专利名称：降低图象数据解码处理蚊音噪声的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及降噪方法和图象解码装置，尤其是涉及降低在图象数据解码处理期间所生蚊音噪声的方法以及据此方法而用于解码编码图象的装置。
当对诸如图象信号、音频信号等作为数字信号的各种信号进行传送、记录或再生时，经常采用压缩及解压缩信息的技术以降低信息量，即比特数。例如，利用选自均等划分信号电平的一个值来表示每个取样值的这种均匀线性量化如果被用来对视频信号、音频信号之类的信号进行数字化而不采用任何压缩技术的话，则会使欲将被发送或记录/再生信息的量变得过大。因此，在广播、通信及信息记录/再生领域中，人的视觉接受及听觉接收特性已被用在此种压缩技术中。例如，当信号具有很小变异时，人的感觉对于信号电平中的变化是敏感的，但当信号具有强波动时，就不那么敏感。这种特性可被用来降低针对每一取样值的信息量。而且，多种用于压缩信息的技术已被采用从而引发在高效压缩技术实际使用中的进步。
例如，具有类似于VHS型VTR装置所生图象质量的一小时电影画面所含的信息量大约是109兆比特。而可与NTSC彩电接收图象质量相比的一小时电影画面所含信息量大致为360兆比特。因此发展高效率压缩技术的偿试也同样促进了旨在利用目前传输线或记录介质来发送或记录/再生如此大信息量的应用研究。
针对图象信息应用而已经提出的作为实用方法的高效压缩方法一般是结合了三种不同的压缩技术以降低信息量。第一种技术是利用了图象帧内的相关性降低信息量(利用空间相关性的压缩)，它利用了这样一个实际的优点，即，自然图象邻近象素间存在高相关性。第二种技术是利用按时间排列的帧间相关性降低信息量(利用时间相关性压缩)。第三种技术是利用每种码出现几率的不同降低信息量。作为利用图象帧间相关性进行信息压缩的技术(第一种技术)已提出了多种。近年来常被采用的如K-L正交变换技术、离散余弦变换(DCT)、离散付立叶变换以及沃尔什-哈德默德变换。
例如，在ISO(国际标准组织)指导下由MPEG(运动图象编码专家组)所确立的针对图象信息的高效编码方法采用的是二维DCT。这些高效图象编码方法(MPEG1和MPEG2)结合了帧内和帧间编码以实现运动图象信息的高效编码，同时采用运动补偿预测及帧间预测。正交变换通常是用于采用把一幅图象划分成具有预定数据块大小(MXN)的若干数据块而获得数据块。在MPEG1和MPEG2中，具有8象素×8象素的块大小的数据块被定义为单元数据块。
通过对单元数据块进行正交变换而获得MXN正交变换系数(例如64DCT在MPEG1和MPEG2中的变换系数)随后利用数据块量化步长(Step Size)而被量化。该数据块量化步长是针对包括至少一个单元数据块的每一预定尺度区而定义的。例如，在MPEG1和MPEG2中这种预定尺度被称作宏数据块，对于亮度信号Y是由16×16的象素数据块构成，而对于彩色信号Cr和Cb而言则由8×8象素数据块构成。细言之，数据块量化步长被表示成〔{一个宏数据块的一个量化特征(一宏数据块的量化规模)QS}×量化矩阵(8×8)}。此处，宏数据块量化特征随宏数据块不同而变。
根据数据块量化步长尺度而被量化的正交变换系数(例如DCT系数)被分离成直流成分(DC成分)和交流成分(AC成分)。对正交变换系数的直流成分进行微分编码而对于其交流成分在经过折线扫描后进行熵编码(平均信息编码)。其中该熵编码是利用可变长度编码方案的一种信息压缩技术，它利用的是每种码(例如霍夫曼(Huffman)码)的不同出现的几率。被变换及编码的图象数据作为比特流发送(比特序列)。对于变换和编码图象数据的解码操作是以同上述的编码操作方式相反的方式执行，以获得输出的图象。可是，当有量化处理被包括在整个编码过程当中时，其不可避免的量化误差会导致出现于输出图象上的量化噪音。因此，当经历编码过程的的图象的复合包括比传输数据速率的容量更大的信息量时，其量化噪声将对图象质量产生实际的损坏。
通常，在低频成分中的这种量化误差会导致输出图象的数据块的畸变，这种畸变似乎不存在输出图象中每一数据块间的相关性。而且，在高频成分中的这种量化误差会产生环绕边缘的蚊音噪声，这种噪声是表现在输出图象中的具有振铃状的畸变。
在图象电平比较平坦的场合，出现在输出图象中的量化误差尤其显眼。当少量的量化噪声被加至视频信号电平从低频成分到高频成分变化的一点时，则由于人眼的视觉特性而很难直觉到该噪声。但是当具有高频成分的少量噪声被加至具有低频成分视频信号中的一个变化点时，则该噪声是易于被觉查的。当然，当有大量噪声被加至时，作为编码劣变而被检测到的噪声与噪声的频率成分无关。
当以一种测量来计数这种量化噪声时，有一种公知的技术称作核化技术。这种技术假设被解码的具有少量高频成分的图象部分几乎是由图象信号噪声及量化噪声构成，而具有低于一预定电平的信号电平的图象部分应当是零信号电平。这种核化技术已用作去除模拟信号中出现的少量噪声的方法(例如可参见″广播技术″91年2月141-147页)。
通常，反映出人视觉特性的数据块量化步长对于高频成分而言具有大于对于低频成分的值。因而使量化误差趋于出现在高频成分中。出于此虑，上述的核化技术仅可用于高频成分，以将低于一预定电平(核化电平)的信号电平转变成零电平。随后将经核化技术处理过的信号加到低频成分的信号。但是，当根据由大的量化步长产生的量化噪声的幅度来设置该核化电平时，则使输出的图象趋于有一平淡的状况而无图象细节。另一方面，若采用对应于小量化步长所生的量化噪声的幅度的核化电平，则会使具有大幅度的量化噪声不能被去除。另一方面，由于核化电平被固定在一预定电平，所以该量化噪声不能被有效降低。
因此，需要一种能够有效地降低在对已编码图象数据进行解码过程中所产生的蚊音噪声的方法，及其采用此方法而解码已编码图象数据的装置。
因而本发明之目的在于提供可以满足上述所需的方法及装置。
本发明另一更具体的目的是提供能够有效降低在对编码图象数据进行处理期间所产生的蚊音噪声的方法及其基于此种方法而对已编码图象数据进行解码的装置。
为实现本发明的上述目的，借助于对编码图象所划分而成的每一数据块施用一反向正交变换以对编码的图象数据进行解码以产生解码的图象数据的装置包括一个量化信息检测单元，用于检测指示针对一给定数据块所用量化步长尺度的数据块量化步长尺度信息；以及一个频率特性修正单元，用于根据该数据块量化步长信息而针对给定数据块对解码的图象数据的高频成分进行修正；该高频成分具有高于一预定频率的频率。
为实现本发明同一目的，可采用借助于对编码图象所划分而成的每一数据块施用一反向正交变换以对编码的图象数据进行解码以产生解码的图象数据的方法。该方法包括有检测指示针对每一给定数据块量化步长尺度的数据块量化步长尺度信息的步骤；以及根据该数据块量化步长信息而针对给定数据块对解码的图象数据的高频成分进行修正的步骤，该高频成分具有一高于一预定频率的频率。
在上述装置及方法中，指示针对给定数据块能用的量化步长尺度被获得，并被用于修正解码图象数据的高频成分。就是说，可以据此量化步长尺度而对高频成分所进行的修正而使其幅度依赖该量化步长尺度的蚊音噪声被降低。从而使蚊音噪声的有效降低不对解码图象数据图象的所需细节特征产生不利影响。
在结合附图的下列详述中会使本发明的其它目的及进一步特征变得显而易见。
图1是根据本发明第一实施例的图象数据解码装置的方框图2是图1频响特性修正单元的方框图；图3是频响特性修正单元另一实例的框图；图4是反映核化电平系数和量化标度因数之间关系特性曲线的图表；图5是根据本发明第二实施例的图象数据解码装置的方框图；图6是根据本发明第三实施例的图象数据解码装置的方框图；图7是用于说明以图6中控制信号产生单元确定一象素核化电平过程的示意图；图8是根据本发明第四实施例的图象数据解码装置的方框图；图9是根据本发明第五实施例的图象数据解码装置的方框图；图10是图9中频响特性修正单元方框图；图11是图9的频响特性修正单元另一构成方框图；图12是表示动态值计算实例的示意图；图13是表示一乘法因数和一值G之间关系实例的图；以及图14是根据本发明第六实施例的图象数据解码装置的方框图。
下面来参考附图对本发明实施例作描述。
图1是根据本发明第一实施例图象数据解码装置的方框图。其中以参考数字1表示接收将被解码的比特数据流(一系列比特)的输入节点。而以虚线3所括的部分是一集成电路，该集成电路中有缓冲器8、可变长度解码单元9、反向量化单元10、反向正交变换单元11、加法器12、运动补偿单元13和图象存储器14。用作此部分的集成电路可购到。
送到输入节点1的比特流是经过高效编码方法，例如MPEG1和MPEG2的高效编码方法所编码的图象数据，其中的编码方法采用了前述的三种不同压缩技术的组合，即通过利用图象帧内的相关性的正交变换的压缩(利用空间相关性的压缩)、利用按时间顺序排列的图象帧间相关性的压缩(利用时间相关性的压缩)以及利用每一编码出现的不同的概率的压缩。在下面所进行的描述中，假定将被解码的图象数据是由MPEG1和MPEG2的方法所产生的数据。
通过MPEG1和MPEG2方法的运动图象信息的高效编码采用了经过二维离散余弦变换(二维DCT)帧内编码和帧间编码的组合，并且还采用了运动补偿预测和帧间预测。经历此种高效编码的每一图象的图象信号都被分成具有8象素×8象素数据块尺度(水平方向上有8个象素且在垂直方向上为8行)的数据块单元，并对每一单元数据块施用DCT。利用数据块步长尺度对针对每一数据块所获的64个DCT变换系数进行量化。在MPEG1和MPEG2中，对于每一宏数据块定义其数据块量在门限值，这种宏数据块是至少包括一个单元数据块的一个预定尺寸的区域，对于亮度信号Y是由16×16象素的数据块构成，而对于色信号Cr和Cb是一个8×8象素的数据块。详细而言，该数据块量化步长尺度被表示成〔{宏数据块量化特征(宏数据量化标度)QS}×量化矩阵(8×8)〕。此处的宏数据块量化特征(宏数据块量化标度)QS是一个标度因数，它随宏数据块的不同而改变。
通过对利用数据块量化步长尺度的DCT变换系数进行划分的量化处理而获得DCT系数随后被分离成直流成分(DC成分)和交流成分(AC成分)。在折线扫描之后，DCT变换系数的直流成分经历的是微分编码，而其交流成分经历的是熵编码(利用每一码出现的不同的几率的可变长度编码方案，例如霍夫曼Huffman编码)。随后产生出比特流，其中已经对于解码处理所需的信息附加到已编码和已变换的图象数据。在此，对于解码处理所需的信息包括关于数据块量化步长尺度(例如宏数据块量化标度QS)的信息以及有关移动矢量和预测模式等信息。在图1的图象数据解码装置中，送到输入节点1的比特流被存储在缓冲存储器8中，它是由先入先出(FIFO)存储器构成的。
可变长度解码单元9从缓冲存储器8接收读出的比特流并解码图象数据，这些图象数据已经熵编码(可变长度编码)并附以对于这些变换的和编码的图象为必须的信息。(这种信息包括数据块量化步长尺度信息(宏数据块量化特征QS)以便关于运动矢量和预测模式的信息等)。然后，由可变长度解码单元9所解码的图象数据及其数据块量化步长尺度信息被送到反向量化单元10。而且，有关运动矢量、预测模式等内容的信息送到运动补偿单元13。
接收图象数据和数据块量化步长尺度信息(QS)的反向量化单元10利用反向量化操作获得DCT变换系数，并将此系数送到反向正交变换(反向DCT)单元11。该反向正交变换(反向DCT)单元11对每一个单元数据块施行二维反向DCT，以便将频域的二维图象数据转变成时域图象数据。在时域中生成图象数据送到加法器单元12。在加法器单元12处，根据指示是帧内编码还是帧间编码的编码类型，可以将该时域图象数据加到由运动补偿单元13获得的运动补偿的图象数据。从加法器单元12输出的图象数据存储在图象存储器14中。
在图1所示的图象数据解码装置中，从图象存储器14提供的图象数据经一个频响特性修正单元7而在输出节点2输出。该频响特性修正单元7是执行核化处理的核化电路。
该频响特性修正单元7受来自控制信号产生器单元6的控制信号的控制，以改变加到图象数据的核化电平。图2是该频响特性修正单元7的框图。图3是该频响特性修正单元又一实例的框图。图2和3中所示频响特性修正单元的任何一个都可用于图1所示的图象数据解码单元1。
在图2中，由虚线7h所括的部分用作核化电路，以便在图象的水平方向施行核化处理。而且，由虚线7v所括部分用作核化电路，以便在图象垂直方向施行核化处理。用作核化电路对图象水平方向施行核化处理的由虚线7h所括部分和用作核化电路对图象垂直方向施行核化处理的由虚线7v所括部分是串接的。因此这两部分构成用以施行二维核化处理的核化电路。
在图2中，由虚线7h所括部分包括具有预定截止频率的水平LPF21、减法单元22、乘法单元23和加法单元24。而且，由虚线7v所括部分包括具有预定截止频率的垂直LPF25、减法单元26、乘法单元27和加法单元28。
在图3中，频响特性修正单元7包括一个二维LPF30、减法单元31、乘法单元32和一个加法单元33，被用作一个进行二维核化处理的核化电路。当采用了二维滤波器时，相加及乘法操作的计算量就会增加。但有利的情况是可以处理对角线方向的频带延伸。
在图2中，由虚线7h所括的乘法单元23和由虚线7v所括的乘法单元27都被提供有来自控制信号产生单元6的核化电平控制信号。在图3中，乘法单元32也提供有来自控制信号产生单元6的核化电平控制信号。
在频响特性修正单元7的乘法单元中，当信号成分的幅度低于核化电平控制信号(核化电平系数信号)时，在一频带内高于LPF的预定截止频率的信号成分被乘以零。因而该核化处理的执行是降低了在较高频带内的不希望的信号成分。
图4是反映核化电平系数和数据块量化步长尺度信息(QS)之间关系特性曲线的一个实例。
图4中表示核化电平系数的纵轴范围是从0到10，由频响特性修正单元7用来根据数据块量化步长尺度信息(例如宏数据块的量化标度QS)而执行信号处理以便抑制高频成分。其中的数据块量化步长尺度信息是针对每一宏数据块而被定义的，即针对包括至少一个施用DCT的单元数据块(DCT数据块)的每一预定尺度区定义的。在图4中，核化电平系数随着数据块量化步长尺度信号值的变大而增加，并饱合于一定电平。
用在图1的图象数据解码装置中的控制信号产生单元6可以包括一个查询表(ROM表)，对此表，定义每一宏数据块的数据块量化步长尺度信息(例如宏数据块量化标度QS)作为地址而提供。根据其提供的地址，该查询表输出与一核化电平系数(核化电平控制信号)对应的核化电平系数信号。
频响特性修正单元7根据从控制信号产生单元6提供的核化电平控制信号执行核化处理，利用在图象区域采用大数据块量在步长尺度图象中的大的核化电平。因而在保持陡峭边缘的同时便利地降低蚊音噪声。就是说，有可能利用那些采用趋于产生大的蚊音噪声幅度的大量化步长尺度那些图象特征以及那些采用趋于产生小的蚊音噪声幅度的小量化步长尺度的那些图象的特征的长处。因此，频响特性修正单元7执行一种自适应核化处理，通过这种处理，利用大的数据块量化步长尺度而使在一图象区域中核化电平变大。结果是，可以防止那些图象中的必要的细节特征从在对蚊音噪声的消除处理中消失。
在采用了本发明的核化处理的图1所示的图象数据解码装置中，如上所述的那样，送到输入节点1的比特流通过缓冲存储器8可变长度解码单元9、反向量化单元10、反向正交变换单元11、加法器单元12以及运动补偿单元13而被解码成解码图象数据。存储在图象存储器14中的解码图象数据随后再被从其中输出。
从图象存储器14读出的图象数据被送到频响特性修正单元7，利用自适应核化处理而除去噪声。因此，已抑制量化噪声的图象数据在图象数据解码装置的输出节点2输出，该解码装置带有采用自适应核化处理的自适应核化装置。
在带有这种自适应核化装置的图1所示的图象数据解码装置中，送到输入节点1的比特流被存储在由虚线3所括解码器集成电路的缓冲存储器8中，并且还送到缓冲存储器4中。从FIFO存储器的缓冲存储器4中读出的比特流还被送到量化信息检测单元5。对于该量化信息检测单元5来说，可采用与可变长度解码单元9相类似的机制。
量化信息检测单元5检测数据块量化步长尺度信息(宏数据块量化标度QS)，并将其送到控制信号产生单元6。
就是说，在图1的图象数据解码装置中，送到输入节点1的比特流经缓冲存储器4送到量化信息检测单元，从该比特流中检测出针对一系列宏数据块的量化步长尺度信息送到控制信号产生单元6。其中的量化信息检测单元5、控制信号产生单元6、以及频响特征修正单元7是在由虚线3所括的集成电路之外，当然也可将这些单元置于该集成电路之内。
图5是根据本发明第二实施例图象数据解码装置的框图。图5中那些与图1相同的部件以相同参考符号表示，其相应的描述亦被略去。
在图5示出的具有自适应核化装置的图象数据解码装置中，全部单元都放在由虚线15所包括的解码器集成电路中。而且，由可变长度解码单元9从比特流检测到的针对一系列宏数据块的数据块量化步长尺度信息被送到控制信号产生单元6。
就是说，在带有自适应核化装置的图5所示图象数据解码装置中，图1中在虚线3解码器集成电路外部的缓冲存储器4和量化信息检测单元5的操作由图5中在虚线15内的评码器集成电路内的缓冲存储器8和可变长度解码单元9执行。而且，在图5的虚线15所括解码器集成电路还包括控制信号产生单元6和频响特性修正单元7。在此的控制信号产生单元6还被提供有由可变长度解码单元9从一系列宏数据块比特流提取的数据块量化步长尺度信息(例如宏数据块量化标度QS)。随后，频响特性修正单元7根据从控制信号产生单元6来的核化电平控制信号抑制出自图象存储器14的图象数据中的高频成分。
如上所述，在本发明的第一和第二实施例中，由控制信号产生单元6所生的核化电平控制信号被送到频响特性修正单元7。如图4中所示，核化电平控制信号与包括在数据流中的每一宏数据块的数据块量化步长尺度信息的关系是作为附加信息而存在的。随后，频响特性修正单元7抑制掉那些根据数据块量化步长尺度信息被判定其电平低于核化电平的高频成分。
图6是根据本发明第三实施例图象数据解码装置的方框图。与图1相同的那些部件以同样参考号表示其相应描述被省略。
在带有根据本发明自适应核化装置的图6所示的图象解码装置中，将被解码的比特流送到输入节点1，以便送到由虚线16所括的解码器集成电路的缓冲存储器8中。而且，加到输入节点1的比特流还送到缓冲存储器4中。从先入先出(FIFD)存储器的缓冲存储器4读出的比特流还送到量化信息检测单元5。对于该量化信息检测单元5，可选用与可变长度解码单元9相类似的构造。该量化信息检测单元5从比特流中检测对于每一宏数据块所必须的信息，并将它送到控制信号产生单元17。
使用在图6中的图象数据解码装置中的控制信号产生单元17可以包括一个查询表(ROM表)。该查询表从量化信息检测单元5接收针对每一宏数据块定义的作为数据块量化步长尺度信息的地址并从图象存储器14接收当前处理象素的位置。如前所述，该宏数据块至少包括一个将被施加DCT的数据块单元，在控制信号产生单元17中，根据所提供的地址(数据块量化步长尺度信息和当前被处理的象素的位置)查询表(ROM表)输出对应于核化电平系数的核化电平系数信号(核化电平控制信号)。
连同数据块量化步长尺度信息一起将当前处理象素的位置也送到控制信号产生单元17的原因在于，靠近单元数据块边缘的核化电平的增加可以有效地降低数据块的畸变。就是说，不仅是可通过根据数据块量化步长尺度信息而改变核化电平使蚊音噪声被有效地降低，而且可使数据块畸变被有效地降低。可以通过根据当前所处理象素位置而增加靠近该单元数据块边缘的象素的核化电平来实现这一点。
图7是解释在控制信号产生单元17处确定针对一个象素阵列的核化电平过程的示意图。其中，通过对靠近单元数据块边缘的象素的核化电平设置为大的电平，控制信号产生单元17产生核化电平控制信号以有效地降低数据块畸变。图7中t1、t2、t3和t4表示不同的时间点，每一个都延迟一个时钟间隔。在一个指定图象的一行象素阵列中，针对靠近单元数据块边缘的象素P-3至P+6的预定核化电平被设置。
如前所述，本发明第三实施例中的控制信号产生单元17从量化信息检测单元5得到数据块量化步长尺度信息并从图象存储器14获得当前所处理象素的位置(地址)。根据所提供的地址(数据块量化步长尺度信息和当前被处理象素的位置)，控制信号产生单元17的ROM查询表输出对应核化电平系数的核化电平系数信号(核化电平控制信号)。因此，该频响特性修正单元7可以增加对于靠近单元数据块边缘的那些象素的核化电平，以便有效地降低数据块畸变以及蚊音噪声。
图8是根据本发明第四实施例图象数据解码装置的方框图。在图8中，与图6相同的部件以相同的参考号表示并略去相应的描述。
图8所示的图象数据解码装置所带有的自适应核化装置在以下几点有别于图6所示的图象解码装置。送到控制信号产生单元17的数据块量化步长尺度信息(例如宏数据块量化标度QS)是由可变长度解码器19从比特流中检测的。而且，控制信号产生单元17和频响特性修正单元7是置于虚线18所括的解码器集成电路之内的。
如前面所述，按照本发明的实施例1-4，在核化处理过程中所用的核化电平可根据数据块量化步长尺度信息而改变，以使得针对一图象区域的核化电平利用大的数据块量化步长尺度而被增加。因此，在保持住图象边缘的同时可方便地减小蚊音噪声。而且还可以利用这样的事实，即，大幅度蚊音噪声出现在利用粗大量化步长已压缩图象区域中，而小幅度蚊音噪声出现在利用精细量化步长的区域中。就是说，根据来自控制信号产生单元的核化电平控制信号，频响特性修正单元7采用自适应核化处理增大了大数据块量化步长尺度的区域中的核化电平，从而使得不因为对蚊音噪声的去除使所需的图象细节被丢失。而且，针对靠近单元数据块边缘的象素的核化电平可被加大，从而使在蚊音噪声被降低的同时有效地减小数据块畸变。
图9是根据本发明第五实施例的图象数据解码装置的方框图。
在图9中，如图1所示相同的部件以相同数据表示，其相应描述被省略。图9的图象解码装置与图1所示不同点在于提供第一动态检测单元40和第二动态检测单元41以获得存储在图象存储器14中图象数据的动态值(图象合成指示)。由第一动态检测单元40和第二动态检测单元41获得的动态值被送到控制信号产生单元6A。控制信号产生单元6A根据该动态值产生控制信号并将其送到频响特征修正单元7A。
图10是频响特性修正单元7A的方框图，而图11是该修正单元7A的另一种构形的框图。使用在第五实施例中的图10和图11的构成与使用在图2及图3实施例1至4中构成的不同点仅在于它的乘法单元的控制操作。即在当幅度小于自适应核化电平时，图2和图3的乘法单元是以零倍乘高频成分的幅值。另一方面，图10中的乘法单元23A和27A以及图11的乘法单元32A是以提供到该放大单元的控制信号倍乘高频成分的幅值。
图10的乘法单元23A和27A(或图11的放大单元32)从控制信号产生单元6A接收控制信号，它是范围在0至1.25的一个乘法因数信号。在频响特性修正单元7A输出的图象数据内，那些具有比LPF21和25(30)的预定截止频率更高的信号成分由范围在0至1.25的因数所乘。
当从控制信号产生单元6A送到频响特性修正单元7A控制信号的在0到1的范围内时，出现在节点2的图象数据有一个被因数0到1.0衰减的信号分量，它的频率高于LPF的预定截止频率。
当从控制信号产生单元6A送到范围在1.0至1.25的频响特性修正单元7A的控制信号位于1.0至1.25时，出现在节点2的图象数据有一个被因数1.0至1.25增强的信号分量，它高于LPF的预定截止频率。因而使图象的轮廓被增强。
送到频响特性修正单元7A的控制信号是由控制信号产生单元6A以如下的方式所产生。图9中的控制信号产生单元6A从量化信息检测单元5接收数据步长尺度信息(例如宏数据块量化标度QS)以及从第一动态检测单元40和第二动态检测单元41接收动态值。第一动态检测单元40在解码的图象区中针对具有第一尺寸的区域检测第一动态值A1。第二动态检测单元41在解码的图象区中针对具有小于第一尺寸的一个第二尺寸的区域检测第二动态值A2。
第一动态检测单元40和第二动态检测单元41具有检测针对图象预定尺寸面积的动态(图象复杂性指示值)的功能。由第一动态检测单元40和第二动态检测单元41所检测的动态值可以是传统上用作图象各种动态值的任何指示值的一种。
就是说，第一动态检测单元40和第二动态检测单元41作为动态值的如图12所示相邻象素之间的差分取和。而且，第一动态检测单元40和第二动态检测单元41还可以通过计算在一数据块内的象素值和平均象素值之间的差的平方取和以及采用了预定滤波处理后的象素的绝对值取和来检测其改变量。
在解码图象区中具有第一尺寸的区可作为单元数据块(DCT数据块)，对于该解码图象区，该第一动态检测单元40检测第一动态值A1。在解码图象区中的第二尺寸小于第一尺寸的区域，第二动态检测单元41检测第二动态值A2，该区域可具有与使用在频响特性修正单元7A中的FIR滤波器的滤波器长度相应的象素数目。例如，如果FIR滤波器是具有3抽头或5抽头作为滤波器长度的一维滤波器，则具有第二尺寸的区可具有3个象素或5个象素。而且，如果FIR滤波器是一个具有3抽头或5抽头作为滤波长度的二维滤波器，则具有该第二尺寸的区域可分别具有3×3或5×5的象素。
根据针对每一宏数据块而定义的量化数据块步长尺度信息(例如宏数据块量化标度QS)、第一动态值A1和第二动态值A2，控制信号产生单元6A以下式计算出一个G值G＝{K1-(QS×(A1/A2)+1}/K2(1)其中K1和K2是常数。随之控制信号产生单元6A采用G值作为ROM查询表的地址，例如产生在0至1.25范围内的乘法系数信号。
图13是反映乘法系数和值G之间关系的坐标图，如图13所示，当值G超过一预定值Th时，该乘法系数在一上限处于饱合，如图13所示，该上限值被示作一个1.25的示范值。但如前所述，该上限值并不必须固定在1.25，该乘法系数信号是送到频响特性修正单元7A的乘法单元23A和27A(32A)的。
在公式(1)中，随着针对每一宏数据块而定义的数据块量化步长尺度信号(例如宏数据块量化标度QS)的变大和/或(A1/A2)的增加而减小。其中的数据块量化步长尺度信息随图象内容变得复杂而增加。
比值(A1/A2)表示出在靠近给定象素的图象数据中是否有与围绕该靠近象素的图象数据相类似的复杂性。就是说，值(A1/A2)指示出所给的象素是否为图象的平坦部分或是该图象的边缘部分。
例如，(A1/A2)的值在一边缘处变小从而会使G值变大。相反，图象的平坦部分具有大值的(A1/A2)，从而G值变小。
为了有助于对第5实施例的理解，下面来对频响特性修正单元7A的操作及其操作的结果作验证。
当送到频响特性修正单元7A的乘法单元23A和27A(32A)的控制信号与等于零的乘法因数相对应时，出自频响特性修正单元7A的在节点2上出现的图象数据只具有对应于LPF21和25(30)的频带的频率成分。就是说该图象数据没有比LPF21或25(30)的预定截止频率更高的频率的信号成分。
当送到频响特性修正单元7A的乘法单元23A和27A(32A)的控制信号与等于0.5的乘法因数相对应时，出自频响特性修正单元7A的在节点2上出现的图象数据具有对应于LPF21和25(30)的频带的频率成分。此外，具有这些信号成分的图象数据具有原始信号成分的一半的幅度，而这些原始信号中具有比LPF21和25(30)的预定截止频率更高的频率。
当送到频响特性修正单元7A的乘法单元23A和27A(32A)的控制信号与等于1.0的乘法因数相对应时，出自频响特性修正单元7A的在节点2上出现的图象数据与送到频响特性修正单元7A的图象数据一样。
当送到频响特性修正单元7A的乘法单元23A和27A(32A)的控制信号与等于1.25的乘法因数相对应时，出自频响特性修正单元7的在节点2上的图象数据具有对应于LPF21和25(30)的频带的频率成分。此外，具有这些信号成分的图象数据被增强到具有比LPF21和25(30)的预定截止频率更高的频率成分的原始信号成分的1.25倍。因而产生出具有增强边缘的图象。
图14是根据本发明第六实施例的图象数据解码装置的方框图。图14中那些与图9相同的元件以同一参考数字表示，其相应的描述被省略。
图14中的图象数据解码装置的全部单元被包括在由虚线17所括的集成电路中。而且，由可变长度解码单元9所检测的针对一系列宏数据块的比特流的数据块量化步长尺度信息被送到控制信号产生单元6A。
就是说，在图14的图象数据解码装置中，在图9中提供在由虚线3所指示的解码器集成电路之外的缓冲存储器4和量化信息检测电路5的操作由括在虚线17内的解码器集成电路内提供的缓冲存储器8和可变长度解码电路单元9所执行。而且，在图14中由虚线17所括的解码器集成电路中包括控制信号产生单元6A和频响特性修正单元7A。此处的控制信号产生单元6A被供以数据块量化步长信息(例如宏数据块量化标度QS)，它是由可变长度解码电路单元9从宏数据块的一系列的比特流中提取的。随后，根据来自控制信号产生单元6A的控制信号，频响特性修正单元7A对来自图象存储器14的图象数据高频成分进行修正。
如从上描述可见，依照本发明的第五和第六实施例，第一动态检测单元接收来自图象存储器的解码的图象数据、对在该解码图象中具有第一尺寸区域的第一动态值进行检测并把该第一动态值送到控制信号产生单元。而且，第二动态检测单元对具有小于第一尺寸的第二尺寸的区域的动态值进行检测并将该第二动态值送到控制信号产生单元。根据该第一和第二动态值以及数据块量化步长尺度信息，该控制信号产生单元产生出由频响特性修正单元的乘法单元用作乘法因数的控制信号。在数据块量化步长尺度大而动态值小的图象区域中，频响特性修正单元衰减其具有高频率的信号成分。反之，在数据块量化步长尺度小而动态值大的图象区域中，该频响特性修正单元增强具有高频率的信号成分。从而使在对图象数据进行解码过程产生的蚊音噪声被有效地降低，且其图象的边缘部分被增强以改善图象质量。
而且，本发明不局限于这些实施例，在不偏离本发明精神实质范围内可有各种改进。
权利要求
1.通过对多个数据块的每一个施以反向正交变换以对划分成的多个数据块的编码图象数据进行解码从而产生出解码的图象数据的一种装置，所说的装置特征在于包括一个量化信息检测单元(5，9)，对指示针对给定数据块的量化步长尺度的数据块量化步长尺度信息进行检测；以及一频率特性修正单元(7、7A)，根据所说数据块量化步长尺度信息，对所说给定数据块的所说解码图象数据的高频成分进行修正，所说高频成分具有高于一预定频率的频率。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所说频率特性修正单元(7)根据所说数据块量化步长尺度信息而消除所说解码的图象数据的高频成分。
3.根据权利要求2的装置，其特征在于进一步包括一控制信号产生单元(6)，根据所说数据块量化步长尺度信息产生一控制信号，且其中，根据所说的控制信号，所说频率特性修正单元(7)消除所说给定数据块的解码图象数据的高频成分。
4.根据权利要求3的装置，其特征在于所说的频率特性修正单元(7)包括低频分离装置(21、25、30)，用于分离所说解码图象数据的低频成分，所说的低频成分具有低于所说预定频率的频率；高频分离装置(22、26、31)，用于分离所说的高频成分；消除装置(23、27、32)，当所说高频成分的幅度小于所说控制信号一个值时用于消除所说的高频成分；以及组合装置(24、28、33)，用于组合所说低频成分和所说消除装置(23、27、32)的一个输出。
5.根据权利要求2的装置，其特征在于所说的量化信息检测单元(5、9)包括可变长度解码装置(9)，用于通过一可变长度解码格式对所说的编码图象数据进行解码并产生所说的数据块量化步长信息。
6.根据权利要求2的装置，其特征在于所说的频率特性修正单元(7)包括根据所说数据块量化步长尺度信息以及所说解码图象数据的当前被处理象素的地址来消除所说解码图象数据的所说高频成分的装置。
7.根据权利要求6的装置，其特征在于它进一步包括一控制信号产生单元(17)，根据所说数据块量化步长尺度信息以及所说当前处理象素的所说地址产生一控制信号；且其中，所说的频率特性修正单元(7)根据所说控制信号消除所说给定数据块的所说解码图象数据的所说高频成分。
8.根据权利要求7的装置，其特征在于所说的频率特性修正单元(7)包括低频分离装置(21、25、30)，用于分离所说解码图象数据的低频成分，所说低频成分具有低于所说预定频率的频率；高频分离装置(22、26、31)，用于分离所说的高频成分；消除装置(23、27、32)，当所说高频成分的幅度小于所说控制信号的一个预定值时，用于消除所说的高频成分；和组合装置(24、28、33)，用于组合所说的低频成分和所说消除装置(23、27、32)的输出。
9.根据权利要求6的装置，其特征在于所说的量化信息检测单元(5，9)包括可变长度解码装置(9)，用于通过一个可变长度解码格式解码所说的编码图象数据并产生所说的数据块量化步长尺度信息。
10.根据权利要求1的装置，其特征在于它进一步包括第一动态检测单元(40)，检测在所说图象数据中具有第一尺寸的第一图象区域的第一动态值，所说第一动态值是在所说第一图象区域中的图象复杂性的度量；第二动态检测单元(41)，检测在所说图象数据中具有小于第一尺寸的第二尺寸的第二图象区域的第二动态值，所说第二动态值是在所说该第二图象区域中的复杂性的度量；其中所说频率特性修正单元(7A)根据所说的数据块量化步长尺度信息、所说的第一动态值和所说的第二动态值修正所说解码图象数据的所说高频成分。
11.根据权利要求10的装置，其特征在于进一步包括一控制信号产生单元(6A)，根据所说数据块量化步长尺度信息、所说第一动态值和所说第二动态值产生控制信号，其中，所说的频率特性修正单元(7A)按照所说的控制信号操作，以在某些图象区域内衰减所说的高频成分而在另一些图象区域内增强所说的高频成分。
12.根据权利要求11的装置，其特征在于所说的频率特性修正单元(7A)包括低频分离装置(21、25、30)，用于分离所说解码图象数据的低频成分，所说低频成分具有低于所说预定频率的频率；高频分离装置(22、26、31)，用于分离所说的高频成分；增益转换装置(23A、27A、32A)，用于根据所说控制信号转换所说高频成分的幅度；以及组合装置(24、28、33)，用于组合所说的低频成分和所说转换装置(23A、27A、32A)的输出。
13.根据权利要求10的装置，其特征在于所说的量化信息检测单元(5、9)包括可变长度解码装置，用于通过一可变长度解码格式解码所说的编码图象数据，并用于产生所说的数据块量化步长尺度信息。
14.通过对多个数据块的每一个施以反向正交变换以对划分成的多个数据块的编码图象数据进行解码从而产生出解码的图象数据的一种方法，所说方法特征在于包括以下步骤a)检测每一给定数据块的指示其量化步长尺度的数据块量化步长尺度信息；以及b)根据所说数据块量化步长尺度信息对给定数据块的所说解码图象数据的高频成分进行修正，所说的高频成分具有高于预定频率的频率。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于在所说的步骤b)根据所说的数据块量化步长尺度信息而消除所说解码图象数据的所说高频成分。
16.根据权利要求15的方法，其特征在于在所说的步骤b)进一步包括b1)根据所说的数据块量化步长尺度信息而产生出一个控制信号；以及b2)根据该控制信号消除给定数据块所说解码图象数据中的高频成分。
17.根据权利要求16的方法，其特征在于所说步骤b2)进一步包括如下步骤b2-1)分离所说解码图象数据的低频成分，所说低频成分具有低于所说预定频率的频率；b2-2)分离所说的高频成分；b2-3)当所说高频成分的幅值小于所说控制信号的一个值时，消除所说高频成分；以及b2-4)组合所说的低频成分和所说步骤b2-3)的一个输出。
18.根据权利要求15的方法，其特征在于在所说步骤a)包括有借助一可变长度解码格式解码所说编码图象数据并产生所说数据块量化步长尺度信息的步骤。
19.根据权利要求15的方法，其特征在于在所说的步骤b)根据所说数据块量化步长尺度信息和所说解码的图象数据的当前处理象素的地址而消除所说解码图象数据的所说高频成分。
20.根据权利要求19的方法，其特征在于在所说的步骤b)进一步包括如下步骤b1)根据所说数据块量化步长尺度信息和所说当前处理象素的所说地址产生控制信号；以及b2)根据所说的控制信号消除所说给定数据块的所说解码图象数据的所说高频成分。
21.根据权利要求20的方法，其特征在于在所说步骤b2)包括以下步骤b2-1)分离所说解码图象数据的低频成分，所说低频成分具有低于所说预定频率的频率；b2-2)分离所说的高频成分；b2-3)当所说高频成分的幅值小于所说控制信号的一个值时，消除该高频成分；以及b2-4)组合所说的低频成分和所说步骤b2-3)的一个输出。
22.根据权利要求19的方法，其特征在于在所说的步骤a)包括经过一可变长度解码格式对所说编码的图象数据进行解码并产生所说的数据块量化步长尺度信息的步骤。
23.根据权利要求14的方法，其特征在于进一步包括以下步骤c)检测在所说图象数据中具有第一尺寸的第一图象区域的第一动态值，所说第一动态值是在该第一图象区域中的图象复杂性的度量；d)检测在所说解码图象数据中具有小于所说第一尺度的第二尺度的第二图象区域的第二动态值，所说第二动态值是在所说第二图象区域中的图象复杂性的度量；其中所说的步骤b)根据所说的数据块量化步长尺度信息、所说第一动态值和所说第二动态值修正所说解码图象数据的所说高频成分。
24.根据权利要求23的方法，其特征在于它进一步如下步骤e)根据所说的数据块量化步长尺度信息、所说第一动态值和第二动态值产生一控制信号，其中，所说的步骤b)根据所说的控制信号衰减在某些图象区域中的所说高频成分而增强另一些图象区域中的所说高频成分。
25.根据权利要求24的方法，其特征在于在所说步骤b)包括如下步骤b1)分离所说解码图象数据的低频成分，所说低频成分具有低于所说预定频率的频率；b2)分离所说的高频成分；b3)根据所说控制信号转换所说高频成分的幅度；以及b4)组合所说低频成分和所说步骤b3)的一个输出。
26.根据权利要求23的方法，其特征在于所说步骤a)中包括经一可变长度解码方案解码所说编码图象数据并产生所说数据块量化步长尺度信息的步骤。
全文摘要
通过施加反向正交变换到被划分成的编码图象数据的每一数据块而将已编码图象数据进行解码以产生出解码的图象数据装置，包括一个量化信息检测单元(5，9)，检测指示给定数据块量化步长尺度的数据块量化步长尺度信息；以及一个频率特性修正单元(7、7A)，根据数据块量化步长尺度信息修正给定数据块的解码的图象数据的高频成分，该高频成分具有高于一预定频率的频率。
文档编号G06T9/00GK1126926SQ9511884
公开日1996年7月17日 申请日期1995年11月23日 优先权日1994年11月24日
发明者菅原隆幸 申请人:日本胜利株式会社