專利名稱：對畫面進(jìn)行無損直流分量編碼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
與本發(fā)明一致的設(shè)備和方法一般涉及一種壓縮運(yùn)動畫面和靜止畫面的方法，更具體地講，涉及一種用于對畫面的直流(DC)分量進(jìn)行無損壓縮和解壓縮的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著比如互聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)的發(fā)展，圖像、文本和語音通信正在增加?，F(xiàn)有的基于文本的通信方法不足以滿足用戶的需要，因此，能夠提供比如文本、畫面和音樂的各種類型的信息的多媒體服務(wù)正在增加。由于多媒體數(shù)據(jù)量龐大，因此，在傳輸時需要大容量的存儲介質(zhì)和寬帶寬。例如，具有640×480分辨率的24比特的真彩色圖像一幀需要640×480×24比特；換句話說，大約需要7.37M比特的存儲空間。當(dāng)數(shù)據(jù)以每秒30幀的速率傳輸時，221M比特/秒的帶寬是必須的。為存儲90分鐘的電影，需要大約1200G比特的存儲容量。因此，需要壓縮編碼以傳輸多媒體數(shù)據(jù)。
壓縮數(shù)據(jù)的基本原則是去除冗余數(shù)據(jù)。壓縮數(shù)據(jù)可通過去除空間冗余、通過去除時間冗余或通過去除心理或視覺冗余來進(jìn)行，所述空間冗余比如是圖像中相同顏色或物體的重復(fù)，所述時間冗余是比如運(yùn)動畫面幀的鄰近幀改變很小的情況或相同的聲音連續(xù)重復(fù)的情況，所述心理和視覺冗余考慮人對高頻變化的不敏感?？煞謩e根據(jù)是否發(fā)生源數(shù)據(jù)的損失、是否對其他幀執(zhí)行壓縮以及對于壓縮和解壓縮是否需要相同時間而將數(shù)據(jù)壓縮分為有損壓縮和無損壓縮、幀內(nèi)壓縮和幀間壓縮、對稱壓縮和非對稱壓縮。另外，壓縮和解壓縮所需要的延遲時間不超過50ms的情況對應(yīng)于實(shí)時壓縮，幀分辨率改變的情況對應(yīng)于可分級壓縮(scalable compression)。無損壓縮用于文本數(shù)據(jù)、醫(yī)療數(shù)據(jù)等，有損壓縮主要用于多媒體數(shù)據(jù)。同時，幀間壓縮用于去除空間冗余，幀內(nèi)壓縮用于去除時間冗余。
去除空間冗余最常使用的方法是離散余弦變換(下文中簡稱“DCT”)。所述DCT包括通過將輸入圖像從空間域轉(zhuǎn)換到頻域而產(chǎn)生DCT系數(shù)的處理。其后，在經(jīng)過量化處理的同時，產(chǎn)生的DCT系數(shù)以有損方式被編碼。
然而，當(dāng)使用以上描述的傳統(tǒng)的圖像編碼方法時，出現(xiàn)的問題在于由信息的損失引起了不希望的塊偽象效應(yīng)，所述信息損失在對有損編碼的結(jié)果進(jìn)行去量化的解碼的處理中發(fā)生。這樣眾所周知的塊偽象效應(yīng)是指這樣的一種現(xiàn)象，在該現(xiàn)象中，由于解碼的圖像的單元塊之間微小的亮度差而使塊之間的邊界明顯。這是一種由以塊為基礎(chǔ)執(zhí)行DCT和量化處理而產(chǎn)生的細(xì)小地劃分的塊對用戶可見的現(xiàn)象，這樣的塊效應(yīng)發(fā)生的主要原因是因?yàn)樵贒CT系數(shù)經(jīng)過量化和去量化的同時部分DC分量損失。塊偽象效應(yīng)使畫面的視覺品質(zhì)降低；具體地講，使畫面的主觀品質(zhì)降低。
為了克服這些問題，本發(fā)明提出了一種在對畫面執(zhí)行DCT之前執(zhí)行級移的方法。然而，關(guān)于級移，題目為“Image Data DC Components-DifferrentialPulse Code Modulation System”的第162201號韓國專利也公開了一種在執(zhí)行DCT之前將圖像像素級統(tǒng)一下移128的技術(shù)。
第162201號韓國專利的操作處理簡要地描述如下。首先，圖像編碼處理包括以8×8塊為基礎(chǔ)劃分將被編碼的圖像并輸入劃分的圖像的步驟、將各個塊的像素級降低128(即，減去)的步驟、對塊執(zhí)行DCT隨后執(zhí)行量化的步驟、和以預(yù)定的順序執(zhí)行Z字形掃描隨后執(zhí)行可變長編碼的步驟，從而產(chǎn)生比特流。
同時，與編碼處理相應(yīng)的解碼處理包括對輸入的比特流執(zhí)行逆可變長編碼的步驟、以掃描方式順序地執(zhí)行去量化和逆離散余弦變換(IDCT)的步驟、將IDCT產(chǎn)生的全部系數(shù)的級增加128(即，加上)的步驟、和排列產(chǎn)生的8×8塊并重構(gòu)圖像的步驟。
盡管該專利將輸入的像素級統(tǒng)一下移128并隨后在DCT之后執(zhí)行量化，從而增加了編碼效率，但是問題在于由DC分量的部分損失引起了畫面品質(zhì)降低，所以它是有問題的，并且塊偽象效應(yīng)依然發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明緊記現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的以上問題，本發(fā)明的一方面提供了一種這樣的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備在靜止畫面和/或運(yùn)動畫面的壓縮中在執(zhí)行DCT之前執(zhí)行適當(dāng)?shù)募壱?，從而對DC分量進(jìn)行無損編碼和解碼。
此外，本發(fā)明的另一方面提供了一種通過減小塊偽象效應(yīng)來改善畫面的視覺品質(zhì)的方法和設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述方面，本發(fā)明提供了一種對運(yùn)動畫面和/或靜止畫面進(jìn)行編碼的方法，所述方法涉及將單個幀劃分為多個塊并且對這些塊進(jìn)行編碼，包括計(jì)算構(gòu)成塊的像素的平均值；將所述像素的值下移所述計(jì)算的平均值；對下移的像素執(zhí)行有損編碼；和對有損編碼的結(jié)果和計(jì)算的平均值執(zhí)行無損編碼。
另外，本發(fā)明提供了一種對運(yùn)動畫面或靜止畫面進(jìn)行解碼的方法，所述方法包括從輸入的比特流提取構(gòu)成幀的每個預(yù)定塊的像素的值的塊平均值和所述塊的文本數(shù)據(jù)；對提取的文本數(shù)據(jù)執(zhí)行有損解碼；基于所述塊平均值上移有損解碼的結(jié)果；和通過結(jié)合根據(jù)上移的結(jié)果而重建的塊來重建幀。
另外，本發(fā)明提供了一種對運(yùn)動畫面和/或靜止畫面進(jìn)行編碼的設(shè)備，所述編碼涉及將單個幀劃分為多個塊并且對這些塊進(jìn)行編碼，所述設(shè)備包括計(jì)算構(gòu)成每個塊的像素的值的平均值的單元；將所述像素的值下移所述計(jì)算的平均值的單元；對下移的像素的值執(zhí)行有損編碼的單元；和對有損編碼的結(jié)果和計(jì)算的平均值執(zhí)行無損編碼的單元。
另外，本發(fā)明提供了一種用于對運(yùn)動畫面和/或靜止畫面進(jìn)行解碼的設(shè)備。所述設(shè)備包括從輸入的比特流提取構(gòu)成幀的每個預(yù)定塊的像素的值的平均值和所述塊的文本數(shù)據(jù)的單元；對提取的文本數(shù)據(jù)執(zhí)行有損解碼的單元；基于所述平均值上移有損解碼的結(jié)果的單元；和通過結(jié)合作為上移的結(jié)果的已經(jīng)被重建的塊來重建幀的單元。


通過下面結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的以上和其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將被更清楚地理解，其中圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的運(yùn)動畫面編碼器的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示以塊為基礎(chǔ)劃分殘余幀(residual frame)示例的示圖；圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的靜止畫面編碼器的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的與圖1的運(yùn)動畫面編碼器相應(yīng)的運(yùn)動畫面解碼器的結(jié)構(gòu)的方框圖；
圖5是顯示從重建的殘余塊(residual block)重建殘余幀的示例的方框圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的顯示與圖3的靜止畫面編碼器相應(yīng)的靜止畫面解碼器的結(jié)構(gòu)的方框圖；圖7A是顯示輸入到DCT的畫面塊的示例的示圖；圖7B是顯示量化表的示例的示圖；圖8A到圖8C是表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)圖7A的塊逐步轉(zhuǎn)換的處理的示圖；和圖9A到圖9C是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的圖7A的塊逐步轉(zhuǎn)換的處理的示圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過參照附圖對本發(fā)明示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)地描述。
結(jié)合附圖，參照隨后將詳細(xì)描述的示例性實(shí)施例，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征以及實(shí)現(xiàn)它們的方法將會清楚。然而，本發(fā)明并不限于下面公開的示例性實(shí)施例，而是可以以各種形式實(shí)現(xiàn)。本示例性實(shí)施例僅使本發(fā)明的公開更完整，并且提供它們來告知本領(lǐng)域的技術(shù)人員本發(fā)明的范圍。本發(fā)明僅由權(quán)利要求限定。貫穿附圖，相同的標(biāo)號被用于指定相同或相似的部件。
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的運(yùn)動畫面編碼器100的結(jié)構(gòu)的方框圖。所述運(yùn)動畫面編碼器100可包括采樣單元101、塊分割單元110、下移單元120、DCT單元130、量化單元140、熵編碼單元150、運(yùn)動估計(jì)單元180、和運(yùn)動補(bǔ)償單元190。此外，運(yùn)動畫面編碼器100可還包括去量化單元160和IDCT單元170以執(zhí)行閉環(huán)編碼。
采樣單元101對輸入的運(yùn)動畫面執(zhí)行空間采樣和時間采樣。空間采樣指以像素為基礎(chǔ)對運(yùn)動畫面(模擬信號)進(jìn)行采樣并產(chǎn)生幀，其中每一幀包括預(yù)定數(shù)目的像素；時間采樣指根據(jù)預(yù)定的幀速率產(chǎn)生幀。通過采樣單元101執(zhí)行這兩種采樣，隨后下面的任務(wù)以幀為基礎(chǔ)執(zhí)行。
運(yùn)動估計(jì)單元180基于預(yù)定的參考幀執(zhí)行當(dāng)前幀的運(yùn)動估計(jì)并獲得運(yùn)動矢量。塊匹配算法被廣泛用于運(yùn)動估計(jì)。即，既定運(yùn)動塊的位移被估計(jì)為運(yùn)動矢量，其中，在所述運(yùn)動塊以像素為基礎(chǔ)在參考幀的特定搜索區(qū)域內(nèi)移動時誤差最小。具有固定大小的運(yùn)動塊可被用于執(zhí)行運(yùn)動估計(jì)。此外，基于分級可變大小塊匹配(HVSBM)使用具有可變大小的運(yùn)動塊可執(zhí)行所述的運(yùn)動估計(jì)。運(yùn)動估計(jì)單元180將作為運(yùn)動估計(jì)的結(jié)果而獲得的運(yùn)動數(shù)據(jù)發(fā)送到熵編碼單元150。所述運(yùn)動數(shù)據(jù)包括一個或多個運(yùn)動矢量，可還包括關(guān)于運(yùn)動塊大小和參考幀數(shù)目的信息。
運(yùn)動補(bǔ)償單元190減少輸入的視頻幀的時間冗余。在這種情況下，運(yùn)動補(bǔ)償單元190使用運(yùn)動估計(jì)單元180計(jì)算出的運(yùn)動矢量對參考幀執(zhí)行運(yùn)動補(bǔ)償，從而對當(dāng)前幀產(chǎn)生時間上預(yù)測的幀。
減法器105從當(dāng)前幀減去所述時間上預(yù)測的幀，從而去除當(dāng)前幀的時間冗余并產(chǎn)生殘余幀。
塊分割單元110將從減法器105輸出的信號，即殘余幀，劃分為每個具有預(yù)定大小的多個塊(殘余塊)。塊的大小變?yōu)橄旅娴腄CT的單元，根據(jù)DCT單元每個塊具有4×4像素大小或8×8像素大小。這僅為一個示例，塊可根據(jù)DCT單元而有不同的大小。為便于描述，每個塊具有8×8像素大小從而8×8DCT稍后被執(zhí)行的情況將被描述。殘余幀以塊為基礎(chǔ)被塊分割單元110劃分的示例如圖2中所示。
當(dāng)下移單元120從塊分割單元110接收當(dāng)前塊(包括在當(dāng)前幀中的塊的任何一個)時，它獲得構(gòu)成當(dāng)前塊的像素的值的平均值(下文中稱作“塊平均值”)，并將這些像素的值下移該塊平均值。即，從這些像素的每個的值減去該塊平均值。
塊平均值M可通過使用下面的等式1而獲得。在這種情況下，N是當(dāng)前塊的大小(當(dāng)當(dāng)前塊的大小是8×8時，N＝8)，Aij指當(dāng)前塊的像素值。
M=1N2Σi=0N-1Σj=0N-1Aij---(1)]]>其后，作為下移的結(jié)果而產(chǎn)生的修改的像素值Xij可使用下面的等式2來計(jì)算。
Xij＝Aij-M (2)在本發(fā)明中，當(dāng)將當(dāng)前塊的像素值下移塊平均值然后執(zhí)行DCT時，作為結(jié)果而獲得的DC分量為0。同時，從下移單元120獲得的塊平均值被傳送到熵編碼單元150并隨后被無損失地編碼。
同時，在經(jīng)過DCT單元130和量化單元140的同時下移的像素值以有損的方式被編碼。
更具體地講，DCT單元130使用下面的等式3對下移的塊執(zhí)行DCT，從而產(chǎn)生DCT系數(shù)。DCT是通常用于去除空間冗余的技術(shù)，它是將輸入的像素值轉(zhuǎn)換為頻域中的值的處理。
在等式3中，Yxy指通過執(zhí)行DCT產(chǎn)生的系數(shù)(下文中稱作“DCT系數(shù).”)，Xij指輸入到DCT單元130的修改的像素值，N指DCT轉(zhuǎn)換單元。當(dāng)殘余幀被塊分割單元110劃分為每個具有8×8像素大小的塊時，N＝8。
Yxy=CxCyΣi=0N-1Σj=0N-1Xijcos(2j+1)yπ2Ncos(2i+1)xπ2N;---(3)]]>其中Ck=1N(k=0)]]>和Ck=2N(k>0).]]>量化單元140對DCT系數(shù)進(jìn)行量化以產(chǎn)生量化系數(shù)。然而，由于下移處理，DC分量將是0，從而即使將執(zhí)行量化處理，也不會發(fā)生DC分量的損失。
在這種情況下，所述量化指以預(yù)定的間隔對表示為任意實(shí)數(shù)的轉(zhuǎn)換系數(shù)，即DCT系數(shù)，進(jìn)行劃分并將該劃分的系數(shù)表示為離散值的處理。盡管標(biāo)量量化方法和矢量量化方法是眾所周知的，但是標(biāo)量量化方法作為示例被描述。
在標(biāo)量量化方法中，作為量化的結(jié)果而產(chǎn)生的系數(shù)Qxy(下文中，稱作“量化系數(shù)”)可使用下面的等式4而獲得，其中，round(...)指圓整函數(shù)，Sxy指步長。所述步長基于N×N(在本示例中，指8×8)量化表來確定。由JPEG和MPEG標(biāo)準(zhǔn)提供的量化表可被用作所述量化表，但是所述量化表并不必要限于這些。
Qxy=round(YxySxy)---(4)]]>其中，x＝0，...，N-1，y＝0，...，N-1。
熵編碼單元150對產(chǎn)生的量化系數(shù)、運(yùn)動估計(jì)單元180提供的運(yùn)動數(shù)據(jù)、從下移單元120傳送的決平均值進(jìn)行無損編碼，從而產(chǎn)生比特流。作為無損編碼方法，比如算術(shù)編碼、可變長編碼和哈夫曼編碼的各種方法可被使用。
在為了減少在編碼器和解碼器之間產(chǎn)生的漂移誤差(drifting error)而支持閉環(huán)編碼的情況下，所述運(yùn)動畫面編碼器100可還包括去量化單元160和IDCT單元170。
去量化單元160對量化單元140產(chǎn)生的量化的系數(shù)執(zhí)行去量化(量化處理的逆處理)。此外，IDCT單元170對去量化的結(jié)果執(zhí)行IDCT并向加法器115提供該結(jié)果。
所述加法器115將IDCT的結(jié)果加到從運(yùn)動補(bǔ)償單元190提供的前一幀(存儲在沒有示出的幀緩沖器中)，重構(gòu)視頻幀，并將重構(gòu)的視頻幀作為參考幀提供給運(yùn)動估計(jì)單元180。
同時，本發(fā)明可被用于靜止畫面的編碼以及運(yùn)動畫面的編碼。圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的靜止畫面編碼器200的結(jié)構(gòu)的方框圖。所述靜止畫面編碼器200可包括采樣單元201、塊分割單元210、下移單元220、DCT單元230、量化單元240、和熵編碼單元250。
在對靜止畫面進(jìn)行編碼時，與時間冗余有關(guān)的去除的操作是不必要的。因此，運(yùn)動補(bǔ)償單元190和運(yùn)動估計(jì)單元180是不必要的，用于閉環(huán)編碼的去量化單元160和IDCT單元170也是不必要的。因此，靜止畫面編碼器200具有比圖1的結(jié)構(gòu)簡單的結(jié)構(gòu)。由于采樣單元201、塊分割單元210、下移單元220、DCT單元230、量化單元240、和熵編碼單元250的操作與圖1中相同，所以省略其描述。
采樣單元201僅對輸入的靜止畫面執(zhí)行空間采樣，并且產(chǎn)生幀；與圖1的采樣單元101不同，不需要執(zhí)行時間上的采樣處理。此外，熵編碼單元250對量化單元240產(chǎn)生的量化系數(shù)和從下移單元220傳送的塊平均值進(jìn)行無損編碼，但是由于運(yùn)動數(shù)據(jù)不存在，熵編碼單元250不對運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。
圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的與圖1的運(yùn)動畫面編碼器相應(yīng)的運(yùn)動畫面解碼器300的結(jié)構(gòu)的方框圖。所述運(yùn)動畫面解碼器300可包括熵解碼單元310、去量化單元320、IDCT單元330、上移單元340、塊重建單元350和運(yùn)動補(bǔ)償單元360。
熵解碼單元310與熵編碼方式相反執(zhí)行無損解碼，并對各個塊提取運(yùn)動數(shù)據(jù)、塊平均值和文本數(shù)據(jù)。文本數(shù)據(jù)被提供到去量化單元320，運(yùn)動數(shù)據(jù)被提供到運(yùn)動補(bǔ)償單元360，塊平均值被提供到上移單元340。
同時，在經(jīng)過去量化單元320和IDCT單元330的同時提取的文本數(shù)據(jù)以有損的方式被解碼。
更具體地講，去量化單元320對從熵解碼單元310傳送的文本數(shù)據(jù)進(jìn)行去量化。根據(jù)本發(fā)明，DC分量是0，并且即使在去量化處理中也不改變，從而DC分量的損失不會發(fā)生。
去量化處理使用與運(yùn)動畫面編碼器100中的量化表相同的量化表。作為去量化的結(jié)果產(chǎn)生的系數(shù)Y’xy可使用下面的等式5來計(jì)算。等式5中計(jì)算的Y’xy不同于Yxy。這是因?yàn)槭褂脠A整函數(shù)的有損編碼已在等式4中被使用。
Yxy′＝Qxy×Sxy(5)IDCT單元330對去量化的結(jié)果執(zhí)行IDCT。所述IDCT結(jié)果X’xy可通過例如下面的等式6來計(jì)算。
Xij′=Σx=0N-1Σy=0N-1CxCyYxy′cos(2j+1)yπ2Ncos(2i+1)xπ2N---(6)]]>上移單元340將IDCT的結(jié)果上移從熵解碼單元310提供的塊平均值。上移結(jié)果A’ij可使用下面的等式7來計(jì)算，其中，A’ij指重建的殘余塊的各個像素值。
Aij′＝Xij′+M (6)塊重建單元350根據(jù)等式7通過將重建的殘余塊結(jié)合來重建殘余幀。在運(yùn)動畫面編碼器100中如圖2中所示劃分塊的情況下，塊重建單元350根據(jù)所述分割從重建的殘余塊(B1’到B12’)重建殘余幀的示例如圖5中所示。
運(yùn)動補(bǔ)償單元360使用從熵解碼單元310提供的運(yùn)動數(shù)據(jù)從預(yù)先重建的視頻幀產(chǎn)生運(yùn)動補(bǔ)償幀。此后，相加單元305將塊重建單元350重建的殘余幀加到從運(yùn)動補(bǔ)償單元360提供的運(yùn)動補(bǔ)償幀，以便運(yùn)動畫面被重建。運(yùn)動補(bǔ)償單元360和相加單元305中的操作僅應(yīng)用于當(dāng)前幀通過運(yùn)動畫面編碼單元100的時間預(yù)測處理而被編碼的情況。
圖6是顯示根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的與圖3的靜止畫面編碼器相應(yīng)的靜止畫面解碼器的結(jié)構(gòu)的方框圖。所述靜止畫面解碼器400可包括熵解碼單元410、去量化單元420、IDCT單元430、上移單元440和塊重建單元450。在靜止畫面解碼器400中，因?yàn)榕c時間冗余相關(guān)的操作是不必要的，并且也沒有使用運(yùn)動數(shù)據(jù)，所以不使用運(yùn)動補(bǔ)償單元360和相加單元305。圖6的結(jié)構(gòu)與圖4的結(jié)構(gòu)相同，其描述已被省略。
圖1、圖3、圖4和圖6的各個部件可指比如現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或?qū)Ｓ眉呻娐?ASIC)的軟件和硬件。所述部件可被構(gòu)造為存在于可尋址的存儲介質(zhì)中，或者被構(gòu)造以再現(xiàn)一個或多個處理。在所述部件內(nèi)提供的功能可由多個再分的部件實(shí)現(xiàn)，或者所述部件的集合體可實(shí)現(xiàn)為單個執(zhí)行特定功能的部件。
韓國第162201號專利和本發(fā)明之間的比較可通過特定的示例(下面所述)來進(jìn)行。為此，假定存在具有如圖7A所示的像素值A(chǔ)ij的塊(塊平均值M＝76.5)，使用如圖7B中所示的量化表。
圖8A到8C表示在預(yù)先假設(shè)的條件下根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)逐步轉(zhuǎn)換的塊的分量。當(dāng)圖7A中所示的塊中的值被下移-128隨后被轉(zhuǎn)換時，結(jié)果在圖8A中顯示。位于左上角的分量指示DC值為-412。此后，使用等式4和圖7B中所示的量化表對圖8A中顯示的DCT系數(shù)進(jìn)行量化，結(jié)果在圖8B中顯示。此后，當(dāng)使用等式5和所述量化表對圖8B的值進(jìn)行去量化時，結(jié)果顯示在圖8C中。在這種情況下，在所述去量化塊中的DC值是-400，從而，存在誤差12(相對于-412)。當(dāng)圖8C中所示的值被IDCT轉(zhuǎn)換并且計(jì)算平均值時，獲得平均值78.0。因此，相對于原來的塊平均值存在大約1.5的誤差。
圖9A到圖9C是表示在相同的如上描述的假設(shè)的情況下根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例逐步轉(zhuǎn)換的塊的分量的示圖。顯示在圖7A中的塊中的值被下移塊平均值76.5并隨后通過DCT轉(zhuǎn)換。結(jié)果在圖9A中顯示，在圖9A中可看到所述DC分量是0。此后，當(dāng)使用等式4和圖7B中所示的量化表來對圖9A中所示的DCT系數(shù)進(jìn)行量化時，結(jié)果在圖9B中顯示。相反，當(dāng)圖9B中的值使用所示的量化表通過等式5被去量化時，結(jié)果在圖9C中顯示。如上所述，按照本發(fā)明，即使在執(zhí)行量化和去量化處理時，所述DC值也不變。這是因?yàn)楫?dāng)數(shù)“0”與任何值相乘或被任何值除時，數(shù)“0”不變。當(dāng)圖9C中所示的去量化結(jié)果被IDCT轉(zhuǎn)換并被上移塊平均值時，所得到的塊平均值與原來的塊的平均值76.5相同。
從本發(fā)明的上述特征，當(dāng)在編碼器和解碼器中執(zhí)行某些處理時，每一塊的DC值和平均值保持不變。
按照本發(fā)明，當(dāng)圖像被解碼時，DC分量被無損地重建，從而改善了圖像的視覺品質(zhì)。
此外，按照本發(fā)明，可減小DCT和量化處理的塊偽象效應(yīng)。
盡管本發(fā)明的示例性實(shí)施例已經(jīng)為說明目的被公開，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到在不脫離本發(fā)明的技術(shù)精神或其實(shí)質(zhì)特性的情況下，本發(fā)明可以以各種形式實(shí)現(xiàn)。因此，應(yīng)該理解，上述示例性實(shí)施例是解釋性而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種對運(yùn)動畫面和靜止畫面中的至少一個進(jìn)行編碼的方法，所述方法涉及將單個幀劃分為多個塊并且對這些塊進(jìn)行編碼，包括(a)計(jì)算構(gòu)成所述塊的每個的像素的值的平均值；(b)將所述像素的值下移所述計(jì)算的平均值；(c)對下移的像素的值執(zhí)行有損編碼；和(d)對有損編碼的結(jié)果和計(jì)算的平均值執(zhí)行無損編碼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述對下移的像素值執(zhí)行有損編碼的步驟包括(c1)對包括具有下移的值的像素的塊執(zhí)行DCT；和(c2)對DCT結(jié)果進(jìn)行量化。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述塊的每個具有8×8像素大小。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述幀是時間冗余已被去除的殘余幀。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述無損編碼是可變長編碼、算術(shù)編碼和哈夫曼編碼之一。
6.一種對運(yùn)動畫面和靜止畫面中的至少一個進(jìn)行解碼的方法，所述方法包括(a)從輸入的比特流中提取構(gòu)成幀的每個預(yù)定塊的像素的值的塊平均值和所述塊的文本數(shù)據(jù)；(b)對提取的文本數(shù)據(jù)執(zhí)行有損解碼；(c)基于所述塊平均值上移有損解碼的結(jié)果；和(d)通過結(jié)合已經(jīng)根據(jù)上移的結(jié)果而重建的塊來重建幀。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述對提取的文本數(shù)據(jù)執(zhí)行有損解碼的步驟包括(b1)對提取的文本數(shù)據(jù)進(jìn)行去量化；和(b2)對去量化的結(jié)果執(zhí)行IDCT。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述預(yù)定的塊是殘余塊，并且所述重建的幀是殘余幀。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括(e)從輸入的比特流中提取運(yùn)動數(shù)據(jù)；(f)使用提取的運(yùn)動數(shù)據(jù)從預(yù)先重建的幀產(chǎn)生運(yùn)動補(bǔ)償幀；和(g)將所述重建的幀和所述運(yùn)動補(bǔ)償幀相加。
10.一種對運(yùn)動畫面和靜止畫面中的至少一個進(jìn)行編碼的設(shè)備，所述編碼涉及將單個幀劃分為多個塊并且對這些塊進(jìn)行編碼，所述設(shè)備包括計(jì)算構(gòu)成所述塊的每個的像素的值的平均值的單元；將所述像素的值下移所述計(jì)算的平均值的單元；對下移的像素的值執(zhí)行有損編碼的單元；和對有損編碼的結(jié)果和計(jì)算的平均值執(zhí)行無損編碼的單元。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述執(zhí)行有損編碼的單元包括對包括具有下移的值的像素的塊執(zhí)行DCT的單元；和對DCT結(jié)果進(jìn)行量化的單元。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述塊的每個具有8×8像素大小。
13.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述幀是時間冗余已被去除的殘余幀。
14.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述無損編碼是可變長編碼、算術(shù)編碼和哈夫曼編碼之一。
15.一種對運(yùn)動畫面和靜止畫面中的至少一個進(jìn)行解碼的設(shè)備，所述設(shè)備包括從輸入的比特流中提取構(gòu)成幀的每個預(yù)定塊的像素的值的平均值和所述塊的文本數(shù)據(jù)的單元；對提取的文本數(shù)據(jù)執(zhí)行有損解碼的單元；基于所述平均值上移有損解碼的結(jié)果的單元；和通過結(jié)合作為上移的結(jié)果的已經(jīng)被重建的塊來重建幀的單元。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述執(zhí)行有損解碼的單元包括對提取的文本數(shù)據(jù)進(jìn)行去量化的單元；和對去量化的結(jié)果執(zhí)行IDCT的單元。
17.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中，所述預(yù)定的塊是殘余塊，并且所述重建的幀是殘余幀。
18.如權(quán)利要求17所述的設(shè)備，還包括從輸入的比特流提取運(yùn)動數(shù)據(jù)的單元；使用提取的運(yùn)動數(shù)據(jù)從預(yù)先重建的幀產(chǎn)生運(yùn)動補(bǔ)償幀的單元；和將所述重建的幀和所述運(yùn)動補(bǔ)償幀相加的單元。
19.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1中闡述的計(jì)算機(jī)可記錄程序的記錄介質(zhì)。
全文摘要
一種對運(yùn)動畫面或靜止畫面進(jìn)行編碼的方法被公開于此，所述方法涉及將單個幀劃分為多個塊并對這些塊進(jìn)行編碼。所述方法包括計(jì)算構(gòu)成所述塊的像素的平均值；將所述像素下移所述計(jì)算的平均值；對下移的像素值執(zhí)行有損編碼；以及對有損編碼的結(jié)果和計(jì)算的平均值執(zhí)行無損編碼。
文檔編號H04N7/50GK1809169SQ20051013462
公開日2006年7月26日 申請日期2005年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月19日
發(fā)明者安省昱, 洪政奭 申請人:三星電子株式會社