专利名称：具有较低数据发送速率和较少图像质量劣变的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种图像显示设备和显示图像的方法，并且特别涉及具有较低数据发送速率和较少图像质量劣变的设备和方法，该设备用于根据通信网络的状态，用较低数据速率显示数据。
下一代移动通信系统国际移动电信IMT-2000能够利用普遍使用的便携式个人信息终端，除了提供语音和文本服务之外还提供图像发送服务。IMT-2000的图像发送包括存储和发送按照数字图像压缩的国际标准诸如H.263或已经可以使用的MPEG4的静止和运动图像。
当使用H.263编码图像时，由帧构成的输入图像信号(逐行图像)输入到离散余弦变换(DCT)处理器(未示出)，并且DCT处理器利用DCT将逐行图像处理成为8×8大小的分块单元，并且将频域的DCT系数输入到量化设备(未示出)。量化设备按照由每帧固定数量的位控制的量化区间，量化和压缩DCT系数。由量化设备量化的信号在逆量化和逆离散变换处理之后通过运动补偿和预测处理，经网络发送。
这种传统的运动图像编码处理使得通信网络的状态能够通过实时传输协议(RTP)或实时控制协议(RTCP)确定。然后，如果有很多业务，作为速率控制的结果，控制量化因子的值，以便减小发送位的数量。这样，在保持屏幕尺寸的时候，图像质量严重劣化。
为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种通过根据通信网络的状态减小屏幕尺寸和发送尺寸减小的屏幕数据，使数据速率较低和图像质量劣变较少的设备。
本发明的另一个目的是提供一种通过根据通信网络的状态减小屏幕尺寸和发送尺寸减小的屏幕数据，能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法。
相应地，为了实现上述目的，提供了一种具有较低数据速率和较少图像质量劣变的设备，其中，通过通信网络发送和接收数据的设备最好包括屏幕尺寸确定装置，用于按照控制信号确定输入的图像信号的屏幕尺寸；图像信号编码装置，用于按照确定的屏幕尺寸编码图像信号；控制装置，用于输出通过评估通信网络的状态确定屏幕尺寸的控制信号，并且用于通过通信网络发送编码的图像信号；图像信号解码装置，用于解码通过通信网络发送的图像信号；和显示装置，用于显示解码的图像信号。
此外，本发明的设备具有较低数据速率和较少图像质量劣变，其中，通过通信网络发送和接收数据的设备最好包括屏幕尺寸确定装置，用于按照控制信号确定输入的图像信号的屏幕尺寸；编码装置，用于按照确定的屏幕尺寸编码图像信号；控制装置，用于输出通过评估通信网络的状态确定屏幕尺寸的控制信号，并且用于通过设定用于确定规定屏幕尺寸的位量，经通信网络发送编码的图像信号；解码装置，通过检测用于确定发送的屏幕尺寸的位量设定的存在，将通过通信网络发送的图像信号放大和解码成原始屏幕的图像信号；和显示装置，用于显示解码的图像信号。
为了实现本发明的另一个目的，提供了一种能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法，该方法最好包括(a)确定输入到通信网络的图像信号的屏幕尺寸；(b)按照在步骤(a)确定的屏幕尺寸，编码图像信号，并将图像信号发送到通信网络；(c)按照通过通信网络发送的屏幕尺寸，解码图像信号；和(d)显示解码的图像信号。
此外，一种能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法，包括(a)确定输入到通信网络的图像信号的屏幕尺寸；(b)按照在步骤(a)确定的屏幕尺寸，编码图像信号，设定用于确定屏幕尺寸的规定位量，并且发送到通信网络；(c)通过检测用于确定发送的屏幕尺寸的位量设定的存在，将通过通信网络发送的图像信号放大和解码成原始屏幕的图像信号；和(d)显示解码的图像信号的步骤。
通过参照附图，详细描述本发明的优选实施例，本发明的上述目的和优点将变得更清楚，其中
图1是本发明具有较低数据速率和较少图像质量劣变的设备结构方框图；图2是本发明能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法的第一优选实施例的流程图；图3是本发明能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法的第二优选实施例的流程图；和图4是具有较低数据速率的屏幕的优选实施例的示意图。
图1是具有较低数据速率和较少图像质量劣变的设备结构方框图；图1所示的设备包括通信网络10；屏幕尺寸确定装置11，用于按照控制信号确定输入的图像信号的屏幕尺寸；编码装置12，用于按照确定的屏幕尺寸，编码输入的图像信号；第一控制装置13，用于输出通过评估通信网络10的状态确定屏幕尺寸的控制信号，并且通过通信网络10发送编码的图像信号；解码装置14，用于解码通过通信网络10发送的图像信号；显示装置15，用于显示解码的图像信号；和第二控制装置16，用于通过评估通信网络10的状态，控制发送的图像信号的解码和显示。
图2是本发明能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法的第一优选实施例的流程图。
图2所示的流程图包括步骤20，评估通信网络的状态；步骤21，确定通信网络的状态是否良好；步骤22，将输入数据编码为QCIF；步骤23，将输入数据编码为子QCIF；步骤24，将编码的数据发送到通信网络；步骤25，从通信网络接收和解码编码的数据；步骤26，在屏幕上显示完成解码的数据；步骤27，确定所述屏幕是否是子QCIF屏幕；和步骤28，在经过规定的时间之后，放大和显示子QCIF屏幕成为QCIF屏幕。
参照图1和图2更详细地描述本发明。
第一控制装置13评估通信网络10的状态，并且确定通信网络的状态是否良好(步骤20，21)。
图像信号编码装置12的呼叫建立是原始屏幕的地区通用中介格式(quarter common intermediate，QCIF)。然而，第一控制装置13用RTP或RTCP评估通信网络10的状态，并且确定在当前通信网络10中是否有很多业务。
如果通过第一控制装置13进行通信网络检查的结果表明有较少的业务，图像信号编码装置12编码输入数据成为QCIF(步骤22)。
如果第一控制装置13的通信网络检查的结果表明有较少业务，那么该结果作为屏幕尺寸确定装置11的结果输出。按照输出结果，屏幕尺寸确定装置11输出原始屏幕的屏幕尺寸到图像信号编码装置12中。图像信号编码装置12将当前通过屏幕尺寸确定装置11的输出而输入的图像信号编码为原始屏幕的QCIF。
当通过H.263编码图像时，由帧构成的输入图像信号(逐行图像)输入到离散余弦变换(DCT)处理器(未示出)，并且DCT处理器利用DCT将图像信号处理成为8×8的分块单元，并且将DCT系数输入到量化设备(未示出)。量化设备按照由每帧固定数量的位控制的量化区间，量化和压缩DCT系数。由量化设备量化的信号输出在逆量化和逆离散变换处理之后通过运动补偿和预测处理编码的图像信号。
如果通过第一控制装置13的通信网络检查的结果表明有很多业务，输入数据在图像信号编码装置12中被编码为子QCIF(步骤23)。
如果通过第一控制装置13通信网络检查的结果表明有很多业务，该结果作为屏幕尺寸确定装置11的结果输出。按照输出的结果，屏幕尺寸确定装置11输出四分之一原始屏幕尺寸的屏幕尺寸到图像信号编码装置12中。图像信号编码装置12将当前通过屏幕尺寸确定装置11的输出而输入的图像信号编码为减小到四分之一的子QCIF。
在子QCIF中，如图4所示，屏幕尺寸减小到原始屏幕尺寸的四分之一。在此，在图像信号编码装置12中不需要预测DCT或黑色部分的运动估计，及宏块被跳过和编码。因此，位数减小了黑色部分那么多。
作为降低附加位发生速率的方法，可以执行只使用图像信号中亮度信号的黑白模式。彩色信号由Y、Cr和Cb构成。如果在通信网络10中有很多业务，彩色信号中的Cr和Cb信号不被编码，并且执行只使用Y信号的黑白模式，以降低数据速率。
通过图像信号编码装置12编码成QCIF或子QCIF的图像信号发送到通信网络(步骤24)。
第二控制装置16检测编码图像信号的接收，并且图像信号解码装置14接收和解码从通信网络10发送的编码图像信号(步骤25)。
通过图像信号解码装置14完成解码的图像信号在显示装置15中显示(步骤26)。
在此，确定在显示装置15中显示的屏幕是否是子QCIF屏幕(步骤27)。如果在显示装置15显示的屏幕是QCIF，屏幕显示为原始屏幕。
如果在显示装置15中显示的屏幕是子QCIF，在经过规定时间之后，屏幕被放大和显示为QCIF屏幕(步骤28)。
如果在显示装置15中显示的屏幕是子QCIF，第二图像信号控制装置16检测在显示屏上有黑边。解码装置14解码作为子QCIF的屏幕，输出解码数据到显示装置15中，并且如果在规定时间内连续检测黑边，则将子QCIF部分放大成QCIF，输出屏幕到显示装置15中。由于显示装置15显示放大的子QCIF，因此，减少了图像质量的劣变，从而能够在屏幕上观看的有质量的图像。如果图像信号解码装置14没有这种功能，将QCIF按原样显示为带有黑边的子QCIF。
图3是本发明能够使数据速率较低和图像质量劣变较少的方法的第二优选实施例的流程图。
图3的流程图包括步骤(30)，评估通信网络的状态；步骤(31)，确定通信网络的状态是否良好；步骤(32)，将输入数据编码为QCIF；步骤(33)，将输入数据编码为子QCIF；步骤(34)，发送编码的数据到通信网络；步骤(35)，从通信网络接收编码的数据；步骤(36)，确定在接收数据中是否设定决定位量的屏幕尺寸；步骤(37)，放大和解码子QCIF部分，以不显示黑幕；步骤(38)，解码接收的数据；和步骤(39)，在屏幕上显示完成解码的数据。
下面，将参照图1和3详细描述本发明。
第一控制装置13通过评估通信网络10的状态，确定通信网络是否良好(步骤30、31)。
如果作为由第一控制装置通信网络检查的结果表明有较少业务，图像信号编码装置12将输入数据编码为QCIF(步骤32)。
如果作为由第一控制装置13进行通信网络检查的结果表明有很多业务，在图像信号编码装置12中将输入数据编码为子QCIF(步骤33)。
如图4所示，在子QCIF状态，屏幕尺寸减小到原始尺寸的四分之一。在图像信号编码装置12中，不需要预测DCT或黑色部分的运动估计，并且宏块被跳过和编码。因此，位数减少了黑色部分那么多。
作为降低附加位发生速率的方法，可以执行只使用图像信号中亮度信号的黑白模式。彩色信号由Y、Cr和Cb构成。如果在通信网络10中有很多业务，彩色信号中的Cr和Cb信号不被编码，并且执行只使用Y信号的黑白模式，以降低数据速率。
通过图像信号编码装置12编码为QCIF或子QCIF的图像信号发送到通信网络(步骤34)。当将图像信号发送到通信网络10时，在图像信号编码装置12中被编码为子QCIF的屏幕，使用在标准如H.263中使用的附加位，一起发送到通信网络。
第二控制装置16检测从通信网络10发送的编码图像信号的接收，并且确定附加位是否被设定及图像信号是否是编码为子QCIF的图像信号(步骤35，36)。
如果作为第二控制装置16的确定结果设定了附加位，图像信号解码装置14放大和解码子QCIF部分作为QCIF，以不显示黑屏(步骤37)。
如果作为第二控制装置16的确定结果没有设定附加位，图像信号解码装置14按原样解码接收的数据(步骤38)。
当完成图像信号的解码时，在显示装置中进行显示(步骤39)。如果设定了附加位，显示装置15显示放大的子QCIF，以便图像质量的劣变减少到能够在屏幕上观看的质量的图像。
已经参照优选实施例特别描述了本发明，然而，本发明不限于这些优选实施例，本领域技术人员可以进行各种修改，而不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围。
按照本发明，当由于网络状态不好必须降低数据速率时，通过将屏幕尺寸减小到其原始尺寸的四分之一，并且发送屏幕尺寸减小的数据，而没有只控制量化系数的值，来降低数据速率。在解码器中，尺寸减小的屏幕被放大并且在屏幕上扩展为原始尺寸，以便保持屏幕尺寸和能够减小图像质量的劣变。
权利要求
1.一种具有较低数据速率的设备，其中通过通信网络发送和接收数据的设备包括屏幕尺寸确定装置，用于按照控制信号确定输入的图像信号的屏幕尺寸；编码装置，用于按照确定的屏幕尺寸编码所述图像信号；控制装置，用于输出通过评估通信网络的状态确定屏幕尺寸的控制信号，并且通过通信网络发送编码的图像信号；解码装置，用于解码通过通信网络发送的图像信号；和显示装置，用于显示解码的图像信号。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述控制装置输出用于确定屏幕的控制信号，如果通信网络的状态不好，所述屏幕的尺寸减小原始屏幕尺寸的规定倍数。
3.如权利要求1所述的设备，其中所述编码装置在编码期间不编码尺寸减小的屏幕的图像信号。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述编码装置按照通信网络的状态以黑白模式进行编码，在该模式中只有图像信号中的亮度信号被编码。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述解码装置在经过规定时间之后的解码期间，放大尺寸减小的屏幕的图像信号，并且输出放大的图像信号到显示装置。
6.一种具有较低数据速率的设备，其中通过通信网络发送和接收数据的设备包括屏幕尺寸确定装置，用于按照控制信号确定输入的图像信号的屏幕尺寸；编码装置，用于按照确定的屏幕尺寸编码图像信号；控制装置，用于输出通过评估通信网络的状态确定屏幕尺寸的控制信号，并且通过设定决定位量的规定屏幕尺寸，经通信网络发送编码的图像信号；解码装置，用于检测决定位量的被发送屏幕尺寸的设定的存在，将通过通信网络发送的图像信号放大和解码成原始屏幕的图像信号；和显示装置，用于显示解码的图像信号。
7.如权利要求6所述的设备，其中所述编码装置在编码期间，不编码尺寸减小的屏幕的图像信号。
8.如权利要求6所述的设备，其中所述编码装置按照通信网络的状态以黑白模式进行编码，在该模式中只有图像信号中的亮度信号被编码。
9.一种能够使数据速率较低的方法，包括(a)确定输入到通信网络的图像信号的屏幕尺寸；(b)按照确定的屏幕尺寸，编码图像信号，并且发送编码的图像信号到通信网络；(c)按照屏幕尺寸，解码通过通信网络发送的图像信号；和(d)显示解码的图像信号。
10.如权利要求9所述的方法，其中在确定屏幕尺寸的步骤(a)中，如果通信网络的状态不好，所述屏幕的尺寸被确定为减小原始屏幕尺寸的规定倍数，如果通信网络的状态好，屏幕尺寸被确定为原始屏幕尺寸。
11.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(b)中的编码期间，屏幕尺寸减小的图像信号不被编码。
12.如权利要求9所述的方法，其中步骤(b)的编码按照通信网络的状态以黑白模式进行编码，在该模式中只有图像信号中的亮度信号被编码。
13.如权利要求9所述的方法，其中在步骤(c)的解码期间屏幕尺寸减小的图像信号在经过规定时间之后被放大，并且被解码。
14.一种能够使数据速率较低的方法，包括(a)确定输入到通信网络的图像信号的屏幕尺寸；(b)按照确定的屏幕尺寸，编码图像信号，并且通过设定一个决定位量的规定屏幕尺寸，将编码的图像信号发送到通信网络；(c)通过评估决定位量的被发送屏幕尺寸的设定的存在，将通过通信网络发送的图像信号放大和解码成原始屏幕的图像信号；和(d)显示解码的图像信号。
15.如权利要求14所述的方法，其中在步骤(b)的编码期间屏幕尺寸减小的图像信号不被编码。
16.如权利要求14所述的方法，其中步骤(b)按照通信网络的状态以黑白模式进行编码，在该模式中只有图像信号中的亮度信号被编码。
全文摘要
一种具有较低数据发送速率和较少图像质量劣变的设备,按照通信网络状态显示低数据速率的图像,包括:屏幕尺寸确定装置,按照控制信号确定输入图像信号的屏幕尺寸;编码装置,按照确定的屏幕尺寸编码图像信号;控制装置,输出通过评估通信网络的状态确定屏幕尺寸的控制信号,通过网络发送编码的图像信号;解码装置,解码发送的图像信号;显示装置,显示解码的图像信号,当网络状态不好需降低数据速率时,屏幕尺寸减到四分之一,在解码器中,再放大到原始尺寸。
文档编号H04N7/24GK1329438SQ01101380
公开日2002年1月2日 申请日期2001年1月16日 优先权日2000年6月10日
发明者徐廷旭, 金容帝 申请人:三星电子株式会社