专利名称：噪声估计方法和设备、以及利用其编码视频的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及噪声估计方法和设备，更具体地说，涉及当因噪声而失真的视频信号被输入到基于运动补偿(motion compensation)(MC)和离散余弦变换(DCT)的诸如运动图像专家组(MPEG)-2或MPEG-4编码器的视频编码器时，通过估计噪声而有效地减少噪声的方法和设备。
背景技术：
最近，接收器，例如机顶盒和其它接收模拟地波广播的产品已被引入，该接收器利用诸如MPEG-2和MPEG-4的压缩方法来编码和存储广播。然而，输入接收器的图像信号经常由于各种噪声而造成失真，包括由于传输频道所引起的白高斯(Gaussian)噪声。
例如，整个图像信号由于不同的噪声而造成失真，其中包括白高斯噪声。如果图像信号就这样被压缩，压缩效率会由于噪声而降低。
因此，许多关于减少图像信号中噪声的研究已经开始。然而，传统减少噪声的方法基本上假设知道噪声的等级在一些范围内，由此，采用各种估计噪声的方法。
一个关于这些噪声估计方法的例子在欧洲专利No.0712554中公开。
参考图1，阐述了一种传统减少噪声的方法。
图1是显示传统噪声估计设备的方框图。传统噪声估计设备包括第一减法器112、帧存储器114、第一绝对值计算器116、第一低通滤波器118、第二低通滤波器120、第二减法器122、第二绝对值计算器124、第三减法器126、第三绝对值计算器128、加法器130以及噪声量估计单元132。
首先，第一减法器112根据当前输入画面和来自帧存储器114的相邻画面计算出相邻两个画面的第一差值。计算出的相邻画面间的差值输入到第一绝对值计算器116中。第一绝对值计算器116计算第一减法器112算出的差值的绝对值，并输出其结果到第三减法器126中。
此时，第二减法器122计算出通过第一低通滤波器118输入的当前输入画面和通过第二低通滤波器120输入的相邻画面之间的第二差值。经低通滤波的计算出的差值输入第二绝对值计算器124。第二绝对值计算器124计算第二减法器122算出的第二差值的绝对值，并输出其表示结果到第三减法器126中。
第三减法器126计算第三差值，该值为从第一绝对值计算器116输入的值和从第二绝对值计算器124输入的值的差值，并输入计算出的差值到第三绝对值计算器128中。第三绝对值计算器128计算第三减法器126算出的第三差值的绝对值，并输出其结果到加法器130中。
加法器130以帧为单位相加第三绝对值计算器128输出的绝对值。
噪声量估计单元132根据加法器130获得的数值，确定输入画面中噪声的数量。
如果加法器130以帧为单位计算出的数值大，则传统的噪声估计设备100确定有大量的噪声；如果数值小，则传统的噪声估计设备100确定有少量的噪声。
然而，虽然传统的噪声估计设备可以在几乎静止的画面中估计出噪声，但是由于运动画面的运动，加法器130的输出值将变得更大。因此，估计运动画面的噪声是非常困难的。
发明内容
本发明提供了一种利用运动信息来有效地估计噪声的先进的噪声估计方法和设备。
本发明还提供了一种利用先进的噪声估计方法和设备的视频编码器和编码设备。
本发明的另外的特征和优点部分将在后面的描述中阐述，还有部分可从描述中明显地看出，或者可以在本发明的实践中得到。
根据本发明的一个方面，提供了一种估计和/或减少输入画面的噪声的方法，该方法包括计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；以及基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声量。
根据本发明的另一方面，提供一种基于离散余弦变换(DCT)的运动画面编码方法，该方法包括计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声量；基于估计出的噪声量，确定修改的量化权矩阵；对输入画面执行DCT；以及利用修改的量化权矩阵对DCT输入画面数据执行量化。
根据本发明的另一方面，提供一种估计和/或减少输入画面中的噪声的设备，该设备包括第一运动补偿信息计算单元，该单元计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；第二运动补偿信息计算单元，该单元计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；以及噪声确定单元，该单元基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声。
根据本发明的另一方面，提供一种基于DCT的运动画面编码设备，该设备包括第一运动补偿信息计算单元，该单元计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；第二运动补偿信息计算单元，该单元计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；噪声确定单元，该单元基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声量；量化权矩阵确定单元，该单元基于估计的噪声量来确定修改的量化权矩阵；离散余弦变换(DCT)单元，该单元对输入画面执行DCT变换；以及量化单元，该单元利用修改的量化权矩阵对输入画面数据执行量化。
通过结合附图对本发明的细节方面进行详细描述，本发明的上述和/或其他方面和/或优点将会变得更加清楚，其中图1示出了传统噪声估计设备的方框图；图2示出了根据本发明的一个方面的噪声估计设备；图3A和3B示出了根据本发明的一个方面的用于噪声估计的运动估计方法的图表；图4示出了根据本发明的一个方面的噪声估计方法工作的流程图；
图5示出了根据本发明的另一方面的噪声估计设备的方框图；图6示出了根据本发明的另一方面的噪声估计方法工作的流程图；图7示出了根据本发明的另一方面的噪声估计设备的方框图；图8示出了常规MPEG视频编码器的方框图；图9示出了根据本发明的一个方面的先进的视频编码器的方框图；图10示出了根据本发明的另一方面的先进的视频编码器的方框图。
具体实施例方式
关于本发明的本方面将建立详细的参考，其例子在附图中示出，其中相同的标号指定相同的元素。为说明本发明，在下文中将通过参考附图描述其特征。
根据本发明一个方面的先进的噪声估计方法将参考图2至3B予以阐述。
图2示出了根据本发明的一个方面的噪声估计设备的方框图。图2所示噪声估计设备包括第一分辨率绝对差之和(sum of absolute difference)(SAD)计算单元210、第二分辨率SAD计算单元220、以及噪声确定单元270。
噪声确定单元270包括减法单元230、绝对值计算单元240、加法单元250、以及噪声量估计单元260。
如图3A所示，第一分辨率SAD计算单元210在前一帧的搜寻范围内搜寻运动矢量MVL1，该运动矢量对应于在第一分辨率下在当前帧的位置(i，j)上的块。然后，第一分辨率SAD计算单元210向减法单元230输出对应于被搜寻的运动矢量MVL1的SAD，即从前一帧被MVL1移动后的相应像素之间的差值SADL1。在本发明的一个方面，第一分辨率定义为原始输入画面的原始分辨率级。
第一分辨率的运动矢量MVL1根据以下公式1确定MVL1=arg-S≤pmin,q≤SΣm=0N-1Σn=0N-1|Fn(i+m,j+n)-Fn-1(i+m+p,j+n+q)|-------(1)]]>这里，Fn(i，j)表示在当前帧(第n帧)中位置(i，j)上的像素，即，图3A中粗线所示的当前块中的像素。同样，±S表示搜寻运动矢量的搜寻范围。Fn-1(i，j)表示在前一帧(第n-1帧)中位置(i，j)上的像素。每个块的大小均为N×N。
如图3B所示，第二分辨率SAD计算单元220在前一帧的搜寻范围内搜寻运动矢量MVL2，该运动矢量对应于在第二分辨率下在当前帧的位置(i，j)上的块。然后，第二分辨率SAD计算单元220向减法单元230输出对应于被搜寻的运动矢量MVL2的SAD，即从前一帧被MVL2移动后的相应像素之间的差值SADL2。在本发明的一个方面，第二分辨率定义为原始输入画面的低分辨率级。
此外，根据本发明的一个方面，通过对原始画面执行低通滤波可以获得低分辨率级。然而，通过在对原始图像执行低通滤波之后经由子采样(sub-sampling)减小帧大小所获得的帧也可用于低分辨率帧。
在第一分辨率中，对于每个16×16的块计算出运动矢量。在第二分辨率中，执行每帧的宽度和长度的1/2子采样，并且获得对应于第一分辨率的16×16块的8×8块的运动矢量。
减法单元230计算在第一分辨率SAD计算单元210获得的SADL1和在第二分辨率SAD计算单元获得的SADL2之间的差值；绝对值计算单元240获得减法单元230计算出的SADL1和SADL2之间的差值的绝对值。
即，减法单元230和绝对值计算单元240计算第k块的SADL1和SADL2之间差值的绝对值SAD_DIFFK，该绝对值通常根据以下公式2考虑SAD_DIFFK＝|SADL1-SADL2| (2)如果在第二分辨率下的帧大小为第一分辨率下的帧大小的1/4，则SAD_DIFFK根据以下公式3获得SAD_DIFFK＝|SADL1-4×SADL2|(3)加法单元250计算当前帧中所有块的SAD_DIFF的总和，并输出相加结果TOTAL_OF_SAD_DIFF到噪声量估计单元260。
噪声量估计单元260基于从加法单元250输入的TOTAL_OF_SAD_DIFF的数值来估计噪声的数量。
在噪声量估计单元260中估计出的噪声量的信息发送至噪声减少滤波单元(未示出)。噪声减少滤波单元对具有大TOTAL_OF_SAD_DIFF数值的帧执行重噪声减少滤波；对具有小TOTAL_OF_SAD_DIFF数值的帧执行轻噪声减少滤波，这样将有效地执行噪声减少滤波。
虽然在本特征中使用了两种分辨率操作，如原始分辨率和低分辨率，但是本发明中可能使用不止两种分辨率操作。
图4示出了根据本发明一个方面的噪声估计方法执行操作的流程图。
在操作410中，在第一分辨率下，在前一帧的搜寻范围内搜寻对应于当前帧的位置(i，j)上块的运动矢量MVL1。然后计算对应于被搜寻的运动矢量MVL1的SAD，即从前一帧被MVL1移动后的相应像素之间的差值SADL1。
在操作420中，在第二分辨率下，在前一帧的搜寻范围内搜寻对应于当前帧的位置(i，j)上块的运动矢量MVL2。然后计算对应于被搜寻的运动矢量MVL2的SAD，即从前一帧被MVL2移动后的相应像素之间的差值SADL2。
在操作430中，对于当前考虑的第k块，在操作410中计算出的SADL1和操作420中计算出的SADL2之间的差值将被计算。然后，使用公式2或公式3获得SADL1和SADL2之间差值的绝对值SAD_DIFFK。
在操作440中，通过相加在当前帧中所有块的SAD_DIFF值获得数值TOTAL_SAD_DIFF。
在操作450中，基于操作440中计算出的TOTAL_SAD_DIFF来估计输入画面的噪声量。
图5示出了根据本发明的另一方面的噪声估计设备的方框图。
图5所示的噪声估计设备包括第一分辨率SADL1计算单元510、第二分辨率SADL2计算单元520和噪声确定单元580。
噪声确定单元580包括减法单元520、绝对值计算单元540、加法单元550、参考SADref计算单元560以及噪声量估计单元570。
这里，因为第一分辨率SADL1计算单元510、第二分辨率SADL2计算单元520、减法单元530、绝对值计算单元540和噪声量估计单元570执行与图2中的相应功能单元相同的功能，所以其详细的描述将省略。
基于从第一分辨率SADL1计算单元510输出的各块的SAD值，参考SADref计算单元560根据以下公式4或公式5计算参考SAD的值，即，SADrefSADref=AKΣKSADL1-------(4)]]>这里，A为预定常数。
SADref=AKΣKSADhalf_pel--------(5)]]>这里，A为预定常数，SADhalf-pel表示在半像素搜寻完成后的SAD。
加法单元550在每个块中只相加小于根据公式4或公式5获得的参考SAD的一个SAD或SADhalf-pel，并为该帧计算SAD值，即TOTAL_OF_SAD_DIFF，并发送该帧的SAD值到噪声量估计单元570。
这样，在SAD相加时，具有比参考SADref，即原始分辨率的前一帧的平均SAD，大很多的SAD的块的SAD将被排除，因为当SAD被相加时，通过排除运动估计不能精确执行的块的SAD，噪声估计可以更加准确地执行。噪声量估计单元570基于SAD加法单元550发送的TOTAL_OF_SAD_DIFF值，估计噪声的量。
在噪声量估计单元570中估计的噪声量信息被发送至噪声减少滤波单元(未示出)。噪声减少滤波单元对具有大TOTAL_OF_SAD_DIFF数值的帧执行重噪声减少滤波；对具有小TOTAL_OF_SAD_DIFF数值的帧执行轻噪声减少滤波，这样将有效地执行噪声减少滤波。
图6示出了根据本发明的另一方面的噪声估计方法的操作执行流程图。
在操作610中，在第一分辨率下，在前一帧的搜寻范围内搜寻对应于当前帧的位置(i，j)上块的运动矢量MVL1。然后计算对应于被搜寻的运动矢量MVL1的SAD，即从前一帧被MVL1移动后的相应像素之间的差值SADL1。
在操作620中，基于操作610中计算出的相应像素之间的差值SADL1，根据公式3或4计算参考SAD，即，SADref。在本方面中，当前帧中获得的SADref用于估计紧接着的下一帧的噪声。
在操作630中，在第二分辨率下，在前一帧的搜寻范围内搜寻对应于当前帧的位置(i，j)上块的运动矢量MVL2。然后计算对应于被搜寻的运动矢量MVL2的SAD，即从前一帧被MVL2移动后的相应像素之间的差值SADL2。
在操作640中，对当前考虑的第k块，计算在操作610中计算出的SADL1和操作630中计算出的SADL2之间的差值。然后，使用公式2获得SADL1和SADL2之间所计算差值的绝对值SAD_DIFFK。
在操作650中，在帧的所有块中满足SADL1＜SADref的块的SAD_DIFF被相加，以计算TOTAL_OF_SAD_DIFF。
在操作660中，基于在操作650计算出的TOTAL_OF_SAD_DIFF，估计输入画面的噪声量。
图7示出了根据本发明一个方面的噪声估计单元710应用于运动画面编码的一个实例的方框图。
噪声估计单元710基于图2或图5的实施例，估计输入画面中的噪声量，并输出估计出的噪声量的信息至预处理单元720。
因为运动画面编码器730执行与通常的运动画面编码器相同的功能，所以其详细说明在此不再重复。
图8示出了用于运动画面编码的常规编码器的方框图。
编码器为视频点播(video on demand)(VOD)服务或视频通信执行利用压缩技术产生编码比特流的功能。
首先，为了消除空间相关(spatial correlation)，离散余弦变换(discretecosine transform)(DCT)单元810对以8×8像素块为单位的输入视频数据执行DCT操作。量化单元(Q)820对在DCT单元获得的DCT系数进行量化，并用少数的典型数值表示该系数，以执行高效率损耗压缩。
逆量化(IQ)单元830逆量化在量化单元820中量化过的画面。逆DCT(IDCT)单元840对已在逆量化(IQ)单元830逆量化的画面数据执行IDCT变换。帧存储器850以帧为单位存储被IDCT单元840进行IDCT变换过的图像数据。
运动估计和补偿(ME/MC)单元860利用输入的当前帧的画面数据和存储于帧存储器850中的前一帧的画面数据，估计每一个宏块的对应于块匹配误差的运动矢量(MV)和SAD。
可变长度编码(VLC)单元870根据运动估计和补偿单元860估计出的运动矢量来消除DCT变换和量化的数据中的静态冗余。
图9示出了将根据本发明一个方面的噪声估计方法应用于图8所示的常规运动画面编码器的先进的视频编码器的方框图。
采用根据本发明一个方面的噪声减少方法的运动画面编码器结合噪声估计单元980、量化权矩阵(weight matrix)确定单元992、以及量化权矩阵存储器994到通常的运动画面编码器。
由于DCT单元910、IDCT单元940、帧存储器950、运动估计和补偿单元960、以及VLC单元970执行与常规运动画面编码器相同的功能，所以其详细描述在此不再重复。
噪声估计单元980基于图2或图4描述的方面，估计输入画面中的噪声量，并输出估计的噪声量的信息至量化权矩阵确定单元992。
量化权矩阵确定单元992基于由噪声估计单元980发送的噪声信息，确定量化权矩阵，并将对应于量化权矩阵的目录信息发送到量化权矩阵存储器994。虽然在本发明的本方面中，量化权矩阵确定单元992是基于由噪声估计单元980发送的噪声信息来确定量化权矩阵，但是运动估计和补偿单元960为每个宏块计算的偏差也可以被考虑。
在本实施例中，量化权矩阵存储器994存储根据输入画面中的噪声量划分出的五类量化权矩阵。
利用噪声估计单元980发送的噪声信息，量化权矩阵确定单元992将对应于噪声信息的修改后量化矩阵的目录发送到量化权矩阵存储器994。当存储在量化权矩阵存储器994的量化权矩阵被分为五类时，该目录为0、1、2、3和4中的一个值。
基于量化权矩阵确定单元992输入的量化权矩阵目录，量化权矩阵存储器994选择对应于该目录的量化权矩阵，并将选择出的矩阵发送到量化单元920。量化单元920利用输入的量化权矩阵来执行量化操作。逆量化单元930基于初始默认量化权矩阵来执行逆量化。
同样，用户可以任意地确定新的量化权矩阵。虽然在本方面中描述了关于输入画面块的Y分量的DCT区域内的噪声减少，但是相同的设备可以应用于除Y分量以外的U和V分量上。这时，需要使用附加U和V分量的权矩阵。
图10示出了根据本发明另一方面采用噪声减少方法的先进的运动画面编码器的方框图。
采用根据本发明一个方面的噪声减少方法的运动画面编码器结合噪声估计单元1080和修改量化权矩阵产生单元1090到通常的运动画面编码器。
因为DCT单元1010、IDCT单元1040、帧存储器1050、运动估计和补偿单元1060以及VLC单元1070执行与图8所示的通常的运动画面编码器相同的功能，所以其详细描述在此不再重复。
噪声估计单元1080基于图2或图5所描述的方面，估计输入画面中的噪声量，并输出关于估计出的噪声量的信息至修改量化权矩阵产生单元1090。
修改量化权矩阵产生单元1090基于由噪声估计单元980发送的噪声信息产生修改的量化权矩阵，并将该矩阵发送至量化单元1020。虽然在本方面的修改量化权矩阵产生单元1090基于由噪声估计单元1080发送的噪声信息来确定量化权矩阵，但是运动估计和补偿单元1060为每个宏块计算的偏差也可以被考虑。量化单元1020利用从修改量化权矩阵产生单元1090输入的修改的量化权矩阵执行量化操作。逆量化单元1030基于初始默认量化权矩阵执行逆量化操作。
本发明不仅限于上述方面，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行变化和修改。更具体地说，本发明可以应用于所有运动画面编码设备和方法，例如MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4。
本发明可以体现在一种代码中，该代码记录在计算机可读记录介质上，并可被计算机读取。计算机可读记录介质可以包括各种存储有计算机可读数据的记录设备。计算机可读记录介质包括存储介质，如磁存储介质(ROM、软盘、硬盘等)、光存储介质(CD-ROM、DVD等)以及载波(经英特网的传输)。同样，计算机可读记录介质可以散布在通过网络连接的计算机系统中，并可以分布模式存储和执行计算机可读代码。
根据如上所述的本发明的噪声估计方法和设备，输入画面中的噪声可以被更有效地估计，采用本发明的噪声估计方法和设备的运动画面编码方法和设备可以有效地减少输入画面的噪声，这样编码运动画面可以更有效的进行。
尽管已给出和描述了本发明的一些方面，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由所附权利要求及其等同物限定的本发明的精神和原理的情况下，可以对其进行各种修改。
权利要求
1.一种估计和/或减少输入画面噪声的方法，包括计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；以及基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声。
2.如权利要求1所述的方法，其中第一分辨率为原始分辨率，第二分辨率为低分辨率。
3.如权利要求2所述的方法，其中第二分辨率通过执行低通滤波得到。
4.如权利要求1所述的方法，其中运动补偿信息的计算以块为单位执行。
5.如权利要求4所述的方法，其中运动补偿信息为绝对差的总和(SAD)。
6.如权利要求5所述的方法，其中输入画面的噪声估计还包括基于在第一分辨率下的SAD和在第二分辨率下的SAD，计算输入画面的每个块中在第一分辨率下的SAD和在第二分辨率下的SAD之间的差值，并计算所计算出的SAD差值的绝对值。
7.如权利要求6所述的方法，其中输入画面的噪声估计还包括在每一帧中，相加所计算的每个块的绝对值，并基于在每一帧中绝对值的总和，估计输入画面中的噪声量。
8.如权利要求7所述的方法，其中在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息的计算还包括基于在第一分辨率下所计算出的SAD计算参考SAD，并仅当块的第一分辨率下的SAD值小于参考SAD值时，相加已计算出的绝对值。
9.如权利要求1所述的方法，还包括基于估计的噪声信息，执行输入画面的噪声减少滤波。
10.基于离散余弦变换(DCT)的运动画面编码方法，包括计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声量；基于估计出的噪声量，确定修改的量化权矩阵；对输入画面执行DCT操作；以及利用修改的量化权矩阵对DCT输入画面数据执行量化。
11.如权利要求10所述的方法，其中第一分辨率是原始分辨率，第二分辨率为低分辨率。
12.如权利要求11所述的方法，其中通过执行低通滤波来获得第二分辨率。
13.如权利要求10所述的方法，其中通过选择根据输入画面的噪声量分类的多个修改的量化权矩阵中的一个，确定修改的量化权矩阵。
14.如权利要求10所述的方法，其中运动补偿信息的计算以块为单位执行。
15.如权利要求14所述的方法，其中运动补偿信息为绝对差的总和(SAD)。
16.如权利要求15所述的方法，其中输入画面的噪声的估计还包括基于在第一分辨率下的SAD和在第二分辨率下的SAD，计算输入画面的每个块中在第一分辨率下的SAD和在第二分辨率下的SAD之间的差值，并计算所计算出的SAD差值的绝对值。
17.如权利要求16所述的方法，其中输入画面的噪声估计还包括在每一帧中，相加每个块的绝对值，并基于每个帧中的绝对值的总和估计输入画面的噪声量。
18.如权利要求17所述的方法，其中在第一分辨率下的输入画面运动补偿信息的计算还包括基于在第一分辨率下计算出的SAD计算参考SAD，并仅当块在第一分辨率下的SAD值小于参考SAD值时，相加绝对值。
19.一种估计和/或减少输入画面的噪声的设备，包括第一运动补偿信息计算单元，该单元计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；第二运动补偿信息计算单元，该单元计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；以及噪声确定单元，该单元基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声。
20.如权利要求19所述的设备，其中第一分辨率为原始分辨率，第二分辨率为低分辨率。
21.如权利要求20所述的设备，其中通过执行低通滤波获得第二分辨率。
22.如权利要求19所述的设备，其中第二运动补偿信息以块为单位计算运动补偿信息。
23.如权利要求22所述的设备，其中运动补偿信息为绝对差的总和(SAD)。
24.如权利要求23所述的设备，其中噪声确定单元还包括SAD差值计算单元，该单元基于第一分辨率下的SAD和第二分辨率下的SAD，计算在输入画面的每个块中的第一分辨率下的SAD和第二分辨率下的SAD之间的差值，并计算所计算出的SAD差值的绝对值。
25.如权利要求24所述的设备，其中噪声确定单元还包括加法单元，该单元在每一帧中相加在SAD差值计算单元中计算出的每个块的绝对值；以及噪声量估计单元，该单元基于加法单元的计算结果，估计输入画面中的噪声量。
26.如权利要求25所述的设备，其中噪声确定单元还包括参考SAD计算单元，该单元基于在第一分辨率下的SAD计算参考SAD，其中仅当该块的第一分辨率下的SAD小于参考SAD时，加法单元相加该块的SAD差值的绝对值。
27.如权利要求19所述的设备，还包括噪声减少单元，该单元基于估计出的噪声量对输入画面执行噪声减少滤波。
28.基于DCT的运动画面编码设备，包括第一运动补偿信息计算单元，该单元计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；第二运动补偿信息计算单元，该单元计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；噪声确定单元，该单元基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声量；量化权矩阵确定单元，该单元基于估计出的噪声量，确定修改的量化权矩阵；离散余弦变换(DCT)单元，该单元对输入画面执行DCT；以及量化单元，该单元利用修改的量化权矩阵对DCT输入画面数据执行量化。
29.如权利要求28所述的设备，其中第一分辨率为原始分辨率，第二分辨率为低分辨率。
30.如权利要求29所述的设备，其中通过执行低通滤波获得第二分辨率。
31.如权利要求28所述的设备，其中量化权矩阵确定单元通过选择根据输入画面的噪声量分类的多个修改的量化权矩阵中的一个，确定修改的量化权矩阵。
32.如权利要求28所述的设备，其中第二运动补偿信息计算单元以块为单位计算运动补偿信息。
33.如权利要求32所述的设备，其中运动补偿信息为绝对差的总和(SAD)。
34.如权利要求33所述的设备，其中噪声确定单元还包括SAD差值计算单元，该单元基于在第一分辨率下的SAD和在第二分辨率下的SAD，计算输入画面的每个块中的第一分辨率下的SAD和第二分辨率下的SAD之间的差值，并计算所计算出的SAD差值的绝对值。
35.如权利要求34所述的设备，其中噪声确定单元还包括加法单元，该单元相加在SAD差值计算单元中计算出的每一帧中的每个块的绝对值；以及噪声量估计单元，该单元基于加法单元的计算结果，估计输入画面中的噪声量。
36.如权利要求34所述的设备，其中噪声确定单元还包括参考SAD计算单元，该单元基于在第一分辨率下的SAD计算参考SAD，其中仅当所述块的第一分辨率下的SAD小于参考SAD时，加法单元相加所述块的SAD差值的绝对值。
37.如权利要求25所述的设备，其中噪声确定单元还包括第一分辨率SAD计算单元，该单元在前一帧的搜寻范围内搜寻对应于在第一分辨率下当前帧的位置(i，j)的块的运动矢量MVL1，并输出对应于被搜寻的运动矢量MVL1的SAD，即从前一帧被MVL1移动后的相应像素之间的差值SADL1。
38.如权利要求37所述的设备，其中第一分辨率包括原始输入画面的原始分辨率级。
39.如权利要求38所示的设备，其中在第一分辨率下的运动矢量MVL1通过如下公式1确定MVL1=arg-S≤pmin,q≤SΣm=0N-1Σn=0N-1|Fn(i+m,j+n)-Fn-1(i+m+p,j+n+q)|]]>这里，Fn(i，j)表示在当前帧(第n帧)中位置(i，j)上的像素，±S表示搜寻运动矢量的搜寻范围，Fn-1(i，j)表示在前一帧(第n-1帧)中位置(i，j)上的像素，每个块的大小均为N×N。
40.如权利要求36所述的设备，其中参考计算单元利用如下的两个公式之一计算参考SAD，SADref=AKΣKSADL1]]>或SADref=AKΣKSADhalf-pel]]>其中A为预定常数，SADhalf-pel表示半像素搜寻结束后的SAD。
41.如权利要求40所述设备，其中加法单元仅相加小于在每个块中获得的参考SAD的一个SAD或SADhalf-pel的值，为所述帧计算SAD值，并且将所述帧的SAD值发送至噪声确定单元。
42.如权利要求28所述的设备，还包括逆量化单元，该单元逆量化在量化单元已量化的输入画面；逆DCT(IDCT)单元，该单元对在逆量化单元逆量化过的输入画面执行IDCT操作；帧存储器，该器件以帧为单位存储已在IDCT单元IDCT变换过的输入画面；运动估计和补偿(ME/MC)单元，该单元利用正输入的当前帧的输入画面和存储于帧存储器中的前一帧的输入画面，估计每个宏块的对应于块匹配误差的运动矢量和SAD；以及可变长度编码(VLC)单元，该单元根据运动估计和补偿单元估计出的运动矢量，消除DCT变换和量化数据中的静态冗余。
43.如权利要求28所述的设备，还包括量化权矩阵存储器，其中量化权矩阵确定单元将对应于噪声的修改的量化权矩阵的目录发送至量化权矩阵存储器；并当存储于量化权矩阵存储器中的量化权矩阵被分为五类时，目录为0、1、2、3和4中的一个值。
44.如权利要求43所述的设备，其中，基于量化权矩阵确定单元输入的量化权矩阵目录，量化权矩阵存储器选择对应于所述目录的量化权矩阵，并将所选的矩阵发送至量化单元，量化单元利用输入的量化权矩阵执行量化操作。
全文摘要
提供一种先进的噪声估计方法。该噪声估计方法包括计算在第一分辨率下的输入画面的运动补偿信息；计算在第二分辨率下的输入画面的运动补偿信息；以及，基于在第一分辨率下的运动补偿信息和在第二分辨率下的运动补偿信息，估计输入画面的噪声。
文档编号H04N17/00GK1518365SQ200410001230
公开日2004年8月4日 申请日期2004年1月2日 优先权日2003年1月2日
发明者宋秉哲 申请人:三星电子株式会社