專利名稱：精確四線插值法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種隱藏由多條邊分隔并包含錯(cuò)誤值關(guān)聯(lián)點(diǎn)的表面內(nèi)的錯(cuò)誤的方法，包括從由要內(nèi)插到所述表面的邊上的點(diǎn)的正交方向上的投影定義的內(nèi)插點(diǎn)，為表面上至少一個(gè)點(diǎn)內(nèi)插新值的步驟，確定在要內(nèi)插的點(diǎn)與內(nèi)插點(diǎn)之間定義的一次距離的步驟。
這種隱藏方法見于Susanna Aign和Khaled Fazel在Proc.Globecom’95上第1778-1783頁所著文獻(xiàn)“Temporal and SpatialError Concealment Techniques for Hierarchical MPEG-2 VideoCodec”。在該文獻(xiàn)中給出的錯(cuò)誤隱藏方法建議從對應(yīng)于要內(nèi)插到錯(cuò)誤表面邊的點(diǎn)在正交方向上投影的內(nèi)插點(diǎn)值，內(nèi)插錯(cuò)誤值關(guān)聯(lián)點(diǎn)的新值。該新值是通過以要內(nèi)插的點(diǎn)和在投影方向與所述內(nèi)插點(diǎn)相對的內(nèi)插點(diǎn)之間的距離為權(quán)給每個(gè)內(nèi)插點(diǎn)的值加權(quán)獲得的。如果相對的內(nèi)插點(diǎn)不存在，則認(rèn)為該距離等于0。這種錯(cuò)誤隱藏方法使得有可能無需在錯(cuò)誤表面內(nèi)或在錯(cuò)誤表面邊上造成任何不連續(xù)就可以隱藏錯(cuò)誤。
本發(fā)明涉及以下考慮現(xiàn)有技術(shù)中給出的錯(cuò)誤隱藏方法建議以一種平等的方式給每個(gè)內(nèi)插點(diǎn)的值加權(quán)，而不管錯(cuò)誤表面是什么形狀。這樣，對應(yīng)于在錯(cuò)誤表面延伸最多的方向上投影的內(nèi)插點(diǎn)所加的權(quán)就比對應(yīng)于在其它方向投影的內(nèi)插點(diǎn)所加的權(quán)要大。這種特征導(dǎo)致質(zhì)量不佳的錯(cuò)誤隱藏。例如，當(dāng)錯(cuò)誤表面為圖象表面時(shí)，所獲得的隱藏在視覺上將是質(zhì)量不佳的。這種不佳的質(zhì)量是利用四線插值法隱藏錯(cuò)誤的方法的特征，如在所引用的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中公開的。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提高利用四線插值法的錯(cuò)誤隱藏的質(zhì)量。
事實(shí)上，根據(jù)本發(fā)明，根據(jù)前言段落的錯(cuò)誤隱藏方法的特征在于它包括計(jì)算在每個(gè)方向上一次距離的總和，所述總和稱為二次距離，還在于該內(nèi)插步驟能夠從根據(jù)各一次距離和二次距離加權(quán)的各點(diǎn)的值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值。
在各個(gè)方向上，要內(nèi)插的點(diǎn)和每個(gè)與要內(nèi)插到表面邊上的點(diǎn)的投影對應(yīng)的點(diǎn)之間的距離總和的計(jì)算使得有可能了解錯(cuò)誤表面的幾何形狀，然后考慮這種幾何形狀來對內(nèi)插點(diǎn)加權(quán)。這樣，對點(diǎn)加權(quán)的值就可以使彼此最接近的內(nèi)插點(diǎn)有較大的權(quán)。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法使得有可能在計(jì)算要內(nèi)插的點(diǎn)的新值的過程中重新平衡各不同點(diǎn)的權(quán)。
但是，當(dāng)表面一條邊上的兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間出現(xiàn)不連續(xù)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的方法通過在表面內(nèi)增加這兩個(gè)相鄰點(diǎn)的值在表面內(nèi)擴(kuò)大了這種不連續(xù)。這有可能導(dǎo)致錯(cuò)誤隱藏質(zhì)量的大幅度下降。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是減少表面內(nèi)不連續(xù)擴(kuò)大的現(xiàn)象。
在本發(fā)明一種有利的實(shí)施方案中，方法的特征在于內(nèi)插步驟能夠從位置靠近各內(nèi)插點(diǎn)和包括各內(nèi)插點(diǎn)的各點(diǎn)組的平均值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值，其中內(nèi)插點(diǎn)根據(jù)各一次距離和二次距離加權(quán)。
這種實(shí)施方案的目的是通過消除對應(yīng)于高頻的不連續(xù)來產(chǎn)生一種用于內(nèi)插點(diǎn)值的低通濾波器。
本發(fā)明可以在任何用于處理可能有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)的裝置中實(shí)現(xiàn)。因此，在其一種應(yīng)用中，本發(fā)明涉及一種用于解碼比特流的解碼器，其中比特流包括由一組點(diǎn)定義的數(shù)字圖象的編碼數(shù)據(jù)，其特征在于包括用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明方法的隱藏模塊的參數(shù)。
本發(fā)明還涉及一種用在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的解碼器中、由處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
下面參考附圖所示實(shí)施方案的實(shí)例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，但是，本發(fā)明不受附圖的限制。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的錯(cuò)誤隱藏方法的一種優(yōu)選實(shí)施例的功能圖，圖2是一種根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意性表示，圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一種實(shí)施方案的方法的運(yùn)行示意性說明，圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二種實(shí)施方案的方法的運(yùn)行示意性說明。
以下描述使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)并利用本發(fā)明。該描述是在專利申請及其必要條件的環(huán)境下提供的。各種優(yōu)選實(shí)施方案的可選方案對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，而且在此公開的本發(fā)明一般原理適用于其它實(shí)施方案。因此，不能認(rèn)為本發(fā)明只限于所述實(shí)施方案，而應(yīng)當(dāng)認(rèn)為有與以下描述的原理和特征一致的最寬范圍。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的一種功能圖。所述方法接收一個(gè)要內(nèi)插的點(diǎn)IP的坐標(biāo)及所述點(diǎn)的值V[IP]作為輸入。為了說明這種方法，圖3直觀地在表面S上給出了根據(jù)本發(fā)明方法的各個(gè)步驟。在圖3中，點(diǎn)IP位于錯(cuò)誤表面S中，對于該表面至少一個(gè)要內(nèi)插的點(diǎn)IP與錯(cuò)誤值關(guān)聯(lián)。所述值可以檢測為有錯(cuò)誤或不存在。特別地，對于數(shù)字圖象數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤，數(shù)據(jù)不存在可以觀察到。本發(fā)明的運(yùn)行只涉及被檢測為必須在事先不知道是否已經(jīng)有一個(gè)值與這些點(diǎn)關(guān)聯(lián)的情況下內(nèi)插的點(diǎn)。參考圖1，第一步PRO將要內(nèi)插的點(diǎn)IP在要內(nèi)插到錯(cuò)誤表面邊上的點(diǎn)的正交方向上投影。投影操作的每個(gè)結(jié)果點(diǎn)是內(nèi)插點(diǎn)LP、TP、RP、BP。這些點(diǎn)在圖3中說明。除了內(nèi)插點(diǎn)的位置，這些內(nèi)插點(diǎn)的知識使得可以知道這些點(diǎn)的值V[LP]、V[TP]、V[RP]、V[BP]。在步驟PDC中，這些內(nèi)插點(diǎn)的位置使得可以確定對于每個(gè)點(diǎn)LP、TP、RP、BP的一次距離LD、TD、RD、BD。對于各一次距離，如果相對的內(nèi)插點(diǎn)不存在，則認(rèn)為是0。各一次距離對應(yīng)于要內(nèi)插的點(diǎn)IP和內(nèi)插點(diǎn)之間的距離。然后，步驟SDC計(jì)算二次距離VS和HS，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，該距離是在每個(gè)方向上一次距離的總和。參考圖3，既說明了一次距離LD、TD、RD、BD，又說明了二次距離HS和VS。
所引用的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)建議只利用一次距離進(jìn)行權(quán)的計(jì)算。與每個(gè)內(nèi)插點(diǎn)關(guān)聯(lián)的權(quán)為W[LP]=RDLD+TD+RD+BD]]>W[TP]=BDLD+TD+RD+BD]]>W[RP]=LDLD+TD+RD+BD]]>W[BP]=TDLD+TD+RD+BD]]>對應(yīng)于在錯(cuò)誤表面延伸最多的方向上投影的內(nèi)插點(diǎn)所加的權(quán)比對應(yīng)于在其它方向投影的內(nèi)插點(diǎn)所加的權(quán)要大。這不能在一觀察到非方形表面就提供好的內(nèi)插，這將導(dǎo)致不佳質(zhì)量的錯(cuò)誤隱藏。
本發(fā)明通過觀察二次距離HS和VS來減少這些問題。因此，在步驟PCC中，該方法根據(jù)一次距離和二次距離來計(jì)算分配到每個(gè)內(nèi)插點(diǎn)值的權(quán)。當(dāng)二次距離HS大于二次距離VS時(shí)，這意味著內(nèi)插點(diǎn)TP和BP比點(diǎn)LP和RP更接近點(diǎn)IP，根據(jù)本發(fā)明，例如，對應(yīng)于點(diǎn)TP和BP的權(quán)增大，而對應(yīng)于點(diǎn)LP和RP的權(quán)保持不變。相反，當(dāng)二次距離VS大于二次距離HS時(shí)，根據(jù)本發(fā)明，對應(yīng)于LP和RP的權(quán)增大，而對應(yīng)于點(diǎn)TP和BP的權(quán)保持不變。根據(jù)距離HS和VS，權(quán)的改變量可以方便地計(jì)算。這樣，分配給內(nèi)插點(diǎn)的權(quán)可以是例如W[LP]=RD×VS2LD×VS2+TD×HS2+RD×VS2+BD×HS2]]>W[TP]=BD×HS2LD×VS2+TD×HS2+RD×VS2+BD×HS2]]>W[RP]=TD×VS2LD×VS2+TD×HS2+RD×VS2+BD×HS2]]>W[BP]=TD×HS2LD×VS2+TD×HS2+RD×VS2+BD×HS2]]>利用這種加權(quán)方法，離表面距離最小的內(nèi)插點(diǎn)的權(quán)增加，而離表面距離最大的內(nèi)插點(diǎn)的權(quán)減小。
這些權(quán)和內(nèi)插點(diǎn)的值V[LP]、V[TP]、V[RP]、V[BP]是內(nèi)插步驟INT的輸入，該步驟根據(jù)這些輸入數(shù)據(jù)計(jì)算新值V’[IP]。
計(jì)算如下V′[IP]＝W[LP]×V[LP]+W[TP]×V[TP]+W[RP]×V[RP]+W[BP]×V[BP]因此，一種根據(jù)本發(fā)明的方法使得有可能在計(jì)算要內(nèi)插點(diǎn)的新值V’[IP]的過程中可以重新平衡不同點(diǎn)的權(quán)。
但是，當(dāng)表面內(nèi)一條邊上的兩個(gè)相鄰點(diǎn)之間出現(xiàn)不連續(xù)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的方法通過在表面內(nèi)增加這兩個(gè)相鄰點(diǎn)的值在表面內(nèi)擴(kuò)大了這種不連續(xù)。這是因?yàn)楸砻鎯?nèi)一條邊上兩個(gè)相鄰的內(nèi)插點(diǎn)有大不相同的值，每個(gè)值都用作位于表面一條線上所有點(diǎn)的內(nèi)插。那么，這兩條相鄰的線將每條都有接近于對應(yīng)內(nèi)插點(diǎn)值的值。這將導(dǎo)致錯(cuò)誤隱藏質(zhì)量的大幅度下降。
因此，本發(fā)明的另一個(gè)目的就是減少表面中附加不連續(xù)擴(kuò)大的現(xiàn)象。
圖4示意性示出的本發(fā)明一種有利的實(shí)施方案中，內(nèi)插步驟INT能夠從位置靠近各內(nèi)插點(diǎn)和包括各內(nèi)插點(diǎn)的各點(diǎn)組的平均值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值，其中內(nèi)插點(diǎn)根據(jù)各一次距離和二次距離加權(quán)。參考圖4，它示出了一種具體的實(shí)施方案，靠近內(nèi)插點(diǎn)LP、TP、RP、BP的點(diǎn)用于估算要內(nèi)插的點(diǎn)IP的新值。在這個(gè)實(shí)例中，計(jì)算包括接近每個(gè)內(nèi)插點(diǎn)的兩個(gè)點(diǎn)及內(nèi)插點(diǎn)在內(nèi)的三個(gè)點(diǎn)的平均值。計(jì)算可以在將要內(nèi)插的點(diǎn)投影到表面邊上的步驟之后的一個(gè)具體步驟中執(zhí)行。然后，該平均值代替簡單值V[LP]、V[TP]、V[RP]、V[BP]用于內(nèi)插步驟。為了避免表面內(nèi)高頻的傳播，這種運(yùn)行方式等同于將一個(gè)低通濾波器應(yīng)用到內(nèi)插點(diǎn)。
圖2示意性地示出了一個(gè)解碼器DEC，用于解碼包括由一組值定義的點(diǎn)定義的數(shù)字圖象編碼數(shù)據(jù)DAT的比特流，其中實(shí)現(xiàn)了根據(jù)本發(fā)明的方法。數(shù)據(jù)可以通過任何已知的傳輸裝置接收并且可以包含錯(cuò)誤。所示解碼器包括視頻解碼模塊VDEC，它解碼有效數(shù)據(jù)DDAT并檢測壞數(shù)據(jù)CDAT。通常有效數(shù)據(jù)存儲在存儲器模塊MEM中。錯(cuò)誤隱藏模塊DISS連接到解碼模塊并接收壞數(shù)據(jù)CDAT。特別地，這些數(shù)據(jù)中有一些是通過根據(jù)本發(fā)明的錯(cuò)誤隱藏方法隱藏的。這樣，隱藏模塊DISS包括能夠確定內(nèi)插點(diǎn)及其相應(yīng)值的投影模塊PRO。然后，為了將它們作為計(jì)算內(nèi)插點(diǎn)不同值加權(quán)的模塊PCC的輸入發(fā)送，模塊PDC和SDC根據(jù)以上提出的計(jì)算方法計(jì)算原始和二次距離。新值的內(nèi)插是在內(nèi)插模塊INT中執(zhí)行的。然后，點(diǎn)的新值V’[IP]就存儲在存儲器模塊中，從而可以用于重構(gòu)的圖象IM。
給出的用于執(zhí)行在根據(jù)本發(fā)明方法步驟中給出功能的模塊可以作為附加應(yīng)用集成在傳統(tǒng)的解碼器中，或者用在連接到用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明功能的傳統(tǒng)解碼器的獨(dú)立錯(cuò)誤隱藏模塊中。
有很多種通過本領(lǐng)域技術(shù)人員可以獲得的軟件和/或硬件裝置實(shí)現(xiàn)在根據(jù)本發(fā)明方法步驟中給出功能的方式。這就是附圖為示意圖的原因。因此，盡管附圖示為不同的功能由不同的單元執(zhí)行，但這并不排除單個(gè)軟件和/或硬件裝置執(zhí)行多種功能的可能。這也不排除軟件和/或硬件裝置的組合執(zhí)行一種功能的可能。
盡管已經(jīng)根據(jù)給出的實(shí)施方案對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將馬上認(rèn)識到存在給出實(shí)施方案的變體，而且這種變體仍然在本發(fā)明的主旨和范圍之內(nèi)。因此，在不背離由以下權(quán)利要求定義的主旨和范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行很多修改。
權(quán)利要求
1.一種方法，用于在數(shù)字圖象上并包含錯(cuò)誤值關(guān)聯(lián)點(diǎn)的由多條邊分隔的表面中的自動錯(cuò)誤隱藏，包括從由在要內(nèi)插到所述表面的邊上的點(diǎn)的正交方向上的投影定義的內(nèi)插點(diǎn)，為表面上至少一個(gè)點(diǎn)內(nèi)插新值的步驟，確定在要內(nèi)插的點(diǎn)與內(nèi)插點(diǎn)之間定義的一次距離的步驟，其特征在于它包括計(jì)算每個(gè)方向上一次距離總和的步驟，所述總和稱為二次距離，還在于該內(nèi)插步驟能夠從根據(jù)各一次距離和二次距離加權(quán)的各點(diǎn)的值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值。
2.權(quán)利要求1中所述的隱藏方法，特征在于所述內(nèi)插步驟能夠從位置靠近各內(nèi)插點(diǎn)和包括各內(nèi)插點(diǎn)的各點(diǎn)組的平均值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值，其中內(nèi)插點(diǎn)根據(jù)各一次距離和二次距離加權(quán)。
3.一種用于解碼包括由一組點(diǎn)定義的數(shù)字圖象編碼數(shù)據(jù)的比特流的解碼器，這些點(diǎn)與值關(guān)聯(lián)，其中所述比特流可以包括由于數(shù)字圖象上的由多條邊分隔的表面的存在而產(chǎn)生的錯(cuò)誤，所述圖象包括錯(cuò)誤值關(guān)聯(lián)點(diǎn)，所述解碼器包括在數(shù)字圖象上的由多條邊分隔的表面中的錯(cuò)誤隱藏模塊，所述隱藏模塊包括從由在要內(nèi)插到所述表面的邊上的點(diǎn)的正交方向上的投影定義的內(nèi)插點(diǎn)，為表面上至少一個(gè)點(diǎn)內(nèi)插新值的步驟，確定在要內(nèi)插的點(diǎn)與內(nèi)插點(diǎn)之間定義的一次距離的步驟，特征在于它包括計(jì)算每個(gè)方向上一次距離總和的計(jì)算裝置，所述總和稱為二次距離，還在于該內(nèi)插裝置適于從分別作為各一次距離和二次距離函數(shù)進(jìn)行加權(quán)的各點(diǎn)的值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值。
4.權(quán)利要求3中所述的解碼器，特征在于所述內(nèi)插裝置能夠從位置靠近各內(nèi)插點(diǎn)并包括各內(nèi)插點(diǎn)的的各點(diǎn)組的平均值確定要內(nèi)插的點(diǎn)的新值，其中所述內(nèi)插點(diǎn)分別作為各一次距離和二次距離的函數(shù)進(jìn)行加權(quán)。
5.一種在解碼器中實(shí)現(xiàn)、由處理器執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，特征在于該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括一組用于執(zhí)行在權(quán)利要求1和2之一中所述錯(cuò)誤隱藏方法步驟的指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在由邊定界并包含錯(cuò)誤值V[IP]關(guān)聯(lián)點(diǎn)IP的表面內(nèi)隱藏錯(cuò)誤的方法，包括根據(jù)在投影步驟PRO中通過在內(nèi)插到表面邊上的點(diǎn)IP的正交方向上投影定義的內(nèi)插點(diǎn)TP、RP、BP、LP，為表面上至少一個(gè)點(diǎn)IP內(nèi)插新值V’[IP]的內(nèi)插步驟I NT，確定在要內(nèi)插的點(diǎn)IP與內(nèi)插點(diǎn)TP、RP、BP、LP之間定義的一次距離TD、RD、BD、LD的步驟PDC，計(jì)算每個(gè)方向上一次距離總和的步驟SDC，所述總和稱為二次距離VS、HS。根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)插步驟INT能夠通過在步驟PCC中根據(jù)各一次距離和二次距離加權(quán)W[TP]、W[RP]、W[BP]、W[LP]的各內(nèi)插點(diǎn)TP、RP、BP、LP的值V[TP]、V[RP]、V[BP]V[LP]來確定要內(nèi)插的點(diǎn)IP的新值V’[IP]。應(yīng)用錯(cuò)誤隱藏(MPEG圖象等)。
文檔編號H04N7/26GK1636402SQ02801752
公開日2005年7月6日 申請日期2002年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月22日
發(fā)明者S·E·瓦倫特 申請人:皇家菲利浦電子有限公司