2，同时由虚线箭头I0表示的I图象I0从帧存贮器45的页M0读出。通过与刚才所述相类似的写入和读出过程，处理在图象序列中的余下的图象。
在根据本发明的解码设备中，帧存贮器45由每页存贮一帧的4个页构成。分离的页被指定为存贮I图象和P图象以及存贮B图象。只有I图象和P图象存贮在帧存贮器45的页M0和M1；而只有B图象存贮在帧存贮器45的页M2和M3。因此，当不执行2-3下降变换时，由于在帧存贮器45中提供有对应于4帧中每一帧的一个页，所以具有一场结构和一帧结构二者的图象可以按类似于图11所示的那些图象的定时进行写入和读出。这是通过把读帧存贮器之每页的开始延迟一个时间实现的，该时间对应于写入存贮器该页之开始的一个帧。这就提供了足够的时间，即使在产生一个隔行信号时也如此。
通过提供具有每页存贮一帧的4个页的帧存贮器45就简化了控制存贮器，这是因为，正如图12所示，从存贮器读出以提供一个非隔行数字输出信号能够以类似于从帧存贮器读出以提供一个隔行数字输出信号的方法完成。
图12概念性地表示出从帧存贮器45读出一个隔行数字输出信号的读出和写入序列。在图12中，由实线箭头I0表示的I图象I0首先写入帧存贮器45的页M0。其后，由实线箭头B1表示的B图象B1写入帧存贮器45的页M2：随后由实线箭头B2表示的B图象B2写入帧存贮器45的页M3，与此同时，B图象B1从帧存贮器45的页M2读出两次，如4个虚线箭头B1所示。存贮在页M2中的奇数场和偶数场之行交替地读出，以提供数字输出信号的一个帧。然后，存贮在页M2中的奇数场和偶数场之行交替地读出第二次，以提供数字输出信号的下一帧。
其后，由实线箭头P3表示的P图象写入帧存贮器45的页M1。与此同时，B图象B2从帧存贮器45中读出两次，如4个虚线箭头B2所示。存贮在页M1中的奇数场和偶数场之行交替地读出，以提供数字输出信号的一个帧。然后，存贮在页M1中的奇数场和偶数场之行交替地读出第二次，以提供数字输出信号的下一帧。
随后，由实线箭头B4表示的B图象B4写入帧存贮器45的页M2，同时，I图象I0从帧存贮器45的页M0读出两次，如4个虚线箭头I0所示。存贮在页M0中的奇数场和偶数场之行交替地读出，以提供数字输出信号的一个帧。然后，存贮在页M0中的奇数场和偶数场之行交替地读出第二次，以提供数字输出信号的下一帧。
在根据本发明的解码器中，频率变换器66如图13所示构成。频率变换器66包括第一变换器90A，90B，90C和90D，它们通过总线调度程序67，利用指定待写入的每个重构图象和待读出的每帧数字输出信号的帧存贮器45之页来执行2-3下降变换。该频率变换器也包括第二变换器91A，91B，91C和91D，它们控制着写入及读出操作的定时。
图14详细地示出了第一变换器90A，90B，90C和90D之每一个的结构，图15详细地示出了第二变换器91A，91B，91C和91D之每一个的结构。变换器由逻辑门和触发器构成。第一变换器的每一个包括有帧计数器100和103，解码器101，锁存器102，104，105，106，109和110，以及时钟计数器107和108等。一个第一变换器和一个第二变换器用于帧存贮器45的每一页。在图13所示的例子中，4对变换器用作4页帧存贮器45。第一变换器90A，90B，90C和90D之每一个由图象MPEG组(GOP)起动码初始化，并由识别MPEG图象起动码(PSC)确定每幅图象的图象类型。
控制写入和读出帧存贮器45的页M1的第一变换器90B和第二变换器91B的电路操作将参看图14，15以及17A至17K来进行描述。第一变换器90A，90C和90D，以及第二变换器91A，91C和91D的结构是相同的。第一变换器90A，90B，90C和90D以及第二变换器91A，91B，91C和91D分别操作在图16较低部分所示的存贮页M0，M1，M2和M3上。应注意的是，图14和15的电路图中的信号名称与图17A至17K中那些信号名称相对应。
尤其是，当第二变换器91的写起动信号WEN -(在WEN -中的“-”以及随后的描述中的相同符号表示页的并对应于图中的线条)为有效时(即处于低电平)，则GOP中的第一B图象B1写入帧存贮器45的页M2，如图17C所示。当第一B图象B1写入时，来自锁存器108的信号WB-END保持低电平并抑制计数器100和103。
当首先写入B图象B1完成时，来自锁存器108的信号WB-END响应于WB -而升高，如图17E和17F所示，它起动帧计数器100和103。帧计数器100对以60Hz帧频读出帧存贮器45的帧进行计数，解码器101解码计数器100的输出，以产生2/3-信号，如图17J所示。
该2/3-信号由倒相器130倒相并与27MHz时钟信号一起输送到锁存器102以产生如图17K所示的触发脉冲2/3-tr。该2/3-tr触发脉冲起动计数器103，其输出是RB -(图17H)，它由倒相器131倒相以产生RIorp -(图17G)。信号RE -和RIorp -是用于B图象的读起动信号以及分别用于一个I图象或一个B图象的读起动信号。
两个读起动信号RB -和RIorp -分别由锁存器104和105锁存，它们的输出信号输送到或门132。或门的输出送到与门133的一个输入端，与门另一个输入端接收信号RB -与门133的输出是输送到总线调度程序67的读/写信号RW。
信号RB -也通过倒相器134输送到锁存器106，锁存器106的输出信号馈送到与门135的输入端。与门135的另一个输入端接收RB -。与门135的输出信号REND(图17A)也输送到总线调度程序67。信号RW和REND起动由控制器控制的写入和读出存贮器页，而其页地址由图16所示的存贮器写地址MWA和存贮器读地址MRA表示。
在图15所示的第二变换器91中，写起动信号WEN -由R/S触发器120产生，触发器120由接收的信号WST置位，它表示解码的开始并由来自第一变换器90的信号REND复位。D型触发器121，122，123提供一个定时谐调功能，以提供写入直至完成读之后，因此当WEN -为低时实现写。当信号WrIorp -为低或WB -对一特定页为低时，就能够写入特定页。在刚刚所述的方法中，用于2-3下降变换的写和读受到控制。
所述的电路控制着写入和读出帧存贮器45的页M0至M3，如图16所示。
图16说明重构的图象如何存贮在帧存贮器45的页中，以及如何从帧存贮器45的各页中读出它们，以提供具有60Hz帧频的非隔行数字输出信号之帧。在图16中，由实线箭头I0表示的图象I0写入帧存贮器45的页M0；然后，由实线箭头B1表示的B图象B1写入帧存贮器45的页M2。其后，由实线箭头B2表示的随后的B图象B2写入帧存贮器45的页M3，同时，B图象B1从帧存贮器45的页M2读出两次，如4个虚线箭头B1所示。存贮在页M3中的奇数场及偶数场的行交替地读出，以提供数字输出信号的一帧。然后，存贮在页M3中的奇数场和偶数场的行交替地读出第二次，以提供数字输出信号的下一帧。
其后，由实线箭头P3表示的P图象P3写入帧贮存器45的页M1，同时，B图象B2从帧存贮器45的页M3读出三次，如6虚线箭头B2所表示的。存贮在M1中的奇数场和偶数场之行交替地读出，以提供数字输出信号的一帧。然后存贮在页M1中的奇数场和偶数场之行交替地读出第二次，以提供数字输出信号的下一帧。最后，存贮在页M1中的奇数场和偶数场之行交替地读出第三次，以提供数字输出信号的下一帧。
图象B2读出的帧存贮器45的页由存贮器读地址MRA(3)表示。图象B2读出三次的页由下面划横线的存贮器读地址表示。读出B图象B2的时限是：当B图象B4的前一半写入页M2的同时，图象B2的第三次读出产生，如实线B4所表示的。当B图象B4的后一半写入帧存贮器45的页M2时，I图象I0从帧存贮器45的页M0读出两次，如4虚线箭头I0所表示的。存贮在页M0中的奇数场和偶数场的行交替地读出，以提供数字输出信号的一帧。该过程与B图象B4的后一半写入帧存贮器页M2同时发生。然后，存贮在页M0中的奇数场和偶数场的行交替地读出第二次，以提供数字输出信号的下一帧。由于诸如I图象I0的读出半路开始直到写入B图象B4的原因，故图16所示的存贮器读地址MRA和存贮器写地址MWA的时限不是永远重合一致的。
由实线B5表示的B图象B5写入帧存贮器45的页M3。B图象B5的前一半进行写入是与I图象I0从帧存贮器的页M0的第二次读出同时进行。B图象B5的第二半写入帧存贮器的页M3与B图象B4从帧存贮器45的页M2的三次读出之第一次同时进行。
通过类似于上述的一个过程，其中每个重构的图象每次以24Hz的帧频写入帧存贮器45的一页，而且其中非隔行数字输出信号的连续帧从帧存贮器的一个页中或读出两次，或读出三次，在图象序列中保留的图象进行处理以通过2-3下降变换提供具有60Hz帧频的非隔行数字输出信号。
当数字输出信号是一个隔行信号时，读出序列如图18所示。从帧存贮器45的每一页读出的场之顺序由场顺序信号FO予以控制。当场顺序信号FO为低时，奇数场首先读出。其后跟随着偶数场。当场顺序信号FO为高时，首先读出偶数场，其后跟随着奇数场。场顺序信号FO脉冲在第一变换器90A至90D(图13)中产生。在图14中作为范例示出的第一变换器90B中，场顺序信号FO由D型触发器110和109(图17I)从2/3-信号的边缘产生。
在图18所示序列中，由2/3-信号标示的帧读出第二次，以提供所需要的场频。在图18中，从一场读出两次的帧存贮器那些页的存贮器读地址MRA通过在其下划线予以标示。场顺序信号FO在读出第二次的每一场之后改变状态。
图18说明重构图象如何存贮在帧存贮器45的页中，以及如何从帧存贮器45的各页中读出它们，以便提供具有30Hz帧频的隔行数字输出信号之帧。在图18中，由实线箭头IO标示的I图象IO写入帧存贮器45的页MO；然后，由实箭头B1标示的B图象B1写入帧存贮器45的页M2。其后，跟随的由实线箭头B2标示的B图象B2写入帧存贮器45的页M3，同时，由B图象B1的偶数场跟随的奇数场从帧存贮器45页M2读出。如由两个虚线箭头B1所标示的。每场以1/60秒读出。
其后，由实线箭头P3表示的P图象P3写入帧存贮器45的页M1，同时，由B图象B2的偶数场跟随的奇数场从帧存贮器45的页M3读出。然后B图象B2的奇数场从帧存贮器的页M3读出第二次。这由三个虚线箭头B2标示。场顺序信号在B图象B2读出时改变状态，以便当下一个图象从帧存贮器45读出时，其偶数场将首先读出。
读出B图象B2的时限是这样的，即第二次读出图象B2的奇数场与B图象B4的第一半写页M2同时进行，如实线B4所标示的。当B图象B4的第二半写入帧存贮器45的页M2时，与场顺序信号FO的变化状态相响应由I图象IO的奇数场相随的偶数场从帧存贮器45的页MO读出，如两个虚线箭头IO所标示的。B图象B2的第二奇数场及I图象IO的偶数场形成隔行数字输出信号的下一帧。
由实线B5所标出的B图象B5写入帧存贮器45的页M3。B图象B5的第一半写入的同时，I图象IO的奇数场从帧存贮器页MO读出。B图象B5的第二半写入帧存贮器的页M3的同时，B图象B4的偶数场第一次从帧存贮器45的页M2读出。
由实线P6标示的P图象P6写入帧存贮器45的页MO，同时，B图象B4的奇数场从帧存贮器45的页M2读出，其后B图象B4的偶数场读出第二次。I图象IO的奇数场及B图象B4的偶数场(首次读出)形成隔行数字输出信号之一帧正如B图象B4的奇数场和偶数场(第二次读出)所做的一样。场顺序信号FO的状态改变读取B图象B4过程中的状态，因此被读出的下一个图象将与其奇数场首先读出。
通过类似于刚才所述的过程，其中每个重构的图象每次以24Hz帧频写入帧存贮器45的一页，而且其中非隔行数字输出信号的连续帧从帧存贮器的一页读出两次或三次，在图象序列中的保留图象被处理，以便通过2-3下降变换提供具有60Hz帧频的非隔行数字输出信号。
在以上所述***中，视频信号帧能够以场模式编码，其中从运动图象电视电影信号源的两个连续帧得到之场组成的帧可以作为两场进行编码，以改进压缩效率。进而，按照本发明的解码器利用不比解码所需的帧存贮器之页多的页提供2-3下降变换，从而提供一个简化的结构，其中不需要帧存贮器之附加页。
另外，按照本发明的解码器将简单地通过控制寻址提供一个隔行数字输出信号或一个非隔行数字输出信号，利用该寻址，读出存贮在帧存贮器中的重构图象，以在也实现2-3下降变换期间提供数字输出信号。因此，两种扫描式及2-3下降变换可以通过再现设备中的相同控制电路实施，在再现设备中，从运动图象电视电影信号源获得并具有24Hz帧频的压缩数字视频信号被解码并借助于一个简单的电路结构经受2-3下降变换处理，以便提供一个隔行的或非隔行视频信号。
进而，含有按照本发明的解码器的再现设备将再现一个从诸如运动图象电视电影的运动电视电影信号源获得的压缩数字视频信号，而且来自该设备的视频输出信号可以如所希望的那样连接到隔行或非隔行电视监视器用以显示。从运动图象电视电影信号源得到的视频信号可包括在一个所谓的多媒介场合，而且由按照本发明的解码器解码所得到的视频信号可以在家里或办公室里的计算机监视器上显示，极大地改进了这种***的使用能力。
应注意的是，当按照本发明的解码设备已经参照再现和解码记录在作为记录介质的一个光盘上的压缩视频信号进行描述时，本发明并不限于此，而可以应用于解码记录在磁带或其它记录介质上的压缩视频信号。另外，按照本发明的解码器也可以用于对通过诸如广播电视，有线电视，电话，ISDN网络，计算机网络等传输或分配***所接收的压缩视频信号进行解码。
还应注意到的是：按照本发明的解码器也能够用于应用2-3下降变换，以获得一个分别具有来自24Hz帧频的压缩视频信号的50Hz场频或帧频的隔行或非隔行视频信号。为了实现这种2-3下降变换，对解码器101重新编程，以便一旦每写入帧存贮器45十二帧产生2/3-信号来代替在60Hz型式时每两帧的情况。
在结合本发明优选实施例所进行的描述中，将可以看到对于本领域普通技术人员来说可以针对各种变形和改型，因此，在附加的权利要求中覆盖所有这些落入本发明的实际精神和范围的变型和改型。

Claims (24)

1.一种用于扩展表示一个运动图象的压缩数字视频信号以提供一种数字视频输出信号的设备，该压缩数字视频信号包含多个隔行帧并具有24Hz帧频，该数字视频输出信号包含多个图象并具有至少49Hz图象速率，该设备包括有：
一个帧存贮器，包括每页存贮一帧的不多于4页的页面；
扩展器装置，用于扩展压缩数字视频信号的每一帧，以得到一个重新构成的隔行帧；以及
控制装置，用于控制：
把每个重新构成的隔行帧写入帧存贮器之一页；和
读出存贮在帧存贮器页中的重构的隔行帧以提供数字视频输出信号的图象，对读出进行控制以便以24Hz帧频实现存贮在帧存贮器之页中的重构隔行帧的2-3下降变换，从而提供具有至少49Hz图象速率的数字视频输出信号之图象。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于：
数字视频输出信号是隔行的，而且其每个图象为一场；和
控制装置控制存贮在帧存贮器之页中的重构隔行帧的读出以读出每个重构隔行帧，从而提供至少两场数字视频输出信号。
3.根据权利要求2的设备，其特征在于：
数字视频输出信号具有50Hz场频；和
控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的重构隔行帧的读出以读出11个连续的重构隔行帧，从而提供两场数字视频输出信号，并读出第12重构隔行帧，从而提供三场数字视频输出信号。
4.根据权利要求2的设备，其特征在于：
数字视频输出信号具有60Hz场频；和
控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的重构隔行帧的读出，以读出连续的重构隔行帧，从而交替地提供两场和三场数字视频输出信号。
5.根据权利要求1的设备，其特征在于：
数字视频输出信号是非隔行信号，而且其每幅图象是一帧；
存贮于帧存贮器之一页中的每个重构隔行帧包括一个奇数场和一个偶数场，每场包括多个行；和
控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的隔行重构帧的读出，这样每个重构隔行帧至少读出两次，而其奇数场的行与偶数场的行交替地读出，以提供数字视频输出信号的一个图象。
6.根据权利要求5的设备，其特征在于：
数字视频输出信号具有50Hz场频；和
控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的重构隔行帧的读出，以读出11个连续的重构隔行帧，从而提供两帧数字视频输出信号，并读出第12重构隔行帧，从而提供三帧数字视频输出信号。
7.根据权利要求5的设备，其特征在于：
数字视频输出信号具有60Hz场频；和
控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的重构隔行帧的读出，以读出连续的重构隔行帧，从而交替地提供两帧和三帧数字视频输出信号。
8.根据权利要求1的设备，其特征在于：
控制装置又用于读出选定的重构隔行帧来作为读出的重构隔行帧；和
扩展装置包括：
运动补偿装置，用于从读出的重构隔行帧获得一个基准图象，和
从基准图象及一帧压缩数字视频信号重构一个重构的隔行帧的装置。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于：
压缩数字视频信号包括一个运动矢量；
该设备还包括从压缩数字视频信号中提取运动矢量的装置；和
运动补偿装置，响应于自压缩数字视频信号提取的运动矢量，从读出的重构隔行帧中获得基准图象。
10.根据权利要求1的设备，其特征在于：
一个重构隔行帧响应于作为一页的写模式信号而写入帧存贮器之一页中；
数字视频输出信号的一个图象响应于作为一页的读模式信号而从帧存贮器之一页中读出；和
控制装置包括：
第一变换器装置，用于：
当由扩展器装置提供的重构帧将写入帧存贮器之一页时产生用于帧存贮器一页的写模式信号；和
当存贮于帧存贮之一页的重构帧将被读出时产生读模式信号以提供数字视频输出信号图象，和
第二变换器装置，用于控制产生帧存贮器之一页的写模式信号和读模式信号的定时。
11.根据权利要求10的设备，其特征在于：
第一变换器装置用于产生读模式信号以控制从帧存贮器之一页中读出重构隔行帧的次数。
12.根据权利要求10的设备，其特征在于：
第一变换器装置还用于产生一个信号，以使从帧存贮器中读出重构场至少作为两场。
13.一个***，用于压缩表示运动图象的数字视频输入信号提供一个包含多个隔行帧并具有24Hz帧频的压缩数字视频信号，并用于扩展该压缩数字视频信号以提供包含具有至少49Hz图象速率的多个图象的数字视频输出信号，该***包括：
一个编码器，包括：
用于从运动图象电视电影信号源获得一个包含具有24Hz帧频的多个帧的非隔行数字视频信号的装置，
用于在非隔行数字视频信号上执行2-3下降变换以便获得一个具有大于24Hz帧频的隔行数字视频信号的装置。
用于压缩该隔行数字视频信号以提供具有大于24Hz帧频的压缩数字视频信号的压缩器装置，和
用于降低具有大于24Hz帧频的压缩数字视频信号的帧频至24Hz以提供压缩数字视频信号的装置；和
一个解码器，包括
一个帧存贮器，包括不多于每页存贮一帧的4页，
扩展器装置，用于扩展压缩数字信号以便从压缩数字视频信号之每一帧中获得一个重构隔行帧，
控制装置用于控制：
把每个重构隔行帧写入帧存贮器之一页中；和
读出存贮于帧存贮器4页中的重构隔行帧以提供数字视频输出信号的图象，对该读出进行控制以实现存贮于帧存贮器中并具有24Hz帧频的重构隔行帧的2-3下降变换，从而提供具有至少49Hz图象速率的数字视频输出信号之图象。
14.根据权利要求13的***，其特征在于：
数字视频输出信号是隔行的，而且其每个图象为一场；和
在解码器中，控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的重构隔行帧之读出以读出每个重构隔行帧，从而提供数字视频输出信号的至少两场。
15.根据权利要求13的***，其特征在于：
数字视频输出信号是非隔行的，而且其每个图象为一帧；和
在解码器中：
存贮于帧存贮器之一页中的每个重构隔行帧包括一个奇数场和一个偶数场，每场包括多个行，和
控制装置控制存贮于帧存贮器之页中的隔行重构帧之读出，以便每个重构隔行至少读出两次，而其奇数场之行与其偶数场之行交替地读出以提供数字视频输出信号的一个图象。
16.根据权利要求13的***，其特征在于在解码器中：
控制装置也用于读出一个选定的重构隔行帧作为读出的重构隔行帧；和
扩展装置包括：
运动补偿装置，用于从读出的重构隔行帧中获得一个基准图象，和
用于从基准图象和一帧压缩数字视频信号中重新构成一个重构隔行帧。
17.根据权利要求16的***，其特征在于：
在编码器中，压缩器装置包括用于产生运动矢量及用于把运动矢量包括在压缩数字视频信号中的装置；
解码器也包括用于从压缩数字视频信号中提取运动矢量的装置；和
在解码器中，运动补偿装置响应于从压缩数字视频信号中提取的运动矢量，从读出的重构隔行帧中获得基准图象。
18.根据权利要求13的***，其特征在于：在解码器中：
响应于一页用的写模式信号把一个重构隔行帧写入帧存贮器之一页中；
响应于一页用的读模式信号从帧存贮器之一页中读出一个数字视频输出信号的图象；和
控制装置包括：
第一变换装置，用于
当由扩展器提供的重构帧将被写入帧存贮器之一页时产生用于帧存贮器之一页的写模式信号；和
当存贮于帧存贮器之一页的重构帧将被读出时产生读模式信号，以提供一个数字视频输出信号图象，和第二变换器装置，用于控制产生用于帧存贮器之一页的写模式信号和读模式信号的定时。
19.一种方法，利用一个包括每页存贮一帧的不多于4页的帧存贮器，以扩展代表运动图象的压缩数字视频信号以便提供一个数字视频输出信号，该压缩数字视频信号包括多个隔行帧并具有24Hz帧频，该数字视频输出信号包括多个图象并具有一个至少49Hz的图象速率，该方法包括的步骤为：
扩展压缩数字视频信号的每一帧以得到一个重构隔行帧；
把每个重构隔行帧写入帧存贮器之一页；
读出已写在帧存贮器之页中的重构隔行帧以提供数字视频输出信号的图象；和
选择其中写有每个重构隔行帧的帧存贮器之页以及从其中读出重构隔行帧的页，以便提供数字视频输出信号的每个图象，而且也多次选择被读出的每个重构隔行帧，以实现写在帧存贮器之页中并具有24Hz帧频的重构隔行帧的2-3下降变换，从而提供具有至少49Hz图象速率的数字视频输出信号的图象。
20.根据权利要求19的方法，其中包括：
数字视频输出信号是隔行的，而且其每个图象为一场；
在将每个重构隔行帧写入帧存贮器之一页的步骤中，每个重构帧被写为一个奇数场和一个偶数场；
在多次选择读出每个重构隔行帧的步骤中，选择读出每个重构隔行帧的次数至少为1；和
在读出重构隔行帧的步骤中，读出重构隔行帧的奇数场和偶数场，以提供至少两场数字视频输出信号。
21.根据权利要求19的方法，其中包括：
数字视频输出信号非隔行的，而且其每个图象为一帧；
在将每个重构隔行帧写入帧存贮器之一页的步骤中，每个重构帧被写为一个奇数场和一个偶数场，每场包含多行；
在多次选择读出每个重构隔行帧的步骤中，选择读出每个重构隔行帧的次数至少为2，以便读出每个重构隔行帧，从而提供至少2帧数字视频输出信号；和
在读出重构隔行帧的步骤中，每个重构隔行帧的奇数场之行与其偶数场之行交替读出，以便提供数字视频输出信号的一个图象。
22.根据权利要求19的方法，其中包括：
该方法也包括读出一个选定的重构隔行帧作为一个读出的重构隔行帧的步骤；和
扩展压缩数字信号的步骤包括的步骤为：
从读出的重构隔行帧中获得一个基准图象，和
从基准图象及一帧压缩数字视频信号中重新构成一个重构隔行帧。
23.根据权利要求22法，其中包括：
压缩数字视频信号包括一个运动矢量；
该方法也包括从压缩数字视频信号提取运动矢量的步骤；和
在从读出的重构隔行帧中获得一个基准图象时，该基准图象是响应于自压缩数字视频信号中提取的运动矢量而从读出的重构隔行帧中得到的。
24.根据权利要求19法，其中包括：
在对每个重构隔行帧进行写的步骤中，该重构隔行帧响应于一页用的写模式信号而被写入帧存贮器之一页中；
在读出重构隔行帧的步骤中，响应于一页用的读模式信号而把一个数字视频输出信号的图象从帧存贮器的一页中读出；和
选择步骤包括的步骤为：
当由扩展器装置提供的一个重构帧将被写入帧存贮器之一页时，产生用于帧存贮器之页的写模式信号；
当存贮于帧存贮器之一页的重构帧将被读出时产生读模式信号，以提供一个数字视频输出信号的图象；和
控制用于帧存贮器之一页的产生写模式信号和产生读模式信号的定时。
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