圖像壓縮編碼和解碼原理

傳輸緩沖器。傳輸緩沖器用于暫存壓縮數(shù)據(jù)，并按照控制指令的先后按時序輸出數(shù)據(jù)。該緩沖器通過調(diào)整器(又稱為量化自適應(yīng)器)與量化器相連接。調(diào)整器可用來檢測緩沖器的緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)暫存程度，并根據(jù)暫存數(shù)據(jù)量自動調(diào)整量化步長。在編碼器內(nèi)設(shè)置有反饋通路，它主要包括反量化器(Q-1)、離散余弦逆變換(IDCT)、相加器以及IPB畫面幀存儲器等。反饋回路用于預(yù)測圖像產(chǎn)生，進行畫面分類處理(計算、區(qū)分并處理IPB畫面)，主要用于幀間數(shù)據(jù)壓縮編碼處理。還有，運動預(yù)測和補償電路可用于運動補償。
2、圖像解壓縮電路方框圖
圖像解壓縮電路簡稱為解壓電路、解碼電路。VCD視盤機內(nèi)，經(jīng)過數(shù)字信號解調(diào)電路（CD-DSP）處理后，輸出壓縮編碼視頻數(shù)據(jù)流，需要經(jīng)過視頻解壓縮電路進行數(shù)據(jù)解壓縮，恢復(fù)為未壓縮的視頻信號。解碼過程是編碼的逆過程，圖2.2.4是MPEG-1視頻解壓縮電路方框圖,其電路結(jié)構(gòu)比編碼器稍簡單一些。

圖2.2.4　MPEG-1視頻解壓縮電路方框圖

來自CD-DSP電路的壓縮編碼信號送到輸入緩沖器，然后進入去混合電路，將圖像的編碼模式標志，運動向量（位移矢量）和圖像數(shù)據(jù)分離開，分別送往幀存儲器和解壓縮主通道電路。
主通道要處理I、P、B幀數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)已經(jīng)按照圖像編碼系列的規(guī)定，以數(shù)據(jù)封包頭標指出，這些數(shù)據(jù)分別暫存在緩沖存儲器的存儲區(qū)內(nèi)，根據(jù)數(shù)據(jù)量大小暫存在容量不同的存儲器區(qū)中。在微處理器控制下，先將I畫面數(shù)據(jù)按序取出，送到VLC(可變長度碼解調(diào)器)，按照ROM存放的可變長度碼對照表，逐一將編碼時壓縮的碼位恢復(fù)為壓縮前的DCT量化值，再將各區(qū)塊分為64個數(shù)據(jù)的量化值逐位乘以反量化參數(shù)，這些參數(shù)位于ROM中存放的64位視覺心理模式量化表的相對位置，重新恢復(fù)為DCT頻率系數(shù)，完成反量化過程。
經(jīng)過反量化的數(shù)據(jù)，再送入IDCT(離散余弦逆變換)電路。這是另一次逆變換，也是通過查表法，將反量化值所代表的各頻率余弦分量的幅值進行逆變換，重新恢復(fù)為DCT變換前的圖像(Y、CB、CR)取樣數(shù)據(jù)，從而取得代表圖像壓縮前的區(qū)塊信息。4個區(qū)塊的信息組成一個宏區(qū)塊，若干個宏區(qū)塊組成片，再由若干片組成完整畫面的總數(shù)據(jù)，這就是I幀畫面。這些繁重的相加工作都需要在加法器中進行。
恢復(fù)出來的I幀畫面數(shù)據(jù)存入幀存儲器。I畫面與后續(xù)輸入的P畫面數(shù)據(jù)相加，可恢復(fù)出P畫面，P畫面也存入幀存儲器。然后根據(jù)運動矢量和運動后圖像差值(即B畫面數(shù)據(jù))，與I、P畫面存儲數(shù)據(jù)在加法器中相加，并受編碼模式信號的控制，以便決定I、P圖像的成分多少，從而恢復(fù)出不同前后的B幀畫面。經(jīng)以上處理所得I、P、B各種畫面數(shù)據(jù)都需要存入緩沖存儲器，還要根據(jù)編碼模式的指示及輸出制式的幀頻要求，按照I、B、B、P、B、B、P、B、B…B、I、B、B、P、B…的正常順序進行重新編排，按照一定的速度從幀重排電路輸出。輸出的解壓縮數(shù)據(jù)送到D/A轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三基色模擬信號。
通常，在解壓縮電路還要輔設(shè)視頻編碼器和調(diào)制器。視頻編碼器可將三基色信號編碼為NTSC/PAL制彩色電視信號，并加入同步、消隱、色同步和彩色副載波信號等，以視頻模擬全電視信號形式輸出。這種輸出形式的信號需要輸送到電視接收機的AV輸入端口。但是，有些老式電視機沒有設(shè)置AV輸入端口，為了適應(yīng)這種現(xiàn)象，輸出的視頻全電視信號需要再一次進行高頻調(diào)制，利用調(diào)制器以某個特定頻道的RF調(diào)幅形式輸出電視信號。此時，VCD機需要設(shè)置RF輸出端口，其輸出信號可直接送到電視機的天線輸入端口。