译码设备、译码控制设备、译码方法和程序的制作方法

专利名称：译码设备、译码控制设备、译码方法和程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于对编码数据进行译码的译码设备。更具体地，本发明涉及用于在 译码时执行降噪(noise reduction)处理的译码设备、译码控制设备和译码方法，以及使得 计算机执行译码方法的程序。
背景技术：
存在如下的视频压缩编码方案，其在对视频信号进行数字压缩时，将位于水平和 垂直方向上的彼此毗邻的目标视频信号的多个像素当作一个矩形块并且使得能够以这样 的块 为单位执行压缩编码。这种视频压缩编码方案包括诸如MPEG-2和H. 264/AVC之类的 标准。通过这些压缩编码方案之一以上述矩形块为单位进行了压缩编码的视频信号也以这 样的块为单位被译码，由此，原始的视频信号被恢复。根据MPEG-2，例如，构成视频信号的视 频数据被划分为宏块，每个宏块由八行乘以八个像素的总计64个像素构成。视频数据以这 样的宏块为单位经过诸如离散余弦变换(DCT)之类的正交变换。视频数据由此被变换为频 率分量(DCT系数)，频率分量被编码以压缩视频数据。上面概述的压缩编码和译码方案在正交变换之后执行量化系数值的步骤时，通过 大量地缩略射频分量来减少代码量，由此提高编码效率(压缩率)。但是，如果过分地强 化量化步骤，则由经缩略的射频分量引起的量化误差可能降低译码后视频数据中的图像质量。与图像质量降低有关地，众所周知，所谓蚊式噪声(mosquito noise)或振铃噪 声(ringing noise)出现在尤其是图像边缘的周边，该噪声分散在边缘附近。蚊式噪声 是由于在量化处理中射频分量的减少使得缺少边缘附近的信息而生成的。已经提出了用 于移除这种蚊式噪声的电子信息设备(例如参见日本专利早期公开No. 2007-13398中的 图1)。所提出的设备说明性地具有位于译码器下游的用于数字视频处理的后置滤波器 (post-filter)。

发明内容
根据上面提到的通常技术，每个宏块的量化参数被获取。蚊式噪声消除处理仅在 其量化参数大于量化阈值的那些宏块上执行。但是，如果如通常技术那样，噪声移除需求以 宏块为单位来确定，则存在如下可能性如果噪声集中在宏块内非常有限的块上，则将检测 不到蚊式噪声。另一方面，如果以准许更容易地检测到蚊式噪声的方式来设置所述阈值，则 可能会太频繁地检测到噪声。如果如通常设置中那样，后置滤波器位于译码器的下游，则需要互连这两个组件 的缓冲器。这是因为译码以宏块为单位执行，而显示处理涉及以行为单位进行扫描，从而 需要额外的缓冲器来保持在这两个阶段所需的像素信息。本发明是鉴于上面的情况作出的，并且提供了在利用滤波器布置减少诸如蚊式噪 声之类的量化噪声时允许以反映构成每个宏块的各块的编码状态的方式来设置滤波器参数的译码设备、译码控制设备、译码方法和程序。在实现本发明时，根据本发明的一个实施例，提供了一种译码设备，该译码设备包 括译码信息获取块，被配置为以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息； 译码块，被配置为基于译码信息将编码数据译码为经译码的数据。该译码设备还包括量化 噪声滤波器块，被配置为对经译码的数据执行降噪处理以减少每宏块的预定量化噪声；量 化噪声发生指示符生成块，被配置为基于译码信息生成噪声发生指示符，噪声发生指示符 以反映构成宏块的各块的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及参数设置块，被配置为 基于噪声发生指示符设置用于量化噪声滤波器块的参数。根据本发明的另一实施例，提供 了表示上述译码设备的功能的译码方法，以及等效于该译码方法的程序。这些实施例提供 了如下效果根据宏块中每块的编码状态来执行用于减少量化噪声的处理。优选地，量化噪声发生指示符生成块可以利用在译码信息中发现的并且指示所述 各块是否被编码的编码块图案信息(COded_blOCk_pattern())来生成噪声发生指示符。优选地，量化噪声发生指示符生成块可以从编码块图案信息中获取宏块内的编码 块的数目，并且基于所获取的编码块的数目来生成噪声发生指示符。优选地，量化噪声发生 指示符生成块可以从编码块图案信息中针对亮度分量和色差分量中的每种分量获取宏块 内的编码块数目，并且基于针对亮度分量和色差分量中的每种分量的编码块数目来生成噪 声发生指示符。在获取了针对所涉及的亮度和色差分量的每种分量的编码块数目的情况 下，能够在每当这些因素改变时更灵活地生成噪声发生指示符。如果在不区分亮度或色差 分量的情况下获取编码块的数目，则用于生成噪声发生指示符的处理可以大幅地简化。优选地，量化噪声发生指示符生成块可以通过利用首先将在译码信息中发现的生 成的代码量乘以量化比例，然后再基于编码块图案信息对该乘法的积加权而获得的数来生 成噪声发生指示符。在此情况中，量化噪声发生指示符生成块优选地可以通过利用首先基 于编码块图案信息对乘法的积加权并且再基于在译码信息中发现的图片类型对经加权的 积进行加权而获得的数来生成噪声发生指示符。优选地，参数设置块可以以如下方式来设置参数噪声发生指示符越大，则越强化 由量化噪声滤波器块执行的降噪处理。优选地，本发明的译码设备还可以包括边缘检测块，被配置为检测包括在经译码 的数据中的边缘图像；其中，量化噪声滤波器块不对由边缘检测块从其检测到边缘图像的 宏块执行降噪处理。这种结构提供了不对从其检测到边缘图像的宏块执行降噪处理的效 果，即使从每个块的编码状态不能明确判定需要执行降噪处理。优选地，参数设置块基于在译码信息中发现的运动信息并且基于由量化噪声发生 指示符生成块生成的噪声发生指示符来设置参数。这种结构提供了通过另外地将运动信息 考虑在内来执行用于减少量化噪声的处理的效果。在此情况中，参数设置块优选地可以以 如下方式来设置参数由运动信息表示的运动越大，则越强化由量化噪声滤波器块执行的 降噪处理。优选地，预定量化噪声可以是蚊式噪声，并且量化噪声滤波器块可以执行作为降 噪处理的平滑处理来减少蚊式噪声。优选地，噪声发生指示符可以是指示图像中是存在字幕还是存在插播字符的指示 符；并且量化噪声滤波器块执行作为降噪处理的平滑处理来减少存在字幕或插播字符的图像区域中的噪声。根据本发明另一实施例，提供了一种译码控制设备，包括译码信息获取块，被配 置为以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息；量化噪声发生指示符生成 块，被配置为基于译码信息生成噪声发生指示符，噪声发生指示符以反映构成宏块的各块 的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及参数生成块，被配置为基于噪声发生指示符生 成在用于减少预定量化噪声的降噪处理中使用的参数。根据本发明的另外的实施例，提供 了表示上述译码控制设备的功能的译码控制方法，以及等 效于该译码控制方法的程序。这 些实施例提供了如下效果根据宏块内每个代码的编码状态来控制用于减少量化噪声的处 理。如上，在利用滤波器布置来减少诸如蚊式噪声之类的量化噪声的情况中，本发明 提供了通过考虑到每个宏块内的各块的编码状态来设置滤波器参数的优点。


图1是示出根据本发明一个实施例的译码设备的典型电路结构的框图；图2是示出实施例中的蚊式噪声滤波器模块的典型电路结构的框图；图3是概述由MPEG-2定义的数据结构的示意图；图4是示出由实施例中的平滑处理块执行的典型处理的示意图；图5A、图5B和图5C是示出由实施例使用的编码块图案信息的内容的示意图；图6是示出由MPEG-2定义的宏块的句法(syntax)的表格图；图7是示出由MPEG-2定义的编码块图案信息(c0ded_bl0ck_pattern ())的句法 的表格图；图8A、图8B和图8C是示出针对实施例假设的宏块与其块之间的关系的示意图；图9是构成作为本发明第一实施例的译码设备设置参数的操作示例的步骤的流 程图；图10是构成作为基于编码块图案信息的第一操作示例的、由实施例执行的加权 处理(图9中的步骤S910)的步骤的流程图；图11是构成作为基于编码块图案信息的第二操作示例的、由实施例执行的加权 处理(步骤S910)的步骤的流程图；图12是构成作为本发明第一实施例的译码设备执行降噪处理的操作示例的步骤 的流程图。图13是构成作为本发明第二实施例的译码设备设置参数的操作示例的步骤的流 程图；图14是构成作为基于标准A的操作示例的、由第二实施例执行的参数设置处理 (图13中的步骤S940)的步骤的流程图；图15是构成作为基于标准B的另一操作示例的、由第二实施例执行的另一参数设 置处理(图13中的步骤S950)的步骤的流程图；图16是构成作为基于标准C的另一操作示例的、由第二实施例执行的另一参数设 置处理(图13中的步骤S960)的步骤流程图；以及图17是构成作为基于标准D的另一操作示例的、由第二实施例执行的另一参数设置处理(图13中的步骤S970)的步骤的流程图；
具体实施例方式现在将参考附图描述本发明的一些优选实施例(下面简称为一个或多个实施 例)。将以如下标题下给出描述1.第一实施例(基于量化噪声发生指示符来设置滤波器参数的示例)2.第二实施例(基于被补充有运动信息的量化噪声发生指示符来设置滤波器参 数的示例)
3.变体<1.第一实施例>[译码设备100的典型电路结构]图1是示出根据本发明一个实施例的译码设备100的典型电路结构的框图。假设 译码设备100对根据MPEG-2 (运动图像专家组第2阶段)进行了编码的数据执行译码处理。 译码设备100包括可变长度译码块110、逆量化块120、离散余弦变换块130、运动向量预测 块140、运动补偿块150、画面内预测块160、选择器170、加法器175以及帧存储器300。与 根据MPEG-2的通常译码设备不同，译码设备100还包括蚊式噪声发生指示符生成块180、参 数设置块190以及蚊式噪声滤波器块200。可变长度译码块110对以可变长度码(VLC)进行了编码的数据译码。根据MPEG-2 以及其它标准，数据以基于霍夫曼(Huffman)码的(经过熵编码的)可变长度码并且利用 通过运动补偿帧间预测或离散余弦变换编码时的噪声发生偏倚概率被编码。通过以可变长 度码对编码数据进行译码，可变长度译码块110生成对宏块译码所需的译码信息。由可变 长度译码块110生成的译码信息被提供给逆量化块120、运动向量预测块140和蚊式噪声发 生指示符生成块180。逆量化块120逆向地量化经过了以可变长度码译码的数据，以生成DCT系数的DC 和AC分量。离散余弦变换块130通过对由逆量化块120进行了逆量化的DCT系数的DC和 AC分量执行离散余弦变换来生成视频数据。运动向量预测块140从经过了以可变长度码译 码的数据中的关于运动向量的信息来预测运动向量，并且将预测出的运动向量输出到信号 线149上。运动补偿块150通过基于由运动向量预测块140预测出的运动向量以及保存在 帧存储器300中的帧数据来执行画面内运动补偿，从而生成视频数据。画面内预测块160 通过执行画面内预测而生成视频数据。选择器170选择由运动补偿块150生成的视频数据 或者由画面内预测块160生成的视频数据。加法器175将由离散余弦变换块130生成的视 频数据与由选择器170选择的视频数据相组合(即，相加)，并且将合成视频数据输出到信 号线179上。这些处理是以宏块为单位执行的。基于由可变长度译码块110生成的译码信息，蚊式噪声发生指示符生成块180生 成噪声发生指示符，噪声发生指示符以反映宏块内的各块的编码状态的方式指示蚊式噪 声。用于生成噪声发生指示符的具体方法将在后面说明。具体地，在译码信息中找到的量 化比例(scale)、生成的代码量、编码块图案信息以及图片类型可以用于生成噪声发生指示 符。顺便提及，蚊式噪声发生指示符生成块180是所附权利要求中要求保护的蚊式噪声发 生指示符生成块的一个示例。
参数设置块190基于由蚊式噪声发生指示符生成块180生成的蚊式噪声发生指示 符经由信号线199为蚊式噪声滤波器块200设置参数。用于设置参数的具体方法将在后面 讨论。参数将以如下方式来设置蚊式噪声发生指示符越大，则越强化由蚊式噪声滤波器块 200执行的降噪处理。蚊式噪声滤波器块200对输出到信号线179上的视频数据执行蚊式噪声降低处 理。用于降噪处理的参数由参数设置块190设置。经蚊式噪声滤波器块200处理后的视频 数据经由信号线209被发送给帧存储器300并被保持在帧存储器300中。帧存储器300保存由加法器175合成的视频数据或者经蚊式噪声滤波器块200处 理后的视频数据。保持在帧存储器300中的视频数据被运动补偿块150经由信号线309参 考。顺便提及，可变长度译码块110是所附权利要求中要求保护的译码信息获取块的 一个示例。逆量化块120、离散余弦变换块130、运动向量预测块140、运动补偿块150、画面 内预测块160、选择器170、加法器175以及帧存储器300构成了所附权利要求中要求保护 的译码块。蚊式噪声滤波器块200是所附权利要求中要求保护的量化噪声滤波器块的一个 示例。[蚊式噪声滤波器块200的典型电路结构]图2是示出本发明实施例中的蚊式噪声滤波器块200的典型电路结构的框图。蚊 式噪声滤波器块200包括像素选择块210、周边像素寄存器220、平滑处理块230、边缘检测 块240、像素选择块250以及像素选择控制块260。像素选择块210针对每个宏块获取经由信号线179输入的视频数据，将输入的视 频数据放置在周边像素寄存器220中，并且从周边像素寄存器220所保存的视频数据中选 择处理所需的像素数据。说明性地，由像素选择块210选择的像素数据由三行乘以三个像 素总计九个像素组成。周边像素寄存器220保存由像素选择块210针对每个宏块选择的视 频数据。保持在周边像素寄存器220中的视频数据被像素选择块210再次使用。平滑处理块230执行平滑处理以用于减少由像素选择块210选择的像素数据中的 蚊式噪声。供平滑处理块230使用的平滑系数是由参数设置块190经由信号线199中所包 括的信号线196设置的。边缘检测块240检测包括在由像素选择块210选择的像素数据中的边缘图像。供 边缘检测块240使用的边缘检测水平(edge detection level)是由参数设置块190经由 信号线199中所包括的信号线197设置的。像素选择块250选择经平滑处理块230平滑的像素数据或者未经平滑的像素数 据，并且将所选像素数据输出到信号线209上。像素选择控制块260控制像素选择块250 选择像素数据。具体地，假若为边缘检测块240在其中检测到边缘的宏块，则像素选择控 制块260控制像素选择块250选择未经平滑的像素数据。此外，通过信号线199中所包括 的信号线198，像素选择控制块260根据参数设置块190所进行的设置来控制像素选择块 250。即，如果发现蚊式噪声发生指示符小于预定阈值，则像素选择控制块260控制像素选 择块250选择与在其中检测到边缘的宏块有关的未经平滑的像素数据。[由MPEG-2定义的数据结构]图3是概述了由MPEG-2定义的数据结构的示意图。根据MPEG-2，编码数据的数据 列中的每列主要被划分为四层序列层、图片层、分片(slice)层和宏块层。
包括在序列层中的每个图片20表示单个图像。图片20被分割为多个分片30。分 片30是通过将图片20划分为各自具有16行的条带而形成的。每个分片30由多个宏块40构成。每个宏块40构成了与画面上16行乘以16个 像素的区域相对应的图片数据。每个宏块40进一步被划分为八行乘以八个像素的块，这些 块中的每块用作DCT的处理单位。[平滑处理块230执行的典型处理]图4是示出由本发明实施例中的平滑处理块230执行的典型处理的示意图。平滑 处理块230包括噪声滤波器232，其根据由参数设置块190设置的平滑系数231来执行平 滑处理以用于减少噪声。噪声滤波 器232说明性地是由3乘以3的二维FIR滤波器实现 的。在平滑处理中，由八行乘以八个像素组成的块221的像素中的每个像素用作目标像素 211。通常，由包括目标像素211四周的周边像素212在内的三行乘以三个像素构成的九个 像素在处理期间被参考。像素选择块210因此选择这九个像素，并将它们提供给平滑处理 块230。虽然这里将平滑处理描述为是以八行乘以八个像素的块为单位执行的，但这并不是 对本发明的限制。替代地，平滑处理可以以16行乘以16个像素的宏块为单位执行。当完成了对块221中作为目标像素的最左上像素的平滑处理之后，平滑处理块 230移到位于右边紧邻的下一目标像素以进行更多处理。平滑处理块230照此向右移动直 到到达最右边的像素为止。在处理了作为目标像素的最右像素之后，平滑处理块230移到 下面一行最左边的像素。当照此执行平滑处理并且在最右下像素作为目标像素完成了平滑 处理时，则对所关注的块221上的平滑处理结束。在平滑处理时，可能不存在如图4所示的块221周围的周边像素。在这种情况中， 可以根据块221的周边的像素值来插入所需周边像素。说明性地，可以不加修改地利用相 邻像素值。替代地，可以计算两个或三个相邻像素以找出加权平均值。虽然上面对平滑处理块230的参考像素进行了说明，然而，也可以同样地处理边 缘检测块240的参考像素。[编码块图案信息的内容]图5A、图5B和图5C是示出由本发明实施例使用的编码块图案信息的内容的示意 图。所使用的如由MPEG-2定义的编码块图案信息(COded_blOCk_pattern)指示每个宏块 内的各块是否被编码。在MPEG-2下，视频数据由亮度(Y)和色差(Cr和Cb)分量来表示。 根据针对这些分量的采样频率的比率，规定了三种格式4:2:0，4:2:2和4:4:4。S卩，在每个宏块被看作单位的情况中，4:2:2格式包括四个亮度Y分量、两个色差 Cr分量和两个色差Cb分量，如图5B所示。在以宏块为单位时，4:4:4格式包括四个亮度Y 分量、四个色差Cr分量和四个色差Cb分量，如图5C所示。在4:2:0格式中，4:2:0格式和 4:0:2格式在奇数行和偶数行中交替。当以每个宏块为单位时，4:2:0格式包括四个亮度Y 分量、一个色差Cr分量和一个色差Cb分量，如图5A所示。[宏块句法]图6是示出由MPEG-2定义的宏块句法的表格图。如上面参考图3所说明的，宏块 构成了分片。每个宏块包括六个块。在该句法中，“macroblock_escape”被固定为值“00000001000”，并且在与紧邻的 前面的宏块地址的差值大于“33”时使用。“macroblock_address_increment”表示与紧邻的前面的宏块地址的差值。“macroblockjnodesO ”表示宏块的编码模式。“quantise!^ scale_code” 表示宏块的量化步长。“motion_vectors (0) ” 和 “motion_vectors (1) ” 分别 表示与前方(forward)和后方(backward)的参考运动向量有关的信息。“marker_bit”是 在对齐(alignment)时使用的比特 值“1”。"coded_block_pattern() ”是指示宏块中的块是否被编码的编码块图案信息。将 在下面参考图7说明编码块图案信息的细节。‘‘block⑴”是与宏块中的块有关的信息。[编码块图案信息的句法]图7是示出由MPEG-2定义的编码块图案信息(即，c0ded_bl0ck_pattern ())的 句法的表格图。编码块图案信息的内容取决于上面讨论的三种格式中的哪种格式有效而变 化。在4 2 0格式的情况中，编码块图案信息为“coded_block_pattern_420”。信息“coded_ blOCk_pattern_420”以可变长度码被编码，并且具有在从三比特到九比特范围内的比特宽 度。以可变长度码译码之后的比特图案为六比特宽。从如图5A所示的LSB起，按亮度Y的 左上块、右上块、左下块和右下块、色差Cr和色差Cb的顺序向这些块中的每个分派一个比 特。如果所分派的比特为“1”，则意味着所关注的块已被编码；如果所分派的比特为“0”，则 所关注的块未被编码。在4:2:2格式的情况中，编码块图案信息“COded_blOCk_pattern_420”被补充有 两比特宽的 “coded_block_pattern_l”。这意味着在 “coded_block_pattern_420” 的 MSB 侧上，另外地以图5B所示的顺序来对色差Cr的下面的块以及色差Cb的下面的块进行分派。在在4:4:4格式的情况中，编码块图案信息“COded_blOCk_pattern_420”被补充 有六比特宽的“coded_block_pattern_2”。这意味着在“coded_block_pattern_420”的 MSB 侧上，另外地以图5C所示的顺序来对色差Cr的左下块、色差Cb的左下块、色差Cr的右上 块、色差Cb的右上块、色差Cr的右下块以及色差Cb的右下块进行分派。[宏块与其块之间的关系]图8A、图8B和图8C是示出了针对本发明的实施例假设的宏块与其块之间的关系 的示意图。一般地，由不可逆压缩导致的诸如蚊式噪声之类的噪声主要是因量化中的数据 删除引起的。根据MPEG-2，用作量化水平的量化比例可用来确定多少数据已被删除。蚊式 噪声通常出现在字符或纹理的周围。因此，预期到出现蚊式噪声的宏块的图像复杂度会提 高。即，预期到在这样的宏块中生成的代码量会增加。同时，蚊式噪声是以DCT的处理单位(即正交变换单位)发生的。因此，优选地， 宏块内的各块的蚊式噪声被检查。然而，感兴趣的每个宏块的量化比例和所生成的代码量 是以这种宏块为单位来处理的。因此，如果仅仅宏块内的某些块包含蚊式噪声，如图8A所 示，则意味着大代码量的块与小代码量的块共存，如图8B所示。如果参考整个宏块的量化 比例和所生成的代码量以检测蚊式噪声，则仅在宏块内对这些值平均，并且可能不会产生 对蚊式噪声的适当检测。应当注意，这里假设对亮度的像素块进行说明。如从图8B和8C可见的，在每个块的所生成的代码量与经编码或未经编码状态之 间存在联系。考虑到这种联系，本发明的实施例利用上述编码块图案信息来向将感兴趣的 宏块中的量化比例乘以所生成的代码量的积指派权重。这种布置旨在防止对蚊式噪声的失 察，并且实现更适合的噪声检测。
此外，感兴趣宏块中的量化比例和所生成的代码量取决于要被译码的图片类型而 变化。存在三种图片类型I-图片、P-图片和B-图片，每种类型对应于有效的预测编码方 案。I-图片是仅根据图片内的信息被编码并且在不借助帧间预测的情况下生成的图片。 P-图片是根据I-图片或P-图片进行预测生成的图片。帧间预测图片的参考方向是前方。 B-图片是通过双向预测生成的图片。帧间预测图片的参考方向在此情况中为前方和后方两 者。根据本实施例，根据图片类型对检测结果加权以提高检测的精确度。即，量化比例乘以所生成的代码量的积CO被基于有效的编码块图案信息而加权， 以找到值Cl。值Cl通过图片类型被进一步加权以计算出值C2。值C2用作指示蚊式噪声 的噪声发生指示符。将噪声发生指示符与预定阈值的比较确定了是否需要实现平滑处理以 减少蚊式噪声，以及诸如用于平滑处理的平滑系数和边缘检测水平之类的参数。噪声发生 指示符越大，则蚊式噪声滤波器模块200用来强化降噪处理的参数越大。[参数设置操作示例]图9是构成作为本发明第一实施例的译码设备100设置参数的操作示例的步骤 的流程图。在步骤S900，可变长度译码块110从提供到信号线101上的比特流针对每个宏 块获取进行译码所需的译码信息。说明性地，译码信息包括量化比例、所生成的代码量、编 码块图案信息以及图片类型。图6所示的宏块的设置“quantiser_scale_c0de”可用作量 化比例。所生成的代码量可以从由可变长度译码块110执行的可变长度译码处理中得到。 图6所示的宏块的设置“COded_blOCk_pattern()”可以用作编码块图案信息。未示出的 "picture_header () ” 下的设置 “picture_coding_type” 可以用作图片类型。在步骤S901中，蚊式噪声发生指示符生成块180将来自译码信息的量化比例乘以 所生成的代码量(即，经编码的比特数)以得到值Co。在步骤S910，蚊式噪声发生指示符 生成块180基于编码块图案信息来对值CO加权以给出值Cl。加权是通过将值CO乘以利用 后面将讨论的过程获得的权重“ cbp_rate ”而完成的。在步骤S902，蚊式噪声发生指示符生成块180基于图片类型对值Cl加权，以得到 值C2作为蚊式噪声发生指示符。说明性地，图片类型的权重(type_rate)对于I-图片可 以为“1” (不加权)，对于P-图片为“1. 5”，并且对于B-图片为“2”。在噪声发生指示符C2被如此获得的情况下，参数设置块190可以说明性地假定 三个阈值Det_thl、Det_th2和Det_th3，作为用于蚊式噪声滤波器块200的参数。还假定 Det_thl < Det_th2 < Det_th3。如果在步骤S903中发现噪声发生指示符C2小于阈值“Det_thl”，则认为实际上不 存在蚊式噪声并且在步骤S904中将标志“filter_0ff_flg”设为“1”。这使得像素选择块 250选择未经平滑处理块230处理的像素数据。如果在步骤S905中发现噪声发生指示符C2等于或大于阈值“Det_thl”并且小于 阈值“Det_th2”，则在步骤S906中将标志“f ilter_off_f lg”设为“0”(需要平滑处理)。 在此情况中，在步骤S906中将边缘检测水平kh2和平滑系数k2设为较低值。如果在步骤S907中发现噪声发生指示符C2等于或大于阈值“Det_th2”并且小于 阈值“Det_th3”，则在步骤S908中将标志“filter_off_flg”设为“0”。在此情况中，在步 骤S908中将边缘检测水平kh3和平滑系数k3设为中等值。如果在步骤S907中发现噪声发生指示符C2等于或大于阈值“Det_th3”，则在步骤S909中将标志“filter_off_flg”设为“O”。在此情况中，在步骤S909中将边缘检测水平 kh4和平滑系数k4设为较高值。即，噪声发生指示符C2越高，蚊式噪声滤波器块200用来强化降噪处理的平滑系 数越高。此外，噪声发生指示符C2越高，为边缘检测设置的水平越高。以此方式，根据蚊式 噪声发生指示符C2来执行用于减少蚊式噪声的处理。如果噪声发生指示符C2被证明相当 低，则平滑处理本身被抑制。说明性地，典型的平滑系数可以设为k2 = 1:2:1，k3 = 2:3:2以及k4 = 1:1:1。 此外，典型的边缘检测水平可以设为kh2 = 60, kh3 = 70以及kh4 = 80。图10是构成由作为第一操作示例的、实施例基于编码块图案信息执行的加权处 理(图9中的步骤S910)的步骤的流程图。如上面参考图5A至图5C所说明的，包括在译 码信息中的编码块图案信息保存了指示与宏块内的块有关的亮度和色差分量的经编码或 未经编码状态的一比特数据。在步骤S911，在编码块图案信息中，亮度Y的编码块计数被设 为变量“COimt_Y”，并且色差Cr和Cb的编码块计数被设为变量“Coimt_CbCr”。此外，在步 骤 S911 中，变量 “count_Y” 和 “count_CbCr” 的和被设为变量 “count_all ”。如果在步骤S912中发现变量“COimt_all”为“0”，即，如果发现宏块内不存在经编 码的块，则在步骤S913中基于编码块图案信息的权重“cbp_rate”被设为“0”。如果在步骤 S912中发现变量“C0Unt_all”不为“0”，则基于编码块图案信息的权重“cbp_rate”根据有 效的采样频率速率的格式来设置。如果在步骤S914中发现格式为“4:2:0”，则在步骤S915中利用下面的式子首先计 算针对亮度Y和色差Cb的权重“cbp_rate_Y”和“cbp_rate_CbCr，，cbp_rate_Y = 5_count_Ycbp_rate_CbCr = 3_count_CbCr在步骤S915中，上面的计算结果被组合以获得基于编码块图案信息的权重“cbp_ rate，，。艮口，cbp_rate = ((cbp_rate_Y < < 1) +(cbp_rate_Y >> 1) +cbp_rate_CbCr) >> 1由于包括了可能引起噪声的射频分量的信息往往在亮度侧上，因此，使采样频率 速率变化，以使得对亮度Y的权重大于对色差Cb和Cr的权重。这些式子也适用于其它格 式。如果在步骤S916中发现格式为“4:2:2”，则在步骤S917中利用下式首先计算针对 亮度 Y 和色差 Cb 的权重 “cbp_rate_Y” 和 “cbp_rate_CbCr，，cbp_rate_Y = 5_count_Ycbp_rate_CbCr = 5_count_CbCr在步骤S917中，上面的计算结果被组合以获得基于编码块图案信息的权重“cbp_ rate，，。艮口，cbp_rate = ((cbp_rate_Y << 1) +(cbp_rate_Y+cbp_rate_CbCr) >> 1
如果在步骤S916中发现格式为“4:4:4”，则在步骤S918中利用下式首先计算针对 亮度 Y 和色差 Cb 的权重 “cbp_rate_Y” 和 “cbp_rate_CbCr，， cbp_rate_Y = 5_count_Ycbp_rate_CbCr = 9_count_CbCr在步骤S918中，上面的计算结果被组合以获得基于编码块图案信息的权重“cbp_ rate，，。艮口，cbp_rate = ((cbp_rate_Y << 1) +(cbp_rate_Y+cbp_rate_CbCr+(cbp_rate_CbCr >>1)) >> 1在如上所述那样根据格式计算出了基于编码块图案信息的权重“cbp_rate”之后， 在步骤S919中，量化比例乘以所生成的代码量的积CO被乘以权重“cbp_rate”。该乘法的 积为值Cl。在基于编码块图案信息的加权处理的第一操作示例中，由于需要改变针对亮度Y 以及针对色差Cb和Cr的速率，因此，所包括的计算是复杂的。性能较低的一些处理器可能 发现这些操作太繁重而不能恰当地完成。下面将描述简化加权处理的第二操作示例。图11是构成由作为第二操作示例的、实施例基于编码块图案信息执行的加权处 理(步骤S910)的步骤的流程图。在第二操作示例中，与在第一示例中一样，首先在步骤 S911中计算编码块计数。如果在步骤S912中发现变量“COimt_all”为“0”，即，如果发现宏块内不存在经编 码的块，则在步骤S923中基于编码块图案信息的权重“cbp_rate”被设为“1”。如果在步骤 S912中发现变量“C0Unt_all”不为“0”，则与在第一操作示例中一样，基于编码块图案信息 的权重“ cbp_rate，，根据采样频率速率的格式来设置。如果在步骤S914中发现格式为“4:2:0”，则在步骤S925中利用下面的式子来计算 基于编码块图案信息的权重“cbp_rate” cbp_rate = 8_count_all如果在步骤S916中发现格式为“4:2:2”，则在步骤S927中利用下面的式子来计算 基于编码块图案信息的权重“cbp_rate” cbp_rate = 10_count_all如果在步骤S916中发现格式为“4:4:4”，则在步骤S928中利用下面的式子来计算 基于编码块图案信息的权重“cbp_rate” cbp—rate = 13_count_all在如上所述那样根据格式计算出了基于编码块图案信息的权重“cbp_rate”之后， 在步骤S919中，量化比例乘以所生成的代码量的积CO被乘以权重“cbp_rate”。该乘法的 积为值Cl。如果这种简化方法被用来计算权重“cbp_rate”，则优选地，阈值“Det_thl”、 “Det_th2，，和“Det_th3，，以及边缘检测水平“ kh2，，、“ kh3，，和“ kh4，，被设置为故意引起过量 检测，并且从而维持一致性。[降噪处理的操作示例]图12是构成了由作为本发明第一实施例的译码设备100执行降噪处理的操作示例的步骤的流程图。在通过上述操作设置了参数之后，由蚊式噪声滤波器模块200来执行 用于减少蚊式噪声的处理。在步骤S991中，像素选择块210从周边像素寄存器220获取由 三行乘以三个像素构成的九个像素的数据，以及通过信号线179转发来的要处理的像素和 其周围的周边像素。所获取的像素被馈送给平滑处理块230和边缘检测块240。如果在步 骤S992中发现标志“打1切1~_(^乙打8”为“1”，则在步骤S995中，像素选择块250输出未经 平滑的像素数据(即，由像素选择块210选择的目标像素数据)。
如果在步骤S992中发现标志“filter_off_flg”为“0”，则在步骤S993中，边缘检 测块240执行边缘检测处理。如果在步骤S994中从要处理的像素数据中检测到了边缘，则 像素选择块250在步骤S995中以与当标志“filter_off_flg”为“1”时相同的方式输出未
经平滑的像素数据。如果在步骤S994中未从要处理的像素数据中检测到边缘，则平滑处理块230在步 骤S996中执行平滑处理。在步骤S997中，像素选择块250输出经平滑的像素数据。根据本发明的第一实施例，如上所述，基于包括编码块图案信息的译码信息生成 了蚊式噪声发生指示符C2。噪声发生指示符C2用来设置用于蚊式噪声滤波器块200的参 数。然后，根据宏块内的每个块的编码状态，可以调节由蚊式噪声滤波器块200执行的降噪 处理的强度。<2.第二实施例〉众所周知，如果压缩编码图像中存在大幅运动，则图像之间的相关性较低并且编 码效率恶化。通常，在具有大幅运动的图像中噪声的发生率较高。这是因为这种图像中的 代码量在编码时被减少，从而使得针对具有较大幅运动的这些图像的量化比例被设置得比 针对具有较小幅运动的图像的量化比例大。根据本发明的第二实施例，以提高蚊式噪声检 测精确度的方式来利用运动信息。如上参考图6所说明的，宏块包含关于运动向量的信息。从这种运动向量信息中， 确定水平预测、垂直预测、前方/后方预测以及双基(dualprime)预测中的一种，并且相应 地生成宏块中的运动量的绝对值。运动量的绝对值由蚊式噪声发生指示符生成块180或参 数设置块190生成，并由之后的块使用。电路结构可以与第一实施例的相同。运动量的绝 对值是所附权利要求中要求保护的运动信息的一个示例。[参数设置操作示例]图13是构成了作为本发明第二实施例的译码设备100设置参数的操作示例的步 骤的流程图。步骤S900至S902与上面参考图9描述的第一实施例的那些步骤相同。在蚊 式噪声发生指示符C2被获得之后，蚊式噪声发生指示符生成块180或参数设置块190考虑 到与运动量的绝对值Imv有关的比如说三个阈值“level 0”、“level 1”和“level 2”。假 设 level 0 < level 1 < level 2。如果在步骤S933中发现运动量的绝对值|mv|等于或小于阈值“ level 0”，则在步 骤S940中基于标准A来执行参数设置处理。如果在步骤S935中发现运动量的绝对值|mv 大于阈值“level 0”并且等于或小于阈值“level 1”，则在步骤S950中基于标准B来执行 参数设置处理。如果在步骤S937中发现运动量的绝对值|mv|大于阈值“level 1”并且等 于或小于阈值“level 2”，则在步骤S960中基于标准C来执行参数设置处理。如果在步骤 S937中发现运动量的绝对值|mv|大于阈值“level 2”，则在步骤S970中基于标准D来执行参数设置处理。S卩，运动量的绝对 值|mv|越大，就越强化由蚊式噪声滤波器模块200执行的降噪处理。图14至图17分别是构成作为操作示例的、由第二实施例基于标准A至D执行的 参数设置处理(图13中的步骤S940、S950、S960和S970)的流程图。除了阈值与参数之间 的关系以外，各个处理中所包括的具体步骤相同。因此，下面将以图14所示的参数设置处 理作为代表示例进行说明。在图14的步骤S943中，如果发现噪声发生指示符C2小于阈值Det_th01，则认为 实际上不存在蚊式噪声，并且在步骤S944中将标志“filter_off_flg”设为“1”，以表示不 需要平滑处理。这使得像素选择块250选择未经平滑处理块230处理的像素数据。如果在步骤S945中发现噪声发生指示符C2等于或大于阈值Det_th01并且小于 阈值Det_th02，则在步骤S946中将标志“f ilter_off_f lg”设为“0”以表示需要平滑处理。 此外，在步骤S946中，将边缘检测水平kh02和平滑系数k02设置为与步骤S948或S949中 所做的设置相比而言较低的值。如果在步骤S947中发现噪声发生指示符C2等于或大于阈值Det_th02并且小于 阈值Det_th03，则在步骤S948中将标志“f ilter_off_f lg”设为“0”。此外，在步骤S948 中，将边缘检测水平kh03和平滑系数k03设为大概在步骤S946和S949中所做的设置之间 的中等值。如果在步骤S947中发现噪声发生指示符C2等于或大于阈值Det_th03，则在步骤 S949中将标志“filter_off_flg”设为“0”。此外，在步骤S949中，将边缘检测水平kh04 和平滑系数k04设置为与步骤S946和S948中所做的设置相比而言较高的值。即，在标准A下，平滑系数被设置为使得噪声发生指示符C2越高，就越强化由蚊式 噪声滤波器块200执行的平滑处理。此外，噪声发生指示符C2越高，为边缘检测设置的水 平就越高。以这种方式，根据噪声发生指示符C2来执行用于减少蚊式噪声的处理。如果噪 声发生指示符C2极低，则平滑处理本身被抑制。在标准B下，平滑系数被设置为使得总体上，噪声发生指示符C2越高，就以甚至 比标准A下更强烈的方式来越强化由蚊式噪声滤波器块200执行的平滑处理。此外，在标 准B下，噪声发生指示符C2越高，为边缘检测设置的水平就越高。在标准C下，平滑系数被 设置为使得总体上，噪声发生指示符C2越高，就以比标准B下更强烈的方式来越强化由蚊 式噪声滤波器块200执行的平滑处理。此外，在标准C下，噪声发生指示符C2越高，为边缘 检测设置的水平就越高。在标准D下，平滑系数被设置为使得总体上，噪声发生指示符C2 越高，就以比标准C下更强烈的方式来越强化由蚊式噪声滤波器块200执行的平滑处理。此 夕卜，在标准D下，噪声发生指示符C2越高，为边缘检测设置的水平就越高。根据第二实施例，如上所述，通过将运动量的绝对值|mv|考虑在内来设置用于蚊 式噪声滤波器块200的参数。这使得能够根据与宏块内的每个块有关的运动量的绝对值和 编码状态来调节由蚊式噪声滤波器块200执行的降噪处理的强度。<3.变体〉上面讨论的本发明的第一和第二实施例仅仅是示例而非对本发明的限制。例如， 虽然对于上面的实施例将平滑系数和边缘检测水平都划分为三个值，但是被划分的值的数目可以按照需要变化。尽管对于上面的实施例将量化比例乘以所生成的代码量的积作为⑶，替代地，也 可以将量化比例或者所生成的代码量当作Co。尽管对于上面的实施例将通过图片类型来加 权值Cl而获得的值用作噪声发生指示符C2，替代地，也可以将未通过图片类型进行加权的 值Cl用作噪声发生指示符。虽然上面的第二实施例被示为利用运动量的绝对值作为运动信息，然而这并不是 对本发明的限制。替代地，平滑系数和边缘检测水平不仅可以根据运动量的绝对值变化而 且可以根据预测方向是在感兴趣的画面内(画面内)还是在画面之间(画面间)变化。上面的实施例是结合根据MPE G-2的使用示例来说明的。本发明还可以以类似的 方式来实现，只要与编码块图案信息相对应的译码信息可以在除MPEG-2以外的任何编码 方案下使用即可。上面的实施例是在强调消除蚊式噪声的情况下描述的。这种蚊式噪声通常产生在 图像中所包括的字幕或插播字符(telop character)的附近。换言之，如果实行上面结合 实施例讨论的用于检测蚊式噪声的技术，则可以将蚊式噪声发生指示符C2用作指示字幕 或插播字符的指示符，以便提取出包含这些字幕或插播字符的图像区域。为了实行这种特 征，可以基于译码信息中的运动信息以及量化噪声发生指示符来适当地调节针对字幕或插 播字符的标准。例如，可以通过运动信息中不存在任何运动量以及任何运动差异来标识固 定的字幕或插播字符。当在运动信息中发现水平运动量但是不存在运动的差异时，可以标 识出以恒定速度在画面上水平运动的插播字符。以恒定速度垂直滚动的字幕等可以通过运 动信息中垂直运动的存在而运动的差异不存在来被标识出。虽然字幕或插播字符区域中的 噪声可以通过上述用于蚊式噪声移除的技术来被去除，然而针对相同目的也可以构想出对 字幕或插播字符区域进行转码。即，利用结合本发明实施例讨论的技术，能够提取出包含字 幕或插播字符的区域并且对提取出的区域转码以获得更高的图像质量。上述实施例及其变体仅仅是可以实现本发明的示例。如从上面可清楚的，优选实 施例的描述中的实施例及其变体的细节基本上与所附权利要求中要求保护的发明主题相 对应。同样，所附权利要求中声称的发明主题基本上与优选实施例的描述中具有相同名称 的细节相对应。但是，这些实施例及其变体以及本发明的其它示例并不是对本发明的限制， 并且本领域技术人员应当明白，可以取决于设计要求和其它因素做出各种修改、组合、子组 合和变更，只要它们在所附权利要求及其等同物的范围之内即可。作为本发明实施例部分的上面讨论的步骤和处理序列可以被解释为用于执行这 些步骤和处理的方法、用于使得计算机执行这些方法的程序，或者存储这些程序的记录介 质。记录介质通常可以包括CD (致密盘)、MD(迷你盘)、DVD (数字通用盘)、存储卡或蓝光 盘(索尼公司的注册商标)。本申请包含与2009年11月11日向日本专利局提交的日本优先专利申请JP 2009-257603中所公开的主题有关的主题，该申请的全部内容通过引用结合于此。
权利要求
一种译码设备，包括译码信息获取块，被配置为以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息；译码块，被配置为基于所述译码信息将所述编码数据译码为经译码的数据；量化噪声滤波器块，被配置为对所述经译码的数据执行降噪处理以减少每宏块的预定量化噪声；量化噪声发生指示符生成块，被配置为基于所述译码信息生成噪声发生指示符，所述噪声发生指示符以反映构成所述宏块的各块的编码状态的方式指示所述预定量化噪声；以及参数设置块，被配置为基于所述噪声发生指示符设置用于所述量化噪声滤波器块的参数。
2.根据权利要求1所述的译码设备，其中，所述量化噪声发生指示符生成块利用在所 述译码信息中发现的并且指示所述各块是否被编码的编码块图案信息来生成所述噪声发 生指示符。
3.根据权利要求2所述的译码设备，其中，所述量化噪声发生指示符生成块从所述编 码块图案信息中获取所述宏块内的编码块的数目，并且基于所获取的所述编码块的数目来 生成所述噪声发生指示符。
4.根据权利要求2所述的译码设备，其中，所述量化噪声发生指示符生成块从所述编 码块图案信息中针对亮度分量和色差分量中的每种分量获取所述宏块内的编码块的数目， 并且基于针对亮度分量和色差分量中的每种分量的编码块的数目来生成所述噪声发生指 示符。
5.根据权利要求2所述的译码设备，其中，所述量化噪声发生指示符生成块通过利用 首先将在所述译码信息中发现的生成的代码量乘以量化比例，然后再基于所述编码块图案 信息对该乘法的积加权而获得的数来生成所述噪声发送指示符。
6.根据权利要求5所述的译码设备，其中，所述量化噪声发生指示符生成块通过利用 首先基于所述编码块图案信息对所述乘法的积加权并且再基于在所述译码信息中发现的 图片类型对经加权的积进行加权而获得的数来生成所述噪声发送指示符。
7.根据权利要求1所述的译码设备，其中，所述参数设置块以如下方式来设置参数所 述噪声发生指示符越大，则越强化由所述量化噪声滤波器块执行的所述降噪处理。
8.根据权利要求1所述的译码设备，还包括边缘检测块，被配置为检测包括在所述经译码的数据中的边缘图像， 其中，所述量化噪声滤波器块不对由所述边缘检测块从其检测到所述边缘图像的宏块 执行所述降噪处理。
9.根据权利要求1所述的译码设备，其中，所述参数设置块基于在所述译码信息中发 现的运动信息并且基于由所述量化噪声发生指示符生成块生成的所述噪声发送指示符来 设置参数。
10.根据权利要求9所述的译码设备，其中，所述参数设置块以如下方式来设置参数 由所述运动信息表示的运动越大，则越强化由所述量化噪声滤波器块执行的所述降噪处理。
11.根据权利要求1所述的译码设备，其中，所述预定量化噪声是蚊式噪声；并且 其中，所述量化噪声滤波器块执行作为所述降噪处理的平滑处理来减少所述蚊式噪声。
12.根据权利要求1所述的译码设备，其中，所述噪声发生指示符是指示图像中是存在 字幕还是存在插播字符的指示符；并且其中，所述量化噪声滤波器块执行作为所述降噪处理的平滑处理来减少存在所述字幕 或所述插播字符的图像区域中的噪声。
13.—种译码控制设备，包括译码信息获取块，被配置为用于以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码 fn息；量化噪声发生指示符生成块，被配置为基于所述译码信息生成噪声发生指示符，所述 噪声发生指示符以反映构成所述宏块的各块的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及参数生成块，被配置为基于所述噪声发生指示符生成在用于减少所述预定量化噪声的 降噪处理中使用的参数。
14.一种译码方法，包括以下步骤以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息； 基于所述译码信息将所述编码数据译码为经译码的数据；基于所述译码信息生成噪声发生指示符，所述噪声发生指示符以反映构成所述宏块的 各块的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及基于所述噪声发生指示符生成在用于减少所述预定量化噪声的降噪处理中使用的参 数；以及根据所述参数对每个宏块的经译码的数据执行所述降噪处理。
15.一种用于使得计算机执行过程的程序，所述过程包括以下步骤 以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息； 基于所述译码信息将所述编码数据译码为经译码的数据；基于所述译码信息生成噪声发生指示符，所述噪声发生指示符以反映构成所述宏块的 各块的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及基于所述噪声发生指示符生成在用于减少所述预定量化噪声的降噪处理中使用的参 数；以及根据所述参数对每个宏块的经译码的数据执行所述降噪处理。
16.一种译码设备，包括译码信息获取装置，用于以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息； 译码装置，用于基于所述译码信息将所述编码数据译码为经译码的数据； 量化噪声滤波器装置，用于对所述经译码的数据执行降噪处理以减少每宏块的预定量 化噪声；量化噪声发生指示符生成装置，用于基于所述译码信息生成噪声发生指示符，所述噪 声发生指示符以反映构成所述宏块的各块的编码状态的方式指示所述预定量化噪声；以及 参数设置装置，用于基于所述噪声发生指示符设置用于所述量化噪声滤波器装置的参
17. —种译码控制设备，包括译码信息获取装置，用于以宏块为单位从编码数据中获 取进行译码所需的译码信息；量化噪声发生指示符生成装置，用于基于所述译码信息生成噪声发生指示符，所述噪 声发生指示符以反映构成所述宏块的各块的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及参数生成装置，用于基于所述噪声发生指示符生成在用于减少所述预定量化噪声的降 噪处理中使用的参数。
全文摘要
本发明涉及译码设备、译码控制设备、译码方法和程序。译码设备包括译码信息获取块，以宏块为单位从编码数据中获取进行译码所需的译码信息；译码块，基于译码信息将编码数据译码为经译码的数据；量化噪声滤波器块，对经译码的数据执行降噪处理以减少每宏块的预定量化噪声；量化噪声发生指示符生成块，基于译码信息生成噪声发生指示符，噪声发生指示符以反映构成宏块的各块的编码状态的方式指示预定量化噪声；以及参数设置块，基于噪声发生指示符设置用于量化噪声滤波器块的参数。
文档编号H04N7/26GK101938649SQ20101021224
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年6月29日
发明者南本淳一 申请人:索尼公司